Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [77] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130

костью программировйния алгоритмов работы, имеют большой объем памяти, иаволяющнй полностью хранить управляющую программу. Наличие капала связи в таких системах позволяет подключать большое число внешних устройств.

Кроме двух основных видов .систем NC и CNC, выдйаяют разновидности этих систем, Так, системы ЧПУ с жесткой структурой, но дополненные большой памятью, способной хранить всю программу обработки, называют системами SNC, Системы ЧПУ с ручным вводом программы с помощью электромеханических наборных нолей, установленных на пульте управления, называют системами ИКС. Системы улравления технологическими комплексами, состоящими из группы промышленных установок и работающими по командам, поступающим непосредственно от ЗВЛ\, называют системами NC. В системах DNC ЭВЛ\ хранит программы и распределяет их по запросам от устройств локального управления, которыми могут быть системы NC, SNC, CNC.

Геометрическая и тешлогаческая информатя

ПодгтоВна

исхоЗиш данных для

прощтироЗаназ

Программа иа программоносителе

Программа нй программоносителе

Карта исходных даншх

Программиробаше

Программа иа программоносителе

55 ISf

nvc ПС

\бвп

=[> пп <Нш

и асузп

Технологические команды

<Н> БВВ

ПУ\1

От ЭВМ

дертегс уровня

Вывод итрормации

<И> ПЗУ

Технолоеичеение команды

Рис. 7-1

По взаимной связи между координатами систе\пл ЧПУ разделяются на позиционные (координатные), контурные (функциональные) и контурно-позиционные (комбинированные). Примерами позиционных систем, обеспечивающих только выход ИО в заданную точку пространства, могут служить системы ЧПУ сверлильных, расточных и координатно-расточных станков. В контурных системах необходимо реализовать определенную функциональную зависимость между пространственными координатами ИО в каждой точке траектории. Они применяются, например, на фрезерных и токарных станках, чертежных автоматах ч т. д. Коитурно-познпионные системы обеспечивают и режим функционального управления, и режим точного позиционирования.

По форме задания и воспроизведения программы системы ЧПУ делятся на дискретные, где не только задание, но и воспроизведение программы осуществляется в дискретной форме (системы о шаговыми двигателями}, и дискретно-чалоговые, где программа задается в дискретном виде, а ее отработка осуществляется в аналоговой форме.

По принципу формирования сигнала обратной связи дискретно-аналоговые

системы ЧПУ делятся на число-импульсные, которые содержат кодовые или импульсные датчики обратной связи, и фазовые или фазоимпульсные, содержащ ; фззсшые датчик обратной связи.

7-1-2. ОБЩАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМ ЧПУ

Информация, содержащаяся в программе, состоит из двух оснсюных видст: информации, задающей траекторию движения ИО и отрабатываемой АСУ ЭП, н информации для формирования технологических команд.

В ВЛУ типа КС (рнс. 7-1,6) числовая программа с программоносителя после каждого ее кадра с помощью блока Ёоспроизведеиая програмА:ы {ВВП) через блок ввода в котором произЕОЛИТсн усиление и формирование сш-

налов, поступает в блок декодирования [БД). В БД происходит расшифровка кодовых символов, в результате чего программная информация в соответствии с ее назначением поступает либо в >-стройство упрааления (УУ), обеспечивающее функционирование и взаимодействие блоков ВЛУ, либо через промежуточную память ЩП) - на интерполятор (Я) и в блок технологических команд (БТК). Интерпшятор преобразует числовую информацию, посгупающую на него в том илн ином коде, в унитарный код (последовательность импульсов) отдельно по Каждой координа1е с соблюдением заданной функциональной зависимости между ними. Блок технологических команд служит дня управления режн.мами установки, включения и отключения механизмов. На пульте управления станком (ПУС) и пульте управления собственно усчройством числового программного управления (ПУУ) осуществляются задание режимов работы, индикации пути и скорости, задаваемых программой; туда же поступает информация от ИО объекта управления. Коррекция программы для учета размера и износа инструмента, для ограничения динамических контурных ошибок, для компенсации изменения нагрузки и т. д. осуществляется в блоке коррекции программы (БКП).

Таким образом, в системах NC необходимые функции ЧПУ реализуются отдельными электронными блоками, причем обработка информации в различных блоках может выпапняться параллельно. Введение в систему исюых функций реализуется только с помощью лсполнительных б.1!Оков.

В настоящее время С1стемы КС совершенствуются в части э,1ементной базы и схемно-констр\кторских решений и сохраняют свое значение для станков с ЧПУ, выпускаемых крупными сериями. Основным направлением развития этой группы систем является саздание систем с памятью на всю программу и расширенными технологическими возможностями (коррекция, индикация и т. д.).

Системы CMC характеризуются тем, что основные алгоритмы работы задаются программно или программпо-аппаратно и могут изменяться в зависимости от цела применения устройства. Это позволяет уменьшить чнсло модификаций системы ЧПУ, ускорить их освоение, особенно систем ЧПУ с самоподнастраиваю-щимнся алгоритмами,

В системах CNC (рис. 7-1, в) реализация алгоритма работы ВЛУ обеспечивается арифметико-логическим устройством (АЛУ) и поэтому многие операции выполняются последоват&.чьно. Программа вводится в АЛУ через блок воспроизведения программы (БВП) и блок ввода-вывода (БВВ). В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) хранятся постоянные части программы и необходимые константы. ПЗУ используется для декодирования информации, интерполяции и т. д. В оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) заносятся унравляюитие программы, в нем также хранятся текущие значения параметров, информация для коррекции траекторий и т. д. Реализация всех функций ЧПУ в системе CNC с помощью АЛУ затруднена, так как в этом случае требуется очень высокое быстродействие вычислительных средств. На рис. 7-1, в показано, что с помощью АЛУ выполняются функции устройства управления блоками, декодирования, хрэиення информации н интерполяции. Блоки ПУС и ПУУ выполняют те же функции, что и в системе рис. 7-1, б.

Создание систем CNC стало возможно после выпуска быстродействующи БИС, которые имеют процессорные элементы, элементы оперативной и постояв-

дой памяти и элементы связи с внешними устройствами. Применение микропроцессоров и микро-ЭВМ позволило качественно улучшить структуру систе.м ЧПУ. Появилась вгаможность построить систему ЧПУ по принципу малой вычислительной машины с полужестким или гибким заданием алгоритмов работы, памятью иа олцу или несколько программ, стандартными периферийными устройствами вычислительной техники (печатающим устройством, дисплеем и т. д,), каналами связи с бачее мощной ЭВМ верхнего уровня.

Появилась также возможность выполнения принципиально новых функций: редактирования программы, коррекции систематических погрешностей, изменения алгоритма работы применительно к станкам различных групп и др. Резкое уменьшение габаритов системы ЧПУ позволяет располагать ее непосредат-венно на станке. Встроенная система ЧПУ типа CNC позволяет выполнить программирование изготовления простых деталей иа станке с использоваииел] специализированных языков, При этом программирование ведется в режиме диалога с дисплеем, программа вводится непосредственно а память системы ЧПУ н проверяется при обработке пробной детали.

7-2. ФОРМИРОВАНИЕ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ АСУ ЭП 8 СИСТЕМАХ ЧПУ

7-2-1. ПОДГОТОВКА ЧИСЛОВЫХ ПРОГРАММ НА ОСНОВАНИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Законы движении МО промышленной уста[овки с ЧПУ зависят от формы изделия или детали, способов и заданной точности обработки, вида И1!струмента, а также от ограничений технологического, конструктивного и структурного характера.

Для позиционных систем, кроме основной программируемой величины - пути по данной координате, программа должна обеспечить работу электропривода с минимальной ошибкой позиционирования н максимальным быстродействием при ограничениях на значения скорости и ускорений, которые могут быть вызваны как предельными возможностями электропривода, так н технологическими или конструктивными условиями. Формирование скорости и ускорения при отработке заданного пути в позиционных системах ЧПУ достигается и программой, и системой воспроизведения, где учитываются уже реальные динамические характеристики электропривода и нагрузки. В отношении этих величин програм.чой обычно устанавливаются уровни скоростей и ускорений на определенных участках пути с учетом режима работы ИО. Необходимые законы изменения этих величин в функции пути илн времени между установленными уровнями формируются устройствами воспроизведения.

В контурных системах ЧПУ непрерьганая реализация функциональной зависимости между координатами требует от ВЧУ выполнения более сложных функций. Основными исходными данными при программировании в контурных системах ЧПУ являются форма изделия, детали нлн заготовки, вид и характер Инструмента, тип оборудования с ЧПУ, технологические показатели и допустимые движения с учетом ограничений. Информация, вносимая в программу, состоит из информации, задающей траекторию движения ИО, и информации длн формирования команд. Внутренними командами, или командами управления, считаются задания на переключения или изменения режимов внутри системы ЧПУ, внешними - технологические команды, которые поступают на автоматизированный объект Д.ТЯ включения, отключении или изменения уставок отдельных элементов и устройств всей системы.

Первой задачей программирования контурной обработки детали является Получение аналитического уравнения требуемой траектории движения ИО в пространственных координатах или значений координат семейства ее точек. Форма детали или изделия определяет поверхность, на которой должна распатагаться лннйя касания инструмента с этой поверхностью. Из множества возможных траекторий даижеиия точки касания (изображающая точка) выбирается одна,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [77] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130