Токарный обрабатывающий центр может иметь одноканальную и двухканальную систему управления. В токарных центрах с двухканальной системой управления производительность комбинированных операций может быть существенно повышена за счет совмещения во времени действий инструментов, размещенных в разных револьверных головках станка. При совмещении переходов инструментов следует учитывать технологические особенности выполнения детали.
Условия задачи обработки детали (рис. 1) на токарном обрабатывающем центре с двумя револьверными головками включали в себя следующие ограничения:
- подрезка торца, а также обработка поверхностей повышенной точности должны выполняться отдельно от других переходов;
- черновые переходы не могут быть совмещены во времени с чистовыми.
Была отмечена технологическая возможность совмещения во времени:
- черновой обработки внутренних и наружных поверхностей детали;
- чистовой обработки внутренних и наружных поверхностей детали.
Рис. 1. Обработка детали на токарном обрабатывающем центре с ЧПУ с двумя револьверными головками: а – инструмент револьверной головки №1; б – инструмент револьверной головки №1
Алгоритм действий системы ЧПУ токарного обрабатывающего центра разрабатывался на базе имитационного моделирования взаимодействий рабочих органов станка с помощью сети Петри. Моделирование осуществлялось с целью определения условий Pi, выполнение которых обеспечивает возможность протекания событий переходов Пi. Принцип построения сети Петри заключается в следующем: после выполнения очередного события перехода Пi в системе возникает УСЛОВИЕ Рi; это условие открывает возможность для выполнения последующего события - перехода Пi+1.
Сеть Петри для последовательной обработки детали (рис. 2, б) представляет собой цепочку чередующихся событий Пi и условий Рi. При выполнении последовательно - параллельного цикла взаимодействия элементов системы имеют более сложный характер (рис. 2, в). В частности, некоторые события могут быть выполнено только при одновременном выполнении системой нескольких условий. При этом некоторые события могут приводить к возникновению сразу нескольких новых условий. Отметим, что при построении сети Петри нумерация событий Пi может не соответствовать очередности переходов инструментов.
Рис. 2. Моделирование обработки детали на обрабатывающем центре с двумя револьверными головками последовательным и последовательно - параллельным циклами: а, б – циклограмма и сеть Петри при последовательной организации переходов; в, г – циклограмма и сеть Петри при последовательно - параллельной организации переходов; РГ1 - револьверная головка 1; РГ2 - револьверная головка 2; Рi - условия модели; WJ - метки согласования действий программ во времени; Пi – события модели: П1 - подрезка; П2 - черновое точение; П3 - сверление; П4 - черновая расточка; П5 - чистовая расточка; П6 - чистовое точение; П7 - точение повышенной точности; П8 - расточка повышенной точности
Цикл обработки детали на токарном обрабатывающем центре начинается с подрезки торца П1. Выполнение этого перехода необходимое условие Р1 для начала работы черновых инструментов. Сверление центрального отверстия П3 и черновая расточка П4 выполняются последовательно; параллельно с ними осуществляется черновая обточка П2. Сеть Петри отображает условие модели, согласно которому продолжение операции возможно только при одновременном выполнении условий Р2 и Р4, т.е. при условии окончания обоих переходов черновых резцов. Чистовые переходы инструментов П5 и П6 также производятся в параллельном режиме. После выполнения чистовых переходов (Р5 и Р6 на сети Петри) система приступает к обработке детали повышенной точности последовательному выполнению переходов П7 и П8.
Структура программного управления последовательно-параллельного цикла выполнения операции на токарно обрабатывающем центре приведена в табл. 1; циклограмма обработки детали изображена на рис. 2, г. Как следует из циклограммы, первой к работе приступает револьверная головка 1 (переход П1), а револьверная головка 2 задерживается в положении ожидания по сигналу метки W5. После окончания перехода П1 система управления револьверной головки 1 по сигналу метки W5 запускает работу револьверная головка 2. При этом сама револьверная головка 1 не прерывает работу, а приступает к выполнению перехода следующего инструмента обточного чернового резца П2. Такая структура программирования позволяет осуществлять переход П2 в параллельном режиме с другими черновыми переходами П3 и П4. После «встречи» двух систем управления по метке W10 револьверные головки станка возобновляют работу в параллельном режиме (чистовые переходы П5 и П6). После новой «встречи» револьверных головок (по метке W15) револьверная головка 1 продолжает работу (обработка повышенной точности переход П7), а револьверная головка 2 переводится в положение ожидания сигналом метки W20. Таким образом, обеспечивается последовательное выполнение переходов П7 и П8.
Таблица 1
