Курс лекций (темы 16-19) (1252159)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Тема 16. Программное обеспечение систем ЧПУ.

16.1 Общие положения и определения.

В соответствии с ГОСТ 20523-80 под программным обеспечением (ПрО) системы ЧПУ понимается совокупность программ и документации на них для реализации целей и задач системы ЧПУ.

ПрО предполагает вычисления; специально организованное хранение и использование информации; диалог с пользователем при разработке УП; диагностирование; управление работой локального оборудования в реальном времени.

Разработка ПрО – трудоемкий и дорогостоящий процесс. ПрО должно иметь высокую степень помехозащищенности и надежности. ПрО в значительной степени определяет уровень функциональных возможностей системы ЧПУ.

16.2 Классификация и характеристика ПрО.

В соответствие с ГОСТ 21021-85 ПрО включает: а) системное ПрО; б) технологическое ПрО; в) функциональное ПрО.

Системное ПрО обеспечивает распределение ресурсов УЧПУ, организацию процесса обработки, ввода-вывода и управление данными.

Системное ПрО состоит из: операционной системы; служебного ПрО; диагностического ПрО.

Операционная система – центр всей системы программных средств. В общем виде она определяет порядок работы этой системы программных средств и представляет собой интерфейс между аппаратной частью СЧПУ и остальными разделами ПрО.

Операционная система представляет собой набор системных программ, предназначенных:

а) распределять ресурсы микро- ЭВМ между выполняемыми в данный момент прикладными задачами;

б) управлять работой внешних устройств, через которые происходит любой ввод-вывод данных;

в) синхронизировать выполнение и организовывать обмен данными между задачами;

г) организовывать взаимодействие программы с оператором, предоставляя ему информацию о текущем состоянии вычислительного процесса и выполняя команды, вводимые им с пульта.

Служебное ПрО выполняет функции интерфейса между пользователем и СЧПУ.

Это ПрО включает сервисные программные средства, обеспечивающие доступ к системе пользователей:

- обслуживающего персонала;

- разработчиков функционального ПрО;

- разработчиков управляющих программ (УП).

Диагностическое ПрО. Современные СЧПУ оснащены развитой системой диагностирования, работающей на следующих уровнях:

- по включению питания;

- в реальном времени во время управления станком;

- по вызову оператора.

Диагностическое ПрО аппаратных средств микро- ЭВМ проводится путем их тестирования.

Тесты готовятся в виде автономных программ, выполняемых во время профилактических работ или перед началом работы микро- ЭВМ. Они используются в составе системы управления для проверки правильности функционирования всех ее аппаратных частей. Тесты работают с внешними устройствами – посылают им заранее известные команды и проверяют правильность результатов выполнения этих команд.

Программы диагностирования вызываются операционной системой в процессе работы, чтобы точнее проанализировать возникшую необычную ситуацию и указать возможный отказ в аппаратных средствам микро- ЭВМ. Они строятся таким образом, чтобы сохранять свою работоспособность даже в условиях неполного функционирования аппаратуры с целью обнаружения и локализации возникших неисправностей.

Построение ПрО должно выполняться по блочно-модульному принципу с максимальной независимостью модулей и обеспечением их универсальности с точки зрения применимости к различным видам станка.

Так, основными модулями системного ПрО являются: «Ввод, вывод, редактирование», «Интерпретатор», «Подготовка», «Интерполятор», «Управление приводами».

Программный модуль «Ввод, вывод, редактирование» - принимает информацию с панели оператора, выводит ее на индикацию, вводит в память коррекции, технологические команды, производит поиск информации, ее редактирование, вывод на экран, перфоленту или на печатающее устройство.

Модуль «Подготовка» предназначен для разбора УП, находящейся в памяти и представление ее в виде, удобном для интерполяции, а также осуществляет коррекцию скорости, размеров режущего инструмента, люфтов в приводе подачи.

Кроме того данный модуль осуществляет поиск и обработку подпрограмм и стандартных циклов, повторяющихся участков, работу с формальными параметрами.

Модуль «Интерпретатор» выполняет обработку программ привязки в реальном масштабе времени.

Модуль «Интерпретатор» является прерывающей программой по отношению к остальным. Сигнал прерывания при отработке формируется, например, каждые 6 мсек.

Модуль «Управление приводом» выдает суммарный управляющий сигнал на ЦАП по управляемой координате.

Данный модуль должен обеспечить закон разгона и торможения в форме ломанной линии, состоящей из семи отрезков, которые имеют следующие характеристики (рис. 16.1): 1 – отрезок – перемещение с малой скоростью для выбора зазоров в механической части привода подачи; 2 участок – максимально допустимая скорость перемещения; 3 участок – улучшение условий коммутации при большой скорости перемещения и уменьшенном токе; 4 участок – постоянная скорость перемещения; 5 участок – улучшение условий коммутации; 6 участок – максимально допустимый момент торможения; 7 участок – уменьшение скорости для остановки в заданной позиции.

Технологическое и функциональное ПрО образуют так называемое ПрО процесса управления объектом, т.е.:

- как координатными перемещениями по различным осям;

- так и работой исполнительных механизмов типа «включено-выключено».

Технологическое ПрО определяет возможности СЧПУ по управлению металлообработкой в целом и конкретно по управлению станками данной технологической группы.

При разработке технологического ПрО реализуются в основном получаемые широкие функциональные возможности системы ЧПУ, а также производительность и качество обработки деталей.

Основными элементами технологического ПрО являются типовые циклы, реализуемые в виде подпрограмм подготовительных G-функций.

Другой особенностью технологического ПрО является использование вычислительных средств УЧПУ для технологических расчетов (режимов обработки, деформаций в системе «станок-деталь» и т.п.) и контроля допустимых перемещений механических узлов (определение зон ограничения).

Увеличение объема памяти и быстродействия УЧПУ позволяет создавать и реализовать технологические циклы для каждой группы станков, а внутри группы – для различных видов обработки.

Расширение количества применяемых подготовительных функций G, хранящихся в памяти УЧПУ позволяет упростить подготовку УП и сократить объем входной информации.

Функциональное ПрО решает задачи привязки СЧПУ к конкретному типу станков, а именно, описание характеристик данного станка и программу управления его электроавтоматикой.

16.3 Разработка программного обеспечения включает в общем виде четыре этапа.

а) составление и анализ технического задания, в котором должны участвовать как разработчики программного обеспечения, так и разработчики технологического оборудования с ЧПУ. Только при совместном сотрудничестве могут быть разработаны отдельные разделы технического задания (например, тесты диагностики работы узлов и механизмов станка, набор типов интерполяции и др.), а также в максимальной степени использованы возможности технологического оборудования при его эксплуатации.

В техническое задание должны входить:

- характеристики технологического оборудования (число и обозначения координата, тип привода подачи, допустимые значения перемещения рабочих органов, скорости и ускорения, перепады скоростей по каждой координате, тип и характеристики ИП, тих интерполяции);

- описание режимов работы технологического оборудования( как автоматических, так и от пульта оператора);

- описание функционирования механизмов, выполняющих технологические команды (в виде временных диаграмм, логических функций или эквивалентных релейных схем);

- указание возможных источников погрешностей (внутришаговая, накопленная по координате и др.), их математическое или табличное описание;

- виды поправок на размеры инструмента, подлежающие учету при коррекции управляющих программ;

- информация по языку и структуре управляющих программ;

- описание фиксированных циклов, характерных для сверления, зенкерования, расточки, нарезания резьбы и т.д., описание работы по программным циклам – подпрограммам, когда ведется обработка повторяющихся участков заготовки по одной и той же программе;

- максимальное число УП, одновременно хранящихся в памяти УЧПУ, максимальный объем одной и всех управляющих программ;

- возможность редактирования УП непосредственно у станка, набор средств редактирования (клавиатура, пишущая машинка, дисплей), необходимость вывода отредактированной программы через средства регистрации;

- описание технологического оборудования, его узлов и механизмов, подлежащих диагностике с помощью УЧПУ и др.

б) выбор стандартных программных модулей решения типовых задач и их настройка на работу с конкретным станком (определения числа координат, допустимых перемещений рабочих органов, их скорости и т.д.). Выбранные и настроенные модули объединяют в единую систему программного обеспечения с помощью специально разработанной применительно к конкретному станку нестандартной части программного обеспечения.

в) отладка выбранного и разработанного программного обеспечения в СЧПУ с имитатором объекта управления (станка). Особое внимание уделяется созданию тестов, с помощью которых можно проверить все ветви алгоритмов и их возможные сочетания.

г) стыковка СЧПУ со станком, устранение ошибок в программном обеспечении, пропущенных при его отладке, и окончательная корректировка технического задания на разработку программного обеспечения для получения оптимальных характеристик разрабатываемого станка с ЧПУ.

Измерительные системы, применяемые в станках с ЧПУ.

В станках с ЧПУ применяются следующие виды измерительных систем:

1. Системы измерения величин перемещений (углов поворота) рабочих органов станка.

2. Системы технического диагностирования УЧПУ, узлов и механизмов станка.

3. Системы измерения и контроля износа и поломки режущих инструментов.

4. Системы измерения и коррекции погрешностей станка.

5. Системы измерения изготавливаемых деталей (непосредственно на станке перед чистовым проходом или после полной обработки), режущих инструментов (износа, подналадки, поломки, положения заготовки в зоне обработки).

6. Предохранительные и блокирующие системы.

Все измерительные системы строятся на основе применения соответствующих измерительных преобразователей (ИП).

Тема 17. Системы измерения величин перемещений и углов поворотов рабочих органов станка.

ИП, применяемый в станках с ЧПУ – средство измерения, предназначенное для преобразования линейных или круговых (угловых) перемещений в электрический сигнал, который далее преобразуется в сигнал, содержащий измерительную информацию о величине и направлении перемещения рабочего органа станка.

В общем виде ИП – это элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (перемещение, угол поворота, силу резания, M_кр, N, температуру нагрева, давление, электрическое напряжение, ток и др.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, обработки, регистрации и др. функций.

ИП проводит измерение перемещения рабочего органа, преобразование информации (модуляция и кодирование) и передачу информации в устройство ЧПУ. (рис. 17.1).

Измерение перемещения рабочего органа обеспечивается сравнением измеряемой величины перемещения с эталонной мерой, в качестве которой может использоваться:

- зубчатая рейка;

- точная винтовая передача (ходовой винт-гайка);

- различного рода штриховые линейки;

- оптические и электрические шкалы;

В лазерных шкалах – когерентный световой луч.

Преобразование измерительной информации в электрический сигнал осуществляется при помощи модулятора.

Модуляция – изменение амплитуды или частоты (или того и другого одновременно) колебаний, обусловленное наложением колебаний более низкой частоты.

17.1 Классификация ИП.

В соответствии с ГОСТ 26242-90 «Системы ЧПУ. Преобразователи перемещений. Общие технические условия» ИП подразделяются:

а) по виду входной физической величины на:

- ИП линейных перемещений;

- ИП угловых (круговых) перемещений.

б) по физическому принципу эквивалентного преобразования ИП подразделяются на:

- индуктивные;

- фотоэлектрические;

- потенциометрические;

- электромагнитные;

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций