
Автоматизация отдельного станка направлена на уменьшение участия человека в эксплуатации этого станка. Это достигается как соответствующими мероприятиями, обеспечивающими автоматизацию управления данного станка, так и изменением его конструкции.
Под управлением отдельным станком принято понимать совокупность воздействий на механизмы данных станка, обеспечивающих выполнение им того производственного процесса, для которого этот станок применяется. Соответственно под системой управления отдельного станка следует понимать устройство или совокупность устройств, реализующие подобные воздействия. Применительно к отдельным станкам принято различать два типа управления, а именно ручное и автоматическое.
Ручное управление не сводится к непосредственному воздействию оператора на рабочие органы станка, а заключается в принятии им решений о включении и выключении механизмов станка и задании параметров работы этих механизмов. Сами механизмы станка могут быть весьма разнообразными - механическими, электрическими, электронными, гидравлическими, пневматическими, а также комбинированными. В современных станках ручное управление часто сопровождается цифровой индикацией.
Автоматическое управление сводится к тому, что решения о включении и выключении механизмов станка и задании параметров работы этих механизмов принимает не человекоператор, а система управления. В соответствии с принятыми решениями системой управления выдаются команды на исполнение этих решений.
Различают следующие типы автоматического управления отдельными станками:
-автоматическое управление неизменяемыми циклами обработки, например силовыми головками агрегатных станков;
-автоматическое управление изменяемыми циклами обработки, определяемыми материальными задатчиками, такими как система копиров, набор кулачков, набор переставных упоров, например у копировальных станков, многошпиндельных токарных автоматов и агрегатных станков;
-числовое программное управление, когда последовательность действий механизмов станка и параметры их работы определяются в виде массива числовых кодов, предварительно записанных на том или ином носителе.
Системы управления на основе материальных задатчиков, представляющих собой моделианалоги движения рабочих органов станка, в свою очередь, можно подразделить на системы незамкнутого типа, когда перемещение рабочего органа станка осуществляется под непосредственным силовым воздействием материального задатчика, и системы замкнутого типа, когда материальный задатчик воздействует на некоторую промежуточную систему, осуществляющую преобразование информации этого задатчика.
Примером незамкнутого типа системы управления непосредственно от материальных задатчиков, или системы управления прямого действия, может служить вертикальный многошпиндельный токарный автомат, где движения поперечных суппортов осуществляются от непосредственного воздействия профиля барабанного кулачкакопира. Примером применения замкнутого типа системы управления может служить гидрокопировальный токарный полуавтомат.
Системы
числового программного управления станками подразделяются на позиционные, контурные и универсальные.
В позиционных системах числового программного управления станками важны лишь координаты последней точки, в которую устанавливается рабочий орган станка, а траектория, по которой он перемещается в эту точку, не имеет значения. Примером могут служить координатнорасточные станки или дыропробивные прессы.
В контурных системах числового программного управления станками важна сама траектория, по которой рабочий орган станка перемещается в заданную точку, а координаты этой последней точки не отслеживаются. Примером могут служить различные токарные, фрезерные и шлифовальные станки общего назначения.
В универсальных системах числового программного управления станками важна как траектория, по которой рабочий орган станка перемещается в заданную точку, так и координаты этой последней точки. Примером могут служить обрабатывающие центры различных типов и групп или, если следовать терминологии станкостроителей, применительно к обработке прямоугольных пространственных или плоских деталей - многоинструментные фрезерносверлильнорасточные станки с автоматической сменой инструмента. В последнее время стали известны блокцентры или агрегатцентры, в которых по заданной в виде массива чисел программе производится не только поиск и смена отдельных инструментов, как в традиционном «обрабатывающем центре», но и поиск и смена хранящихся в магазине силовых головок.
Соответствующая классификация систем управления отдельными станками приведена на рисунке.
Системы числового программного управления станками всех указанных типов могут также различаться по способу формирования массива числовых данных, образующих управляющую программу. В оперативных системах числового программного управления управляющая программа готовится в процессе обработки пилотной детали партии. В других системах числового программного управления управляющая программа готовится независимо от обработки детали, хотя для этого в большинстве случаев используются средства вычислительной техники и визуализации, входящие в состав системы числового программного управления данного станка.
Незамкнутые системы прямого управления станками формируют управляющее воздействие за счет энергии регулируемого параметра, например за счет усилия взаимодействия ролика толкателя копирующего механизма токарного автомата с канавкой закаленного барабанакопира, а замкнутые системы непрямого действия формируют управляющее воздействие за счет энергии дополнительного внешнего источника.
В зависимости от вида используемой внешней энергии системы непрямого действия могут быть подразделены на электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные.
В зависимости от характеристик, которые реализуют автоматические системы управления, эти системы подразделяются на л инейные и нелинейные. Линейными называют такие системы, у которых зависимость между установившимися значениями выходных и входных параметров представляет собой прямую линию, изображающую пропорциональную зависимость.