В рассмотренных системах ЧПУ осуществляется непрерывное управление положением рабочего органа станка, что позволяет строго согласовать скорость движения по двум или трем координатам станка путем одновременного преобразования заданных по программируемым координатам перемещений с помощью интерполятора. Такие системы ЧПУ называют непрерывными или контурными, так как они позволяют запрограммировать движение рабочего органа по любой траектории и обработать поверхность с криволинейным контуром или коническую поверхность с заданным углом конусности.
В позиционных системах ЧПУ процесс управления приводом подачи заключается во включении и отключении его по достижении рабочим органом заданного положения. Так как требуемая точность регулирования скорости при движении рабочего органа система ЧПУ не обеспечивает, то практически невозможно согласовать перемещения по двум или более координатам. Для того чтобы обеспечить точную траекторию движения рабочего органа, приходится программировать перемещения по различным координатам поочередно, тогда инструмент движется по направлению, заданному направляющими станка. В этом случае на станке можно обрабатывать ступенчатые валики, втулки и другие детали, контур которых составлен из прямых, параллельных осям координат.
Обозначение станков
Для станков с позиционными системами ЧПУ в буквенноцифровое обозначение станка вносятся буква Ф и цифра 2. Сочетание ФЗ используется для обозначения контурной системы ЧПУ, которой оснащен данный станок, например 16К20ФЗ.
В процессе развития числового программного управления сменилось несколько поколений УЧПУ. Возможность разработки станков с ЧПУ была обусловлена развитием электроники и вычислительной техники. Промышленное освоение полупроводниковых элементов, а затем интегральных схем позволило разработать устройства ЧПУ станками высокой надежности при малых размерах.
Элементная база
Главным критерием отнесения УЧПУ к тому или иному поколению может служить элементная база, на которой он создается. Устройства первого поколения создавались из отдельных полупроводниковых элементов, которые вместе с резисторами и конденсаторами собирались на отдельных платах и компоновались в блоки. Каждый блок выполнял определенные функции, поэтому структура УЧПУ была жесткой, неизменяемой, а технологические возможности ограниченными. Конструктивно УЧПУ первого поколения выполнялось в виде одной или двух стоек, занимавших большую площадь. В качестве программоносителя для таких устройств использовалась широкая (35 мм) магнитная лента или перфолента с пятью информационными дорожками.
Позиционные и контурные системы
Устройства второго поколения созданы на элементах малой и средней интеграции, что позволило уменьшить размеры УЧПУ и усложнить реализуемые им функции. Структура УЧПУ осталась жесткой, неизменяемой, и компоновалась по блочному принципу, где каждый блок выполнял определенные функции.
К таким системам относятся УЧПУ типов Н22, НЗЗ, Н55, П-33, «Размер-2» и др. В этих системах буквой Н обозначают системы с непрерывным управлением, т. е. контурные, а буквой П — позиционные. Числа за буквой указывают число управляемых координат и число из них одновременно управляемых.
Например, УЧПУ Н22-1М — это контурная система ЧПУ с двумя одновременно управляемыми координатами, предназначенная для управления шагово-импульсным приводом подач (цифрой 2 после тире обозначают УЧПУ для управления следящим приводом подач). Устройства ЧПУ второго поколения рассчитаны на ввод программы, записанной международным стандартным кодом ISO-7bit на восьмидорожечной перфоленте. Контурные системы типа Н22, НЗЗ и другие имеют встроенный интерполятор.
