Техника - молодёжи 2004-04, страница 33

станков? Перечислим условия, которые необходимо соблюсти при разработке такого станка. Первое: работа не должна существенно отличаться от работы на обычном «универсале», то есть встал за станок и начал работать без особых навыков. Второе: новые возможности станка должны осваиваться интуитивно, а навыки вырабатываться сами собой. Не станок, а игротека! Сам заставляет играть с ним и увлекаться процессом. Каким же должен быть станок — игрушка, станок-учитель?

Выкинем из универсального станка сложную механику приводов, сделаем все как на станках с ЧПУ, но оставим штурвалы продольной и поперечной подач, заменив механическую связь электронной (рис. 1, все рисунки на центральном развороте). Нелишне добавить к электронной связи имитацию сопротивления от сил резания, установив небольшие сервоприводы. Проделав все это, мы упростим механику, но усложним электрическую часть. Добавляется два-три электродвигателя. Утешает, что электроника в последнее время стремительно дешевеет и не повысит заметно стоимость станка. Процессор Pentium 1 обеспечит все команды с десятикратным запасом.

Продолжим модернизацию. Заменим рукоятку подачи и быстрого хода джойстиком, который теперь, кроме прежних функций, будет выполнять множество новых (рис. 2). В связи с этим игрушечный термин «джойстик» заменим техническим: «директивная ручка управления» (ДРУ). Для директивной ручки необходим сервопривод обратной связи. Давайте разберемся, как работает токарь на обычном станке. После закрепления детали в патроне и пуска шпинделя, токарь рукояткой быстрого хода подводит резец на минимальное расстояние к детали, и, поставив ее в нейтральное положение, подводит резец штурвалами в касание с деталью. Последнее действие даже у новичка занимает менее секунды. Если же осуществить подвод резца на станке с ЧПУ, то потребуется несколько секунд, так как движение происходит по программе со скоростью подачи. Поэтому ручка ДРУ, кроме клавиши быстрого хода, должна иметь клавишу пропорционального движения.

Тогда оператор, наклонив ручку и нажав клавишу быстрого хода, подводит резец к детали, после чего, нажав клавишу пропорционального движения, наклонит ручку в сторону движения резца, и тот пройдет расстояние, равное ходу вершины ручки (рис. 3). Естественно, данное движение нужно масштабировать с помощью процессора При высоте ручки 150 мм

и ее наклоне на 45°, перемещение резца в масштабе 1:1 составит 106 мм. Следовательно, с помощью этой новой функции можно избавить токаря от необходимости пользоваться штурвалом. Заметьте, рука оператора все время держит ручку ДРУ. Это очень удобно при быстрой торцовке или отрезной операции. Совершив нужное движение, мы хотим вернуть резец назад. Не отпуская клавиши (или снова нажав ее), ставим ручку в нейтральное положение. Посмею утверждать, что данный орган управления позволит перемещать резцедержатель неуловимыми движениями руки сродни фокусу и гораздо быстрее, чем штурвалами на «универсале». Этим функции директивной ручки далеко не ограничены: по ее указанию можно нарезать резьбу, точить конусы, галтели, скругления, фаски, канавки. Для этого установим на шпиндельной бабке станка управляющую панель с кнопками готовых функций, цифровой клавиатурой заданной функции (рис. 4). Нажав на кнопку «нарезание резьбы», увидим на табло запрос о начальной точке резца. Не думая о координатах, подводим резец на расстояние 2—3 мм от торца детали и нажимаем кнопку системы отсчета координат. Появляется запрос о конечной точке резьбы — указываем ее холостым проходом резца, вводим на пульте шаг резьбы и нажимаем кнопку F исполнения функции. Остается установить резец на нужный диаметр и наклонить ручку в направлении хода — резьба «пошла». В конце резьбы резец сам остановится, отойдет от детали на 5 мм (задается «по умолчанию») и возвратится в начальную точку. Проходы повторяются до тех пор, пока резьба не будет нарезана на всю высоту профиля. Однако эта программа предназначена для учащихся. Профессионал же сообщит станку глубину резания и длину одного прохода, и после «запуска» резьбы пойдет покурить. К его возвращению резьба будет готова. Естественно, для конусной резьбы нужно будет указать еще угол конуса. Если это вам покажется сложным, то попробуйте нарезать конусную резьбу на универсальном станке и сравните. Для возвращения в обычный режим работы нажимаем соответствующую кнопку на панели или три раза клавишу ускоренного хода на директивной ручке.

Поговорим о конусах. Можно обрабатывать их по программе «функция конуса», действующей аналогично резьбовому циклу, а можно проще. Добавим к функциям ручки возможность хода резцедержателя по диагонали и регулятор угла хода. При установке ручки по диагонали, резцедержатель бу

дет двигаться под углом 45°. Это особенно полезно при снятии фасок. Регулятор угла хода разместим рядом с ручкой на каретке. Он представляет собой маховичок, вокруг которого нанесены деления с числовыми значениями. В центре маховичка расположим кнопку активации (команды) со световой индикацией. Более точные значения угла устанавливаем дополнительным маховичком на передней стенке блока управления (см. рис. 2) и контролируем на его индикаторе и на пульте каретки. Нажимаем на кнопку активации и, наклоняя ручку по диагонали, получаем соответствующее угловое перемещение за счет одновременного движения по двум координатам X и Z. Чтобы получить аналогичный эффект на обычном станке, сравните, токарь должен повернуть на требуемый угол резцедержатель, предварительно ослабив четыре гайки и снова затянув их, а затем перемещать его вдоль образующей конуса.

Вытачиваем галтели. Директивной ручкой устанавливаем резец в исходную точку, вводим в программу радиус галтели с помощью регулятора радиуса (маховичок с кнопкой активации) или клавиатуры, нажимаем кнопку активации и наклоняем ручку по диагонали в сторону конечной точки резания. В зависимости от направления точения галтели по часовой или против часовой стрелки ручку наклоняем прямо или по диагонали (рис. 5).

Сложнее обстоит дело со округлениями и радиусными участками, сопрягающими конусные и другие поверхности под углом, отличным от 90°. В обычном случае токарь предпочтет воспользоваться фасонным резцом На программируемом станке можно использовать специальную функцию сопряжения сложных поверхностей. Для этого на табло указываем требуемые траектории, которые постоянно отображаются в графической области и сохраняются в памяти, и радиус сопряжения, после чего процессор сам вычислит начальную и конечную точки радиусного участка и отобразит все на табло. Подводим резец к обрабатываемому участку и нажимаем клавишу исполнения, станок поведет резец по дуге и обработает участок сопряжения. Если станок проделает это один раз, то при изготовлении следующих таких же деталей можно просто объединить прямой ход с радиусным участком, и резец, не останавливаясь, обработает радиус.

Опытный токарь умеет сам составить программу, и после изготовления одной детали, станок обучится всем перемещениям и повторит операцию на «бис».

ТЕХНИКА — МОЛОДЕЖИ 4 2 0 0 4

31