Курс лекций СПУ(тема 1-15) (1252160), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

Часть слова УП, определяющих назначение следующих за ним данных, содержащих в этом слове, называют адресом. Значения символов адресов установлены ГОСТ 20999-83.

Каждая УП должна начинаться символом «Начало программы», а заканчиваться символом «Конец программы». Каждый кадр УП должен содержать: слово «Номер кадра», информационные слова или символ «Конец кадра».

Информационные слова в кадре рекомендуется записывать в следующей последовательности:

1. слово (или слова) «Подготовительная функция»;

1. слова «Размерные перемещения» в следующей последовательности символов: X, Y, Z, U, V, W, P, Q, R, A, B и С;

2. слова «Параметр интерполяции или шаг резьбы» I, J, K;

3. слово (или слова) «Функция подачи». Если это слово относится к определенной оси координат, то оно должно следовать непосредственно за слово «Размерное перемещение»;

при отношении к двум или более осям оно должно следовать за последним словом «Размерное перемещение», к которому оно относится;

1. слово «Функция главного движения»;

2. слово (или слова) «Функция инструмента»;

3. слово (или слова) «Вспомогательная функция».

Слово «Подготовительная функция» определяет режим работы УЧПУ.Эти слова задаются адресом G с двузначным десятичным числом.

Все размерные перемещения следует задавать в абсолютных значениям или приращениях. Способ управления нужно выбирать одним из следующих слов «Подготовительная функция»: G90 – «Абсолютный размер»; G91 – «Размер в приращениях».

Все линейные перемещения должны быть выражены в миллиметрах и их десятичных долях, а угловые размеры – в радианах или градусах.

Интерполяцию осуществляют на определенной части заданной траектории, которая называется участком интерполяции и может быть записана в одном или нескольких кадрах УП. Для задания параметров интерполяции следует применять адрес I, J, K, используя их для определения геометрических характеристик кривых (например, центра дуги окружности, радиусов, углов и т.п.).

Линейная, круговая и параболическая интерполяции задаются соответственно подготовительными функциями G01, G02, G06. При этом прямолинейный участок интерполяции и дуга окружности, лежащая в одной из трех координатных плоскостей, программируется соотственно в одно кадре УП. А параболический участок интерполяции, лежащий в любой плоскости пространства, задается в одном или нескольких кадрах УП.

Выбор типа подачи осуществляется одной из следующих подготовительных функций: G93 – «Подача в функции обратной величины», G94 – «Подача в минуту», G95 – «Подача на оборот».

Для быстрого перемещения рекомендуется использовать подготовительную функцию G00.

Вид функционирования главного движения (там, где это необходимо) следует выбирать одной из следующих подготовительных функций: G96 – «Постоянная скорость резания», G97 – «Обороты в минуту».

Слово «Функция инструмента» используется для выбора инструмента. Допускается использовать это слово для коррекции (или компенсации) инструмента.

Слово «Вспомогательная функция» определяет команду исполнительному органу станка с ЧПУ. Эта функция задается словами с адресом М и двухзначным десятичным кодовым числом.

Пример записи формата:

%: /DS N05 G02X+058 Y+053 Z+056 F031 S06 T08 M02*.

В примере приведена запись УП для УЧПУ, воспринимающего явную десятичную запятую, с символами начала программы, главного кадра и пропуска кадра. Ведущие нули во всех словах разрешается опускать.

N05 – трехзначный номер кадра;

G02 – двухзначная подготовительная функция;

X+058 – перемещение по оси X со знаком «Плюс» или «Минус», пять цифр слева от десятичной запятой и три цифры справа;

Y+053 – то же для оси Y;

Z+056 – то же для оси Z;

F031 – скорость подачи, три цифры слева от десятичной запятой и одна цифра справа;

S06 – четырехзначная функция главного движения;

T08 – четырехзначная функция инструмента

M02 – двухзначная вспомогательная функция.

* - символ «Конец кадра».

Вспомогательные функции M- они являются переменными и задаются заказчиком УЧПУ. Например: M03- вращение шпинделя по часовой стрелке; M04- вращение шпинделя против часовой стрелки; M06- смена инструмента; M10- зажим стола, шпиндельной бабки; M11- разжим стола, шпиндельной бабки.

После кодирования информации УП в виде последовательности кадров в соответствии с изложенными выше правилами можно осуществлять ее запись на программоноситель, например, на восьмидорожковую перфоленту шириной 25,4мм (1 дюйм). В современных УЧПУ УП вводится непосредственно в память с помощью буквенно-цифровых и индексных клавиш. Форма, размеры и расположение перфорационных отверстий кодовых дорожек на перфоленте регламентирует ГОСТ 10860-83 (рис. 13.2).Запись информации на перфоленте производится с использованием международного кода ISO-7bit, в основе которого лежит двоично- десятичный код.

Запись информации (числовой и буквенной) производится на первых четырех

дорожках, имеющих разряды 2⁰, 2¹, 2² и 2³.

Признаком записи цифры является дополнительная пробивка отверстий на 5 и 6 дорожках, а букв (с А по О) на 7 дорожке, а P до Z на 5 и 7 дорожках.

Пробивка отверстий на 8 дорожке производится для контроля (чет- нечет). Отверстие пробивается тогда, когда в строке на других дорожках пробито нечетное количество отверстий.

Подробное описание процесса подготовки и расчета УП изложены в

работе [].

Тема 14. Задачи, решаемые системой ЧПУ.

На рис.14.1 была показана общая структурная схема передачи и преобразования информации в станке с ЧПУ.

При подготовке и расчёте УП, её кодировании и записи на программоносителе выполняется комплекс инженерных работ-технологом-программистом. На этом этапе работ для нас представляет интерес принятая для станков с ЧПУ система координат и её обозначение; способ кодирования информации УП и её запись на программоноситель.

Сама система ЧПУ структурно включает в себя устройство ЧПУ, которое является её основой; приводов главного движения и подач и схем их управления; электроавтоматику станка, управляющую и осуществляющую технологические команды; измерительные (обратная связь, коррекция погрешностей, измерение обрабатываемых деталей) и диагностические системы ( для станка и режущих инструментов).

Настройка УЧПУ для решения определенного круга функций и задач осуществляется однократным вводом программного обеспечения (ПО). Для ввода программного обеспечения в станке используется ЭВМ верхнего уровня (персональный компьютер PC, либо переносной ноутбук), память для ПО должна быть энергонезависимой т.е. способной сохранять информацию при пропадании питающего напряжения.

Существуют пять задач СЧПУ, вытекающие из необходимого взаимодействия системы управления с двумя компонентами - станком и окружающей производственной средой. Взаимодействие со станком состоит в управлении формообразованием детали (геометрическая задача ЧПУ), в управлении цикловой автоматикой станка (логическая задача ЧПУ), в управлении рабочим процессом, осуществляемым на станке (технологическая задача ЧПУ). Взаимодействие с окружающей средой (терминальная задача ЧПУ) выражается в диалоге с оператором и в информационном обмене с управляющей ЭВМ более высокого ранга. За готовность системы ЧПУ до процесса обработки и во время процесса обработки отвечает тестирование системы ЧПУ (диагностическая задача ЧПУ) (рис. 14.2).

14.1. Геометрическая задача.

Она определяет взаимодействие СЧПУ со станком при формообразовании поверхности деталей.

Данная задача включает ряд функций, выполняемых при последовательном преобразовании геометрической информации УП.

а) ввод и хранение УП. Осуществляется с помощью периферийных устройств: фотосчитывающего устройства (если программоносителем является перфолента), устройства, считывающего информацию с гибких магнитных дисков (если программоносителем является гибкий магнитный диск), CD-дисковод,( если программоносителем является лазерный диск), устройства для чтения flash-карт (если программоносителем является flash-карта), с пульта оператора или с ЭВМ верхнего уровня.

В процессе размещения в памяти УП в ее исходном тексте исключаются пробелы, комментарии, непредусмотренные символы; текст подвергается синтаксическому и семантическому (смысловому) контролю.

С момента активизации УП в автоматическом режиме её информация вовлекается в процесс вычислений, важное место в котором занимает подготовка буферного кадра. Эта подготовка включает расчёты эквидистант, преобразования координатных систем, определение параметров, используемых в алгоритме интерполяции.

б) интерпретация кадра. Так как УП состоит из кадров, отработка очередного кадра требует проведения ряда дополнительных процедур, называемых интерпретацией. Для обеспечения непрерывного контурного управления, процедуры интерпретации последующего кадра должны быть реализованы заранее. На этом этапе решаются следующие задачи:

-распределение информации кадра по адресам памяти, соответствующим буквам (перевод чисел из десятичной системы в двоичную);

-анализ подготовительных функций G и формирование признаков для выбора ветвей алгоритма работы системы ЧПУ;

-анализ вспомогательной функции M и формирование кодов управлением электроавтоматикой станка;

-перевод размерных величин (перемещений, скоростей, ускорений) в машинные единицы умножением на масштабные коэффициенты;

-анализ признаков учета корректирующих поправок на размеры инструмента и коррекция траектории;

-расчет исходных данных для интерполяции, анализ признака торможения и расчет тормозного пути.

Время выполнения программы интерпретации является одним из важных параметров системы ЧПУ, так как оно определяет минимально допустимое время отработки кадра. Во время отработки приводами очередного кадра СЧПУ считывает следующий.

в) интерполяция. Для управления движением инструмента по заданной траектории необходимо знать текущие значения всех координат и на основании этих значений формировать управляющее воздействие на приводы подач. В задачах ЧПУ и входит расчет текущих координат.

Для обеспечения движения инструмента относительно детали по заданной траектории каждый участок задается координатами точек (начальной и конечной) и параметрами уравнения участка. При обработке заданной детали ведется линейная и круговая интерполяция. При линейной интерполяции в кадре указываются тип интерполяции (G01) и координаты конечной точки участка. Координаты конечной точки являются координатами начальной точки следующего участка. При круговой интерполяции указываются тип интерполяции (G02 - круговая интерполяция по часовой стрелке, G03 - круговая интерполяция против часовой стрелки) и параметры интерполяции в виде координат центра дуги. Алгоритмы интерполяций можно разделить на 2 группы. К 1-ой группе относятся алгоритм оценочной функции и метод цифрового дифференциального анализатора, ко 2-ой группе относится метод цифрового интегрирования (МЦИ).

В основу вычислений метода МЦИ положен квант времени (постоянная частота вычислений), а скорость по координате меняется за счет выдачи различных (но только единичных) приращений по координатам. Таким образом, приращения накапливаются за равные промежутки времени.

Алгоритмы интерполяции привязаны к рабочему кадру управляющей программы ЧПУ. Интерполяционные вычислительные циклы работают с высокой частотой для оперативного управления следящими приводами подачи в целях движения по заданной траектории. Интерполяция необходима для управления каждым отдельным приводом подачи, а также в согласовании движений приводов между собой.

г) управление приводом подач. Сложность управления зависит от типа привода. В общем случае задача сводится к организации цифровых позиционных следящих систем для каждой координаты. На вход системы поступают коды (код), соответствующие результатам интерполяции. Этим кодам должно отвечать положение по координате - линейное или угловое перемещение.

Кроме управления в режиме движений по заданной траектории, необходима организация некоторых вспомогательных режимов. Так, при использовании в следящих системах ИП тина вращающихся трансформаторов и индуктосинов необходимо выполнить согласование перед первым (и после аварийных ситуаций) включением. Согласование заключается в подборе кода задания из системы ЧПУ, отвечающего истинному значению ИП системы обратной связи. После согласования включение приводов происходит без ударов. Режим установки в «фиксированный нуль» станка позволяет привести в соответствие значение абсолютных координат в управляющей программе с истинным положением перемещающихся узлов. Нулевое положение фиксируется специальным ИП. Управление приводами при установке в фиксированный нуль обеспечивает движение до фиксирующего ИП. Режим установки в плавающий нуль предполагает движение в положение, координаты которого хранятся в памяти системы ЧПУ. Это положение принимается за начальное для дальнейших расчетов. Наконец, при любом движении по координатам с целью избежать аварий ведется контроль выхода за допустимые значения (сравнение текущих координат с граничными значениями, порос состояния ИП конечных выключателей). При необходимости осуществляется аварийная остановка привода.

Для обеспечения точности обработки осуществляется обратная связь по положению (применением кругового или линейного ИП).

Обратная связь по скорости обеспечивается применением тахогенератора встроенного в приводной ЭД.

д) реализация технологических циклов. Выделение повторяющихся (стандартных) участков программы, называемых технологическими циклами, является эффективным методом сокращения УП. Так называемые фиксированные циклы характерны для определенных технологических операций (сверление, зенкерование, расточка и т.д.) и встречаются при изготовлении многих деталей. Наличие таких циклов позволяет всю последовательность указанных действий задать в одном кадре. В кадре задаются номер технологического цикла (G81…G89) и параметры цикла. Для облегчения подготовки программы и уменьшения ее объема однократно введенные параметры сохраняются до их отмены подготовительной функцией G80.

е) коррекция УП. УЧПУ производит изменение какого-либо запрограммированного параметра. Корректироваться может контурная скорость, скорость главного привода и траектория относительного движения инструмента и заготовки, износ режущего инструмента по длине и диаметру.

Так например, коррекция УП по износу инструмента сводится к параллельному переносу системы координат, то есть смещению рабочего органа. Величина коррекции задается в специальных ячейках - корректорах. А в УП прописывается функция (L) через которую проводится обращение к конкретному корректору.

Характеристики

Список файлов лекций