Організація роботи дискретних механізмів автоматичної заміни інструмента у верстатах з ЧПУ

Розглянемо дискретний механізм автоматичної заміни інструмента (рис. 6.33). Автоматична заміна здійснюється у рамках двох незалежних циклів: циклу пошуку потрібного інструмента у магазині, який викликається інформаційним словом, що складається з адреси Т та коду розшукуваного інструмента, і циклу заміни інструмента, який викликається інформаційним словом М 06. Цикл пошуку нового інструмента зазвичай суміщений з обробкою попереднім інструментом.

Рис. 6.33. Дискретний механізм автоматичної заміни інструмента

Цикл М 06 організований наступним чином. У вихідному положенні захвати 1 та 8 автооператора 12 знаходяться на невеликій відстані відповідно від магазина 13 та шпинделя 14. За командою М 06 на зміну інструментів обидва захвати одночасно подаються за допомогою гідроциліндрів 2 та 9 до інструментальних оправок та захоплюють їх (у кожному захваті є важіль-заскок). Після цього важелі з гідроциліндрами захватів синхронно обертаються гідроциліндром 11 навколо вертикальних осей 3 та 10, витягуючи оправки з інструментами з магазина та шпинделя. Для зміни інструмента корпус 4 автооператора обертається на 180° за допомогою зубчастого колеса 6 та рейок, зв’язаних з гідроциліндрами 5 та 7. Після цього важелі захватів, обертаючись навколо своєї осі, вводять інструменти у магазин та шпиндель.

Інструментальні магазини оснащують реверсивними приводами і пошук інструмента в цьому випадку доцільно вести за найкоротшим шляхом. Ці магазини в загальному випадку можуть бути зображені у вигляді кола з розбиттям на задану кількість позицій відповідно до кількості застосованих інструментів. Вибір напрямку обертання здійснюється із результатів аналізу номера позиції інструмента N _з, заданого в інформаційному слові з адресою T, і номера робочої N _ф позиції інструментального магазина.

Розробці системи циклової електроавтоматики передує формальний опис дискретних механізмів в трьох режимах: автоматичному, налагоджувальному (ручного управління), нерегулярних ситуацій. В описах повинна бути передбачена можливість переходу з режиму у режим шляхом виділення станів механізму, що допускає такий перехід.

За командою з адресою Т на заміну інструмента ініціюється автоматичний цикл, що починається з аналізу коду N _ф робочої позиції револьверної головки. Якщо цей код збігається з кодом позиції N _з, у якій знаходиться викликаємий інструмент, заданий в управляючій програмі ЧПУ, то підтверджується виконання команди. У противному випадку за допомогою електромагніту ЕМ1 проводиться розтискання револьверної головки, що підтверджується кінцевим вимикачем В1. Далі повинна бути викликана обчислювальна процедура, що визначає напрямок обертання головки до заданої позиції, після чого включаються відповідно електромагніти ЕМ2 (поворот проти годинникової стрілки) або ЕМЗ (поворот за годинниковою стрілкою). При будь-якому проходженні позиції можливої фіксації спрацьовує кінцевий вимикач В2 і здійснюється перевірка збігу кодів N _з = N _ф. Якщо збігу не відбудеться протягом заздалегідь встановленої тривалості часу, то це буде свідчити про відмовлення, що буде оброблене у режимі нерегулярної ситуації. Збіг кодів означає досягнення заданої позиції, у якій відключаються електромагніти ЕМ2 або ЕМ3 в залежності від напрямку обертання, що завершується. Потім виключається електромагніт ЕМ1, а головка затискається. Підтвердженням нормального затискання буде сигнал від кінцевого вимикача В3.

Логічна задача ЧПУ саме складається з подібних процесів. Як ілюстрацію цього виділимо у складі розглянутої задачі автоматичної заміни інструмента три паралельних процеси: автоматичне відтворення циклу зміни інструмента, затискання-розтискання револьверної головки, поворот револьверної головки.

Таким чином, існує можливість незалежної розробки численних окремих циклічних процесів із встановленням згодом необхідного зв’язку між ними.