Курс лекций СПУ(тема 1-15) (1252160), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

14.2. Логическая задача.

Ее главная задача - управление цикловой автоматикой.

Наряду с управлением привода главного движения станка ее задача состоит в автоматизации на станке разнообразных вспомогательных операций: зажимов-разжимов, подводов-отводов, переключений, пусков-остановов. Ее специфика заключается в большом числе обменных сигналов между устройством ЧПУ и объектами управления на станке (механизм смены режущего инструмента, подача СОЖ, транспортер стружки, зажим оправки с РИ, переключение блока шестерен в коробке скоростей и др.). В этом случае входные сигналы дают команды «Включить», «Отключить», «Зажать», «Разжать», и др., а выходные сигналы сообщают в УЧПУ состояние «Включено», «Отключено», «Разжато» и др.

Все сложные дискретные процессы проявляются в виде циклов автоматики. Цикл автоматики станка с ЧПУ - последовательность действий, вызываемых по имени одним из трех следующих слов кадра управляющей программы: «Скорость главного движения» (S-функция), «Функция инструмента» (Т-функция), «Вспомогательная функция» (М-функция). Цикл автоматики состоит из одной или нескольких операций.

При управлении ЭД привода главного движения УЧПУ выдает следующие управляющие сигналы:

-включение, вращение по часовой стрелке M03, вращение против часовой стрелки M04, стоп M05;

-сигнал задания частоты вращения S;

-сигнал рассогласования частоты вращения S;

-сигнал на изменение диапазона частот вращения шпинделя (который задается в УП) с помощью вспомогательных функций M38 (M39);

-торможение и фиксация (расфиксация) шпинделя по углу поворота происходит при поступлении из УЧПУ команд, задаваемых вспомогательными функциями M117 (M118);

-согласование вращения шпинделя и подачи рабочего органа по оси Z необходимо при нарезании резьбы и осуществляется с помощью функции G33. при этом на двигатель поступает сигнал S_резьб, задающий частоту вращения шпинделя и зависящий от фактического перемещения рабочего органа по оси Z;

-осуществление круговой подачи по координате C (на токарных станках с ЧПУ) происходит по команде подготовительной функции G27. при этом начинает реализовываться обратная связь по углу поворота шпинделя станка.

14.3. Терминальная задача.

Данная задача служит источником потока заданий для всех остальных задач. Причем эти задания формируются под управлением оператора станка или ЭВМ более высокого ранга. Содержание и глубина проработки терминальной задачи определяет конечное потребительское качество системы ЧПУ. Диалог с привлечением пиктографического меню, цвета графики создают оператору системы ЧПУ требуемый уровень комфорта и сервиса.

Для связи оператора с УЧПУ предусмотрены аппаратно-программные средства, обеспечивающие выбор задания и определение его задач, также сюда относят контроль за исполнением задач.

К аппаратно-программным средствам относят: клавишный пульт, дисплей УЧПУ, фотосчитывающее устройство, кассеты памяти, дисплей и др.

Пульт оператора может быть выполнен в виде универсальной консоли (пассивного терминала), подключенной к системе управления. В качестве пульта оператора можно использовать и универсальный персональный компьютер в промышленном исполнении (активный терминал) с необходимым комплектом периферийных средств.

Пульт управления системы ЧПУ конструктивно выполняется в разных вариантах (подвесной, встроенный и др.).

Символы (условные графические изображения) на пультах управления и их основные размеры устанавливает ГОСТ 24505-80, полностью соответствующий международному стандарту ИСО 3461-76.

Общение оператора с УЧПУ происходит на нескольких языках: язык заданий, задач, дисплея, индикации.

Язык заданий реализуется клавишными устройствами на панели оператора, при помощи которых оператор определяет режим работы УЧПУ и проводит настройку УЧПУ для выполнения задания.

Язык задач предназначен для описания задач, которые задаются в УП. Как правило, оператор может вести подготовку УП в режиме меню с использованием графических представлений. Оператор пользуется клавишами либо панели оператора, либо панели дисплея. Выполняется плоская или 3D графика.

Индикация может сопровождаться подсветкой или звуковыми сигналами при неправильном вводе информации либо обнаружении ошибок в процессе контроля информации.

14.4. Технологическая задача.

Присутствует лишь в тех случаях, когда основной рабочий процесс сам становится объектом управления в целях его поддержания, либо оптимизации.

Выполняет следующие функции:

1.Адаптивной управление механообработкой.

Адаптация осуществляется изменением подачи и частоты вращения привода

главного движения. Необходимая информация, получаемая от дополнительно установленных ИП (M_кр, мощности привода главного движения, вибраций, температуры, измеряемых в процессе обработки).

2.Накопление статистической информации.

К нему относят фиксацию текущего времени и времени работы, определение коэффициентов загрузки оборудования, учет информации и т.д.

3. Автоматически встроенный контроль.

а) Лазерная оптическая измерительная система, предназначенная для автоматического измерения инструмента внутри рабочей зоны станка. Результаты измерения являются основанием для введения коррекции инструмента и критерием замены инструмента в нужное время. При измерении геометрии инструмента обнаруживается неправильно загруженный или неточно выставленный инструмент, а также изношенный или поврежденный инструмент. Инструмент измеряется бесконтактным способом. Сигналы измерения поступают непосредственно в систему управления, которая корректирует УП.

Измерение инструмента проводится при его вращении с номинальной скоростью, так как:

-высокие скорости вращения шпинделя могут привести к вибрации;

-можно выявить радиальное биение шпинделя, которое влияет на точность обработки;

-измерение вращающегося инструмента позволяет обнаружить неправильный зажим и его биение;

-при номинальной скорости вращения шпинделя за счет центробежных сил с инструмента удаляется стружка и СОЖ;

-имеется выигрыш во времени за счет избежания остановки вращения шпинделя;

-применения лазерного луча для бесконтактного измерения устраняет возможность повреждения станка или инструмента в процессе прямого контакта.

На многих станках с ЧПУ измерения проводятся также контактным способом с применением специальных измерительных щупов.

14.5. Диагностическая задача.

Она предназначена для проверки работоспособности всех элементов в СЧПУ:

-контроль исправности аппаратных средств;

-контроль сохранности системы программного обеспечения;

-контроль за правилами протекания процесса управления с целью предотвращения аварий.

При этом определяется состояние аппаратных средств всей системы с различной степени детализации т.е. оценивается состояние функционального модуля, узла в модуле или элемента в узле. Время восстановления работы УЧПУК при отказе определяется степенью детализации при указании места неисправности. Для выполнения диагностики предусматривают встроенные или выносные программно-аппаратные средства контроля и диагностики.

Встроенные средства диагностики ориентированы в основном на диагностику оборудования до момента выполнения задания. Как правило диагностика проводится автоматически при включении СЧПУ, в случае обнаружения неисправности выдаются диагностические сообщения.

Специальные диагностические тесты УЧПУ и выносные программно-аппаратные средства обычно применяются при отыскании и устранении неисправности, когда УЧПУ не выполняет задание.

Анализ диагностических возможностей УЧПУ позволяет классифицировать по группам ошибки, выдаваемые системами диагностики:

I группа – синтаксические ошибки анализа текста УП, связанные с неправильным вводом ее по форме.

II группа – семантические ошибки анализа текста УП, связанные с неправильным вводом ее по содержанию.

III группа – ошибки, связанные с неправильными действиями оператора при выдаче УЧПУ задания с помощью клавишных средств пульта оператора.

IV группа – ошибки, связанные с невозможностью выполнения задания в связи с ограничениями УЧПУ или вследствие непредусмотренных действий оператора.

V группа – ошибки, относящиеся к использованию макроопределений.

VI группа – ошибки обращения к каналу связи по программным и аппаратным причинам.

VII группа – ошибки, связанные невыполнением диагностических проверок или сбоев производственных процессов.

VIII группа – ошибки, носящие характер сбоев.

IX группа – ошибки, связанные с невозможностью понимания информации.

Важной задачей является также проведение технического диагностирования узлов и механизмов самого станка, о чем будет сказано ниже.

Тема 15. Структура построения устройств ЧПУ.

Состав задач, решаемых системой ЧПУ, и мера их сложности оказывают непосредственное влияние на структуру (архитектуру) построения устройства ЧПУ. Простейший вариант построения – однопроцессорное устройство ЧПУ. Здесь все задачи решаются последовательно одной микро-ЭВМ. При этом возникает проблема разделения времени работы микропроцессора для решения задач управления. Такие системы ЧПУ имеют ограниченные функциональные возможности и применяются для управления простыми станками.

Может быть наоборот, самый сложный вариант построения устройства ЧПУ, когда каждая задача выполняется отдельной микро-ЭВМ. В этом случае функциональные возможности системы ЧПУ очень большие и применяют их уже для управления сложными, многокоординатными станками.

Другой способ построения УЧПУ состоит в использовании так называемых интеллектуальных (микропроцессорных) контроллеров периферии, автоматики приводов подачи (рис. 15.1). Интеллектуальные контроллеры разгружают вычислитель от операций ввода-вывода информации, берут на себя выполнение отдельных частей задач ЧПУ (например, замыкают позиционные контуры следящих приводов; осуществляют ввод-вывод дискретных сигналов автоматики), а в некоторых случаях решают какую-то задачу УЧПУ полностью.

15.1. Микропроцессоры, их назначение, структура построения.

Основой УЧПУ является микропроцессор и построенная на его основе микр-ЭВМ.

Микропроцессор (МП) – устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде, реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем. Микропроцессор является функционально законченным устройством и управляется хранимой в памяти программой.

МП включает в себя три основных устройства (рис. 15.2):арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления (УУ), блок внутренних регистров (БВР).

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет арифметические и логические действия над числами в двоичном коде. Основной задачей УУ является управления работой АЛУ и других элементов МП. Каждая команда в МП реализуется в виде последовательности элементарных операций, что связано с затратами времени и ограничивает применение МП, когда требуется высокое быстродействие.

АЛУ состоит из двоичного сумматора ос схемами ускоренного переноса, сдвигающего регистры и регистров для временного хранения операндов. Обычно это устройство выполняет по командам несколько простейших операций: сложение, вычитание, сдвиг, пересылку, логическое сложение (ИЛИ), логическое умножение (И), сложение по модулю.

Устройство управления (УУ) или блок микропроцессорного управления (БМУ) управляет работой АЛУ и внутренних регистров в процессе выполнения команды. Согласно коду операций, содержащемуся в команде, оно формирует внутренние сигналы управления блоками МП. Адресная часть команды совместно сигналами управления используется для считывания данных из определенной ячейки памяти или для записи данных в ячейку. По сигналам УУ осуществляется выборка каждой новой, очередной команды.

МП включает также регистры (БВР), используемые в ходе выполнения АЛУ определенных операций. К ним относятся: аккумулятор (А), через который проходят все результаты вычислений, регистр кода операций (КО), в котором хранится код текущей операции, регистр данных (Д), регистр адресов (Ад), регистры стека (Ст). Программно-доступные регистры (рабочие) делятся на специальные и общего назначения. К первым относится счетчик команд (СЧК). Он определяет последовательность операций. После выполнения каждой команды, содержимое счетчика команд увеличивается на единицу. Регистр состояний, или флаговый регистр (Ф), следит за состоянием вычислительного процесса и выдает команду оператору о возникшем переполнении и т.д.

Аккумулятор является наиболее универсальным регистром МП: для выполнения любой операции над данными прежде всего необходимо поместить их в аккумулятор. Данные поступают в него с внутренней шиной данных микропроцессора. В свою очередь аккумулятор может посылать данные на эту шину.

Характеристики

Список файлов лекций