Техника - молодёжи 1956-09, страница 26

механизмов, что замена кулачков потребовала бы переделки всей конструкции. Именно поэтому, чем сложнее и совершеннее автомат, тем он менее универсален.

ИДЕЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Для того чтобы обеспечить возможность быстрой и легкой переналадки автомата, необходимо решить ряд сложных технических задач.

Прежде всего нужно «оторвать» управляющие органы автомата от исполнительных, ликвидировать жесткую связь между ними и заставить автомат подчиняться командам, приходящим откуда-то извне. Нужно, чтобы эти команды, составляющие программу работы машины, легко было записать без применения таких сложных методов, как изготовление стальных кулачков, лучше всего на бумаге или на пленке.

К этому в общих чертах и сводится идея программного управления машинами.

Эта идея не нова. Еще полтора века тому назад французский изобретатель Ж. Жаккар применил программу в виде цепи картонных квадратов с отверстиями для управления ткацким станком при изготовлении тканей со сложным переплетением. Немного позже перфорированные бумажные ленты начали применять для управления механическими пианино (пианолами), буквоотливными наборными машинами — монотипами — и рядом других машин.

Во всех этих случаях на перфорированной ленте системой условных знаков записывался порядок работы механизмов, перемещающих нити на ткацком станке, опускающих молоточки, ударяющие по клавишам пианино, и т. д.

Естественно, бумажная лента не может сама двигать механизмы. Она только управляет источниками мощности, производящими работу. Она открывает или преграждает путь этим источникам мощности, подобно тому как маленький выключатель включает и выключает мощный электродвигатель. Для преобразования записанных на ленте команд в движения механизмов применяются различные механические, электрические и другие устройства. В монотипе, например, бумажная лента проходит над пластинкой с отверстиями, в которые подается сжатый вовдух. Когда отверстие в бумажной ленте совпадает с отверстием в пластинке, воздух проходит к поршеньку и вызывает срабатывание соответствующего механивма.

Возможности программного управления в течение долгого времени были весьма ограничены главным образом вследствие того, что техника не располагала достаточно эффективными средствами для управления большими мощностями с помощью

устройств, обладающих ничтожно малой собственной мощностью. Это ограничение было преодолено в результате развития современной влектроники с появлением мощных усилителей.

Другой причиной ограниченного применения систем программного управления являлась сложность программирования. На ленте, перфорируемой вручную, можно было записывать только самые простые программы, представляющие совокупность отдельных прерывистых движений. В то время не были найдены пути управления сложными, непрерывными процессами с помощью программ.

КАК СОСТАВИТЬ ПРОГРАММУ?

... В цех машиностроительного завода пришел знаменитый токарь. Он подошел к несколько необычному на вид токарному станку, снял пиджак, зажал в патрон станка заготовку и с поразительной быстротой и точностью движений выточил одну деталь. Потом он надел пиджак, попрощался и ушел. Поблагодарив его, наладчик перевел переключатель на пульте управления станком из положения «запись» в другое — «воспроизведение». Станок включается и автоматически, в точности повторяя движения токаря, обрабатывает одну ва другой такие же детали.

ВЕРХ

ИСПОЛНИТЕЛЬНОСТИ

Рис. Л. ТЕПЛОВА

Жозеф Мари Жаккар (1752—1834) — зачинатель программного управления машинами.

Над созданием такого станка работает в настоящее время сотрудник Института физики Академии наук Украинской ССР Г. А. Спыну. Для записи движений он применяет магнитный барабан. Здесь использован один из многочисленных способов записи программы. Этот способ представляет большой интерес, так как он позволяет «автоматически» внедрять в широком масштабе наиболее совершенные приемы работы искусных умельцев, новаторов производства, подобно тому как записываются на пластинку и размножаются в любом количестве экземпляров выступления виртуозов-музыкантов.

Однако такой способ записи программы применим далеко не во всех случаях. Самый искусный рабочий не может на глаз, или, как говорят производственники, от «руки», не пользуясь приспособлениями и не производя в ходе работы многочисленных замеров и проб, сразу отфрезеровать сложный профиль лопасти гребного винта или лопатки турбины, изготовить кулачок или просверлить группу отверстий с точным взаимным положением. А раз нельзя изготовить, значит нель-вя просто записать процесс изготовления.

Как же поступают в подобных случаях?

Когда профиль изделия рассчитывается по ваконам, поддающимся математическому анализу, например при изготовлении гребных винтов, пропеллеров или разных видов кулачков, расчетным путем находят координаты близлежащих точек в прямоугольных или полярных координатах и последовательно заносят значения всех координат в таблицу.

Если профиль не поддается расчету, его определяют графически, расчерчивая на бумаге или копируя с модели.

Не стоит подробно рассказывать, как на основе таблиц изготовляют копир. Это сложная и очень трудоемкая работа. На изготовление копира для некоторых изделий уходят месяцы труда наиболее квалифицированных разметчиков и слесарей-лекальщиков. Но все же копир почти невозможно ивготовить без ошибок. С помощью копиров, которые (как кулачки в автоматах) представляют собой запись программы движения инструмента копировальных станков, изготовляют детали с криволинейными поверхностями. Автоматический процесс сводится, таким обра-вом, к повторению профиля копира, изготовленного вручную, так же как и при изготовлении кулачков. Естественно, что во всех деталях автоматически повторяются неточности профиля копира. Несовершенство такого способа ваписи программы очевидно.

НАШ СТАНОК

Вначале 1956 года в цехе Экспериментального вавода Научно-исследовательского института полиграфического машиностроения демонстрировался станок, ивготовленный по предложению и при участии А. Е. Кобринского, В. К. Бесстрашнова и автора этой статьи. Это был обычный фреверный станок, в конструкцию которого не вносили никаких изменений. К станку были только добавлены три устройства, подробно показанные на стр. 20 и 21, которые превратили его в автомат, выполняющий очень квалифицированную работу: бев применения копиров ои изготовлял кулачки.

Любую плавную кривую можно с известным приближением заменить ломаной линией, состоящей ив отрезков прямых. При этом чем меньше будут ступеньки, составляющие ломаную линию, тем с большей точностью ломаная линия приближается к заменяемой ею кривой. Этот прием и был использован при создании станка для обработки кулачков. Заготовка кулачка, представляющая собой диск, приводится в равномерное медленное вращение. Стол станка вместе с вращающейся заготовкой может перемещаться по направлению к быстро вращающейся фрезе или в противоположном направлении.

Если подвести стол в такое положение, чтобы вубья фревы вревались в ваготовку, и ватем, вращая стол, не изменять положение его оси, то фреза будет обрабатывать цилиндрическую поверхность. Если же во время фрезерования двигать стол, то в результате сложения двух движений — равномерного вращения заготовки и поступательного движения ее — может быть обработан любой криволинейный профиль.

Форма кривой будет зависеть от вакона движения стола с ва-готовкой. Чем быстрее будет перемещаться стол, тем более крутым будет профиль кулачка.

Теперь попробуем ваменить непрерывное перемещение^ стола с заготовкой частыми мелкими перемещениями одинаковой величины. Предположим, необходимо переместить стол на 5 мм за время поворота ваготовки на 10°. Если дать ва то же время столу с заготовкой 230 импульсных перемещений, каждое величиной 0,02 мм, результат будет тот же, а профиль будет образован ступенчатой кривой. При непрерывном повороте за-