Сосонкин_Системы_ЧПУ (1087166), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Общие принципы построения систем ЧПУ117Стандарт ISO 14649 объединяет геометрию, технологию и ход процессаСпецифичныеатрибуты •—ИзделиеПлан операциииНО:?]Специфичныеатрибуты •-Технол_тип_формаIТехнол_шаг_операцииЦ0:?1шТехнол_переход, СтратегияТехнология| Район | | Плоскость! | Отверстие^ [Карман|Специфичныеатрибутыvc, f....1 из1Плоск_фрезеров1Торц_фрезеров1L = List, S = SetСверлениеСпецифичные\ji тцицзичпыъ iатрибуты • — | Траектория±11Траектория_контакта_фреэыТраектория_положения_фрезыП В принадле- r— хит типу А —I—| А имеет •—•<• '—' атрибут В '—'1Параметрическая_траееторияРис.
70. Система понятий на русском языке стандартаISO 14649 в нотации EXPRESS-Gточным геометрическим описанием соответственно объектуadvancedbrepshaperepresentation в стандарте ISO 10303—514 (brep bounding representation);• clamping_positions: положения зажимных устройств на поверхности изделия.Типовую форму feature описывают с помощью ее геометрическихсвойств, при этом отсутствуют какие-либо указания о способах обработкитиповой формы. Подобная информация содержится только в переходахoperations и определяется технологическими алгоритмами-методами. Методы рассмотрены в разделе геометрической информации стандарта ISO 14649.ENTITY manufacturingjeatureABSTRACT SUPERTYPE OF ONE OF(region,two5D_manufacturing_feature,transition_feature));its id: identifier;-| -| 8в Л.
Сосонкин. Г.М. Мартинов. Системы числового программного управленияits_workpiece: workpiece;its_operations: SET [0:?] OF machining_operation;END_ENTITY;• itsid: каждая типовая форма имеет уникальный идентификатор;• itsworkpiece: изделие, частью которого является типовая форма;• itsoperations: набор переходов, ассоциированных с типовой формой, необходимых для ее обработки. Необязательно, чтобы переходы выполнялись последовательно один за другим - этот порядок определяетсяпланом операции workplan. Точно так же, необязательна жесткая последовательность обработки типовых форм, которая скорее определяется критерием минимизации смены инструмента.Структура объектной типовой формы feature показана на рис.
68. Примеры чертежей конкретных типовых форм features приведены на рис. 69 виллюстративных целях. Эти формы являются извлечением из полного архива, разработанного в рамках стандарта ISO 14649. Еще раз (сравните срис. 67) обратимся к тесному взаимодействию задач управления, технологической информации, инструмента и геометрической информации, но наэтот раз в лаконичной упрощенной и более ясной форме (рис. 70). Нашацель состоит в осмыслении понятийного аппарата стандарта ISO 14649 ииспользовании соответствий на русском языке.2.6.4.
Смешанная архитектураДо сих пор станки с ЧПУ программируют в стандарте ISO 6983. Этотстандарт существует со времени использования перфолент и перфокарт,он абсолютно не удовлетворяет современным технологиям. Управляющиепрограммы, соответствующие ISO 6983, всего лишь описывают координатные перемещения (Gl, G2, G3) и управляют циклами (МЗ, М8). Новыеязыки программирования работают с технологическими задачами, привязанными к типовым формам (features). Фрагмент управляющей программы с использованием типовых форм приведен на рис.
71.Все операции, необходимые для перехода от заготовки к готовому изделию, могут быть описаны в терминах технологических задач. В этой связина цеховой уровень поступает огромный объем информации. Все модификации цехового уровня могут быть не только сохранены, но и без трудапереданы обратно в отделы планирования.Поскольку геометрия и заготовки, и готового изделия описывается сиспользованием STEP-синтаксиса, возможен прямой обмен информациеймежду CAD/CAM/CNC системами. Геометрические данные могут быть непосредственно импортированы в систему ЧПУ, при этом должна быть добавлена технологическая информация, чтобы сгенерировать управляющуюпрограмму.Глава 2.
Общие принципы построения систем ЧПУОтверстие4:• Предварительноесверление;• Сверление;Шаг1:Грубая обработка;Обработка;Отверстие 3Отверстие 2Отверстие 1119// headerISO- 10303- 21HEADER;ENDSEC;DATA ;// workpiece and work plan#1=WORKPIECE(...) ;#2=MATERIAL(...) ;#3=WORKPLAN("name", (#10, #11,...),...) ;// working steps#10=MACHININD_WORKINGSTEP("holel",#20,....) ;#11=MACHININD_WORKINGSTEP("Pocketl_plunge",....);// manufacturing features#20=ROUND_HOLE(...,#1, #30, #40,...);Карман 1:• Высверливание;• Грубая обработка;• Окончательная обработка;Изделие, полученное в результате2.5б-обработки, описано с помощьютиповых форм, а технологияпредставлена шагами операций// geometric data#30=CARTESIAN_POINT (...) ;// operation data#40=DRILLING(...
, #50,);#41=BOTTOM_AND_SIDE_ROUGH_MILLING (...) ;// tool data#50=CUTTING_TOOL("spiral_drill_9mm"...) ;Puc. 71. Фрагмент управляющей программы с использованием типовых формРассматривая структуру системы ЧПУ, ориентированную на использование STEP-NC, следует заметить, что в течение продолжительного времени будут существовать смешанные варианты, способные восприниматьуправляющие программы в стандарте ISO 6983. В этот переходный период от ISO 14649 к ISO 6983 и САМ-системы, и системы ЧПУ будут вынуждены поддерживать оба стандарта (рис. 72). Стандарт STEP-NC будет иметьболее высокий приоритет.Представленный прототип системы ЧПУ воспринимает данные из нескольких источников: от CAD-CAM системы, из библиотеки, через графический интерфейс, посредством ручного ввода данных.
Комбинации типовых форм и их геометрических описаний в совокупности с технологической информацией порождают шаги операции. Геометрическая модельизделия построена на основе стандарта ISO 10303, АР203. Производственные данные содержат описания типовых форм, технологии и инструментав стандартах ISO 10303, АР224 и АР214.
Эти данные служат базисом длявыбора типовых форм и шагов операции, результатом работы которых ста-120В.П. Сосонкин, Г.М. Мартинов. Системы числового программного управленияновится готовое изделие. Последовательность шагов операции определяет специфику рабочего процесса, инициируемого системой ЧПУ.ДанныеSTEPгеометрияДанныерабочегопроцессаБиблиотекипредопределенныхфункцийISO 6983 испецифическийопыт пользователяНовая модель данных ЧПУЧПУISO 14649Интерпретатор новоймодели данныхИнтерпретатор ISO 6983Ядро системы ЧПУРис.
72. Смешанная архитектура системы ЧПУ,поддерживающая стандарты ISO 14649 и ISO 6983Глава 3.Задачи управленияПри переходе от архитектуры системы ЧПУ к ее математическому обеспечению (МО) необходимо сформировать некоторый подход к систематизации, который объяснил бы логику построения обеспечения, сделал быпроцесс его разработки прозрачным и регулярным. Этот подход состоит ввыделении задач ЧПУ в качестве автономных объектов разработки. В числе этих задач - геометрическая, логическая, терминальная и диагностическая. Тот или иной набор их зависит от конфигурации конкретной системы управления и особенностей объекта управления. Этот набор определяет, в конечном счете, функциональные возможности управления.3.1. Реализация геометрической задачиРассмотрена геометрическая задача ЧПУ с такими ее важнейшими компонентами, как интерпретатор управляющих программи интерполятор.
Показано, как изменились требования к этимкомпонентам за последнее время: интерпретатор должен бытьнастраиваем на любую версию кода ISO-'/7bit управляющих программ; интерполятор должен иметь открытую (расширяемую)архитектуру и допускать любую комбинацию алгоритмов интерполяции. Приведен пример практической реализации компонентовгеометрической задачи.Математическое обеспечение системы ЧПУ на прикладном уровне состоит из нескольких фундаментальных разделов, называемых задачамиЧПУ [1, 20]. Важнейшей из таких задач является геометрическая (motioncontrol), которая присутствует во всех без исключения системах ЧПУ типаPCNC.
В свою очередь геометрическая задача состоит из трех крупныхмодулей: интерпретатора управляющих программ, интерполятора, модуляуправления следящими приводами. Последний модуль сильно зависим оттипа следящих приводов и способа замыкания позиционных контуров, вто время как для двух первых модулей могут быть предложены инвариантные решения. В этой связи остановимся на проблемах реализации двухпервых модулей.•|22В-Л- Сосонкин, Г.М. Мартинов. Системы числового программного управления3.1.1. Интерпретатор управляющих программИнтерпретатор транслирует кадры управляющей программы в кодеISO-7bit с целью представления данных во входном формате интерполятора. В фазе интерпретации кадра система ЧПУ выполняет эквидистантные расчеты и расчеты, связанные со стыковкой эквидистантных контуров; осуществляет преобразование координатных систем (в абсолютнуюили относительную системы) и преобразование систем измерения (в миллиметры или дюймы); вызывает стандартные циклы и подпрограммы; разделяет потоки данных геометрической, логической и других задач.Наилучший вариант реализации интерпретатора состоит в его построении по типу ISO-процессора [51], поскольку такое решение обеспечиваетнаибольшее быстродействие и гибкость системы PCNC в отношении системы команд, т.е.
версии языка (кода) ISO-7bit. С момента наших первыхразработок архитектуры ISO-процессора прошло семь лет, за это времяона претерпела существенные изменения и была многократно внедрена.Рассмотрим архитектуру ISO-процессора в ее настоящем (объектно-ориентированном) виде, с выделением независимого и зависимого уровней.Выделение уровней в объектной реализации ISO-процессора позволило выделить программные компоненты, одинаковые для всех версий языкаISO-7bit. На независимом уровне обозначены блоки и разработаны соответствующие им классы объектов: конвертор внутреннего формата (классCParcerConverer), прототип кадра (класс CBlock), прототипы геометрических перемещений (классы CPoint, CLine, CCircle), обобщенные прототипыинтерпретируемого кадра (класс СAbstractSubProcessor, поддерживающиймеханизм работы с групповыми интерпретаторами и эквидистантные расчеты), вспомогательные модули и соответствующие вспомогательные классы для буферизации, форматирования данных и др.
На зависимом уровнеопределены G-команды конкретной версии кода ISO-7bit и соответствующие классы, производные от обобщенного класса CGCommand, а такжеобозначены блоки и разработаны соответствующие им классы объектов:прототип интерпретируемого кадра с уточненным набором групповых интерпретаторов и координат G-вектора (класс CSubProcessor); прототип интерпретатора (класс CISOProcessor) с конкретной системой команд (классCInst_GCommands). Полная объектная архитектура ISO-процессора показана на рис. 73.Интерпретация кадров управляющей программы построена на основе конвейера и выполняется за семь шагов (рис.
74). На завершающей стадии данные поступают в кольцевой буфер, позволяющий анализировать на совместимость группу соседних кадров с эквидистантной коррекцией. Окончательныйрезультат интерпретации представлен в виде IPD-кода (Interpolator Data). Содержательно последовательность шагов интерпретации состоит в следующем.Глава 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
