Курс лекций - Управление техническими системами, страница 10

Еслиприменяется система с фазовой модуляцией, то программа представляется синусоидальным напряжением, фаза которого пропорциональна программируе42мым перемещениям; в системах с амплитудной модуляцией перемещениямпропорциональна амплитуда этого напряжения.Таблица 1 - Примеры применения СУТООбозначениеОпределениеРус.Межд.СУСледящие системы (цикловые, копировальные)ЧПУNCЧисловое программное управление по программе, заданнойв кодированном видеОСУHNCОперативная система ЧПУ с ручным заданием программына пульте управленияКомпьютерноеЧПУ-CNCСистема управления с микроЭВМ или микропроцессором ипрограммной реализацией алгоритмовDNC-PCСистема программного управления группой станков от общей ЭВМ, осуществляющей хранение и распределение программ по запросам от устройств управления станкомПерсональная или профессиональная ЭВМПКPLCПрограммируемый командоаппарат - устройство для выполнения логических функций, в том числе и релейной автоматики. Может входить в состав ЧПУЛВСLANЛокальная вычислительная сеть-MAPПромышленный автоматизированный протокол ЛВСАДУACАдаптивное управление режимами резания или компенсацией погрешностей.

Может выполняться алгоритмически всистеме ЧПУВ дискретных (импульсных) системах информация о перемещениях задается соответствующим числом импульсов. Если механизм перемещения оснащен датчиком импульсов и для учета перемещения используется счетная схема,то систему называют счетно-импульсной. Если исполнительным устройствомявляется шаговый двигатель, то систему называют шагово-импульсной.В импульсно-фазовых устройствах ЧПУ суммирование импульсов, задаваемых программой, производится в фазовом преобразователе, выходной, сигнал которого в виде угла сдвига фазы переменного напряжения пропорционален количеству импульсов программы.Классификация систем по изменению режимов обработки системы ЧПУПо изменению режимов обработки системы ЧПУ подразделяются на цикловые, программные и адаптивные.Цикловые системы осуществляют движения с повторяющимися циклами.В них применяется кулачковое, аппаратное, микропрограммное и программируемое управления.

При кулачковом управлении используют для задания режимов штекерные панели, аппаратное управление осуществляют при помощи43релейно-контактной или бесконтактной аппаратуры. Для микропрограммногоуправления применяют запоминающие устройства микрокоманд, а программируемое управление режимами обработки основано на использовании средствпрограммируемой логики.В программных системах ЧПУ изменение режимов обработки осуществляется программными средствами с использованием программоносителя илипамяти ЭВМ.Применение адаптивного управления позволяет производить автоматическое изменение режима обработки независимо от программы.Числовое программное управление обеспечивает управление по нескольким координатам, поэтому его широко применяют на многооперационныхстанках (обрабатывающих центрах) с автоматической сменой инструмента иобрабатываемых деталей.3. Все СУТО включают в себя следующие узлы (Рисунок 37): считывающееустройство, предназначенное для ввода управляющей программы с программоносителя (СУ); пульта ввода (ПВ); который предназначен для ввода управляющей программы с помощью клавиатуры, а также для назначения режимов работы, подачи разовых команд и индикации контроля состояния устройства; узла ввода (УВв),обеспечивающего выбор режима ввода, режима управления станком и устройством,вызов автоматических циклов по специальной команде G80 с встраиванием в циклыфактических параметров, управление лентопротяжным механизмом в стартстопном режиме во время отработке управляющей программы (УП) и управление перемоткой ленты в начало программы, расшифровку адресов команд, временное хранение их содержимого и ввод в соответствующие регистры памятисодержимого команд по расшифрованному адресу.

Кроме того, данное устройство управляет лентопротяжным механизмом во время поиска кадра N, заданного на переключателеПВУВвУКПКИндикацияРучной вводПИУОПКомандык станкуУОК станкуФСУБРВУДС перфолентыУСОтветыот станкаРисунок 37- Структурная схема типового позиционного УЧПУПульт коррекции (ПК) предназначен для набора и хранения коррекции попредусмотренным адресам. Узел коррекции (УК) обеспечивает последовательное считывание цифровой информации, установленной на переключателях,44ввод считываемой информации с нормализацией по запросам в УП в соответствующие адреса (адреса инструментов или координат).Пульт индикации (ПИ) обеспечивает индикацию информации на экранепо задействованным адресам (построчно или по страницам) и представляет собой лучевую трубку, в левой части которой растровые строки индицируют действительное положение рабочих органов, а в правой части - заданные значения вУП.

Пульт индикации может работать в рабочем и проверочном (без отработки)режимах, что дает возможность получить необходимую информацию. Пультиндикации вместе с пультом ввода является видеомонитором.Узел скорости (УС) обеспечивает управление скоростями по действующим координатам, управление торможением и выбором направления движения.Узел оперативной памяти (УОП) имеет память для хранения вводимойинформации и информации результатов вычислений во время обработки. Кроме того, УОП имеет ПЗУ для хранения состава автоматических циклов с адресами. G81 - G89.Узел обслуживания (УО) - это специализированный микропроцессор, который выполняет обработку геометрической информации, т.е. вычисление угларассогласования по всем управляемым координатам, выполняет функции таймера, управляет пультом индикации.Узел датчиков (УД) предназначен для преобразования сигналов датчиковположения в код УЧПУ, питания датчиков и усиления сигналов.Блок внешних разъемов (БРВ) представляет собой стандартный интерфейс в виде адаптера или микроконтроллера.

Обеспечивает связь УЧПУ с электроавтоматическими устройствами станка и управление ими. БРВ предназначендля расшифровки, формирования и распределения сигналов управления к исполнительным механизмам, а так же для сбора и хранения информации состояния объекта, сигналов состояния рабочих органов, сигналов готовности.45Тема 3.2 Системы числового программного управления промышленным оборудованием1. Классификация СЧПУ2. Структура систем числового программного управления1. Система числового программного управления – комплекс устройств иоборудования, включающий в себя: УЧПУ; объект управления; электроавтоматические устройства, осуществляющие непосредственное управление узламиобъекта; оснастку и инструмент; программное и математическое обеспечение;средства контроля.УЧПУ можно классифицировать по различным признакам.Классификация систем по особенностям структуры системы ЧПУ: контурные и комбинированные системы ЧПУКонтурные системы ЧПУ позволяют производить обработку криволинейных поверхностей при фрезеровании, точении, шлифовании и других видахметаллообработки.

В этих системах программируется траектория перемещениярежущего инструмента, поэтому их часто называют системами управлениядвижением.Комбинированные системы ЧПУ представляют собой сочетание позиционных и контурных и называются также универсальными. Они находят применение в многооперационных станках, где требуется позиционно-контурноеуправление.При обозначении модели станка с ЧПУ, оснащенного позиционной системой, к ней добавляют индекс «Ф2», оснащенного контурной системой — индекс «ФЗ» и комбинированной - индекс «Ф4». Индекс «Ф1» в обозначении модели станка свидетельствует об оснащении станка цифровой индикацией иручным управлением.Позиционные системы ЧПУСистемы ЧПУ металлорежущими станками классифицируются по различным признакам. По виду рабочих движений станка системы ЧПУ могутбыть разделены на позиционные, контурные и комбинированные.Позиционные системы ЧПУ позволяют производить относительное перемещение инструмента и заготовки от одной точки (позиции) к другой.Такое управление используется в сверлильных, расточных и других станках, на которых обработка выполняется после установки инструмента в заданной позиции.Поскольку основной задачей для таких систем является перемещение инструмента (детали) в заданные координаты, их называют также системами координатного управления и управления положением.2.

При разработке современных универсальных УЧПУ стремятся придатьэтим устройствам свойства унификации, т. е. создают их на базе унифицированных узлов, которые обладают большой функциональной гибкостью. Приразработке УЧПУ предусматривают более полную автоматизацию программирования, возможность встраивания УЧПУ в объект управления, который в свою46очередь может встраиваться в технологический модуль или более крупный технологический комплекс, а также стыковку УЧПУ с другими УЧПУ, СЧПУ иЭВМ более высокого ранга.Применяемые микроЭВМ своей функциональной структурой и математическим обеспечением проблемно сориентированы на управление всевозможными технологическими объектами. В микроЭВМ организация вычислительного процесса и операции логики предусматривает осуществление обработки информации управления, передачи данных и принятия информации с объектауправления в реальном масштабе времени.Для упрощения проблемной ориентации микроЭВМ и другие устройстваархитектурно, функционально и конструктивно оформляют в виде отдельныхмодулей.

Универсальные УЧПУ, созданные на базе микро-ЭВМ, могут включать в себя различные функциональные модули.Микропроцессорный модуль (МП) может включать в себя основной ивспомогательный микропроцессоры, причем основной обрабатывает информацию управления и планирования, а вспомогательный работает над подготовкойинформации. Например, вспомогательный микропроцессор работает в системеавтоматического программирования, рассчитывает траекторию движения методом линейно-круговой интерполяции, а основной обрабатывает информациюуправления всеми устройствами.

В МП метод обмена информацией магистральный, а управление имеет микропрограммную организацию, поэтому МПвключает в себя, как правило, самостоятельный модуль микропрограммногоуправления. В МП могут входить буферные регистры для удобства оперирования форматами данных. Кроме того, МП могут быть многосекционными, чтодает возможность наращивать секции и оперировать любыми необходимымиформатами. Модуль устройства управления (УУ) обеспечивает организациюуправления устройствами СЧПУ.Модуль оперативной памяти (ОП) предназначен для хранения оперативной информации. В него может входить модуль стековой памяти для организации всевозможных прерываний УП («стек» от англ.

слова штабель, кипа). Этотмодуль предназначен для запоминания данных перед прерыванием УП. Стековые регистры запоминают содержимое счетчиков, адреса данных перед прерыванием для восстановления их в основной программе после возвращения изпрерывания (данные регистры обмениваются информацией в следующем порядке: первый адрес записывается, последний считывается).Модули постоянной памяти неперепрограммируемые в виде постоянногозапоминающего устройства (ПЗУ) и перепрограммируемые в виде перепрограммируемого запоминающего устройства (ППЗУ) предназначены для хранения постоянной информации.В модулях буферной памяти хранится промежуточная информация, чтодает возможность обмениваться пакетированными данными, а также обмениваться информацией с устройствами, работающими с разными скоростями.Интерфейсные модули типа адаптера служат для связи с различнымитерминалами (пульт индикации, печатающее устройство, дисплей и т.

д.).Модули микроконтроллеров (МК) управляют всевозможными внешнимиустройствами при общем управлении центральным процессором.47Модули интервального таймера предназначены для задания временныхинтервалов, необходимых для согласования работающих устройств.Модули связи с объектом управления включают в себя устройства ЦАП иАЦП и микроконтроллеры, управляющие ими, которые служат для преобразования сигналов УЧПУ и электроавтоматических устройств станка в необходимый вид; логические микроконтроллеры, которые обрабатывают команды, подаваемые на ОУ в микроконтроллере заданные логические уравнения управления рабочими органами преобразуются в сигналы, формирующие логиковременные циклы управления электроавтоматическими устройствами.Модули операционных устройств (программные адаптеры) преобразуютинформацию одного вида в информацию другого вида. Модули адаптивногоуправления предназначены для сбора, обработки технологической информациии организации корректирующей УП.Структурная схема типового универсального УЧПУ показана на рисунке38.