Sterowanie obrabiarek

Przez sterowanie obrabiarki rozumie się włączanie i wyłączanie silników napędowych, włączanie i wyłączanie oraz zmianę prędkości obrotowej wrzeciona lub posuwu stołu, włączanie i wyłączanie urządzeń smarujących i chłodzących itp. Sterowanie może być ręczne lub automatyczne. Przy sterowaniu ręcznym pracą obrabiarki kieruje bezpośrednio pracownik, a przy sterowaniu automatycznym wykonywanie czynności przełączeniowych odbywa się samoczynnie, bez udziału pracownika.

Sterowanie numeryczne

W obrabiarkach sterowanych numerycznie wyodrębnia się elektroniczny układ sterowania numerycznego oraz zespoły sterująco-napędowe. Do dokonywania przemieszczeń zespołów roboczych obrabiarek sterowanych numerycznie (OSN) służą śruby pociągowe obracane najczęściej silnikami elektrycznymi prądu stałego lub silnikami krokowymi. Elektroniczny układ sterowania numerycznego znajduje się często w oddzielnej szafie sterowniczej stojącej obok obrabiarki, lub połączony jest z nią wysięgnikiem.
Zmiana położenia narzędzia względem przedmiotu obrabianego może być dokonywana za pośrednictwem:

• sterowania punktowego,
• odcinkowego
• lub kształtowego.

Sterowanie punktowe: charakteryzuje się tym, że narzędzie po wykonaniu pracy w punkcie A przedmiotu obrabianego określonym współrzędnymi x1 y1 ma być przemieszczone do punktu B określonego współrzędnymi x2 y2. Nie jest jednak istotne po jakim torze to przemieszczenie nastąpi. Sterowanie takie jest najczęściej stosowane na wiertarkach współrzędnościowych.

Sterowanie odcinkowe: obejmuje zarówno szybkie ruchy przestawcze, jak i ruchy posuwowe dokonywane przez zespoły robocze obrabiarki według odcinków linii prostych równoległych do osi współrzędnych obrabiarki. Przykładem sterowania odcinkowego
może być frezowanie płaszczyzn przesuniętych względem siebie w trzech kierunkach X,Y,Z na frezarkach, jak również toczenie wałków stopniowych na tokarkach z odcinkowym przemieszczaniem noża tylko w dwóch kierunkach.

Sterowanie kształtowe: obejmuje wszystkie te przypadki obróbki, w których droga narzędzia względem przedmiotu obrabianego musi przechodzić przez kolejno wyznaczone punkty toru i jest ona linią składającą się zarówno z prostoliniowych, jak i krzywoliniowych odcinków. Przykładem sterowania kształtowego może być frezowanie zamkniętego płaskiego obrysu przedmiotu obrabianego frezem trzpieniowym. Przy sterowaniu numerycznym kształtowym występuje w układzie sterowania obrabiarki tzw.
interpolator. Jest to urządzenie będące prostą maszyną matematyczną, której zadaniem jest obliczanie współrzędnych punktów pośrednich toru narzędzia, leżących pomiędzy punktami określonymi w programie pracy obrabiarki. Jeżeli na przykład w programie
określone są współrzędne trzech punktów łukowego toru narzędzia, to interpolator ustala najpierw równanie okręgu (ponieważ trzy punkty wyznaczają okrąg) i na podstawie tego równania oblicza współrzędne punktów tego łuku (okręgu), po którym ma
się przemieszczać narzędzie. Taka interpolacja nazywa się interpolacją kołową. Może być również interpolacja krzywoliniowa wg innych krzywych. Interpolacją prostoliniową nazywana jest taka interpolacja, przy której dla określonych dwóch skrajnych punktów prostoliniowego odcinka toru narzędzia interpolator ustala równanie linii prostej (dwa punkty wyznaczają linię prostą) i na tej podstawie oblicza współrzędne punktów pośrednich pomiędzy tymi punktami skrajnymi.

Sterowanie komputerowe

Niezależnie od numerycznego sterowania obrabiarek przy zastosowaniu taśm dziurkowanych (używanych coraz rzadziej), stosowane jest obecnie sterowanie komputerowe. Daje ono możność znacznego uproszczenia układów sterowania poszczególnych obrabiarek, ponieważ zamiast nanoszenia informacji dotyczących programu pracy obrabiarki w postaci otworków na taśmę dziurkowaną, wprowadza się te informacje bezpośrednio do pamięci komputera, który steruje obrabiarką. Dzięki temu taśma dziurkowana zostaje wyeliminowana z układu sterowania. Rozróżnia się dwa rodzaje sterowania komputerowego:

• sterowanie CNC (Computer Numerical Control), gdy odpowiednio zaprogramowany minikomputer steruje jedną lub kilkoma obrabiarkami. Przechowywane w pamięci minikomputera informacje dotyczące programu pracy obrabiarki są przekazywane do jej zespołów sterująco-napędowych za pośrednictwem zespołów dopasowujących,
• sterowanie DNC (Direct Numerical Control), gdy jeden duży komputer, mający zakodowane w pamięci programy pracy wielu obrabiarek, steruje jednocześnie przy zastosowaniu metody podziału czasu nawet kilkudziesięcioma obrabiarkami.

Opracowano na podstawie materiałów KOWEZIU.