Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (830798), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Агрегатно-блочное построениепозволяло модернизировать устройство ЧПУ путем замены отдельных блоков,однакоегоструктураопределяласьпостояннымисхемамиотдельныхэлектронных панелей и межузловых соединений и не могла быть измененапосле изготовления устройства.Встраивание микропроцессоровобеспечивает замену электронных иэлектромеханических управляющих блоков универсальным программируемым вычислительным устройством и приводит к введению вычислительного процесса по обработке информации непосредственно в оборудование.Возрастают объем памяти и быстродействие устройства ЧПУ, что позволяетувеличитьчислоуправляющихкоординатстанка,атакжереализоватьфункции адаптивного управления и автоматического измерения на станке,графического отображения информации на дисплее устройства, диалогового задания УП.Микропроцессорпым ,илипрограммируемым,назьmаетсяустройствоЧПУ, алгоритмы работы которого реализуются с помощью программ, вводимых в его память, и могут быть изменены после изготовления этогоустройства.Микропроцессорные устройства ЧПУ классовимеютгибкуюструктурупостроения.CNC и DNC (см.
табл. 12.1)Принципиальнымотличиемэтихустройств от аппаратных является их структура, соответствующая структуреуправляющей ЭВМ и включающая вычислительное устройство, блоки памяти10012.ТаблицаМикропроцессорные устройства ЧПУ станками12.1Модели устройств ЧПУ различных поколений, их элементная базаи модели управляемых ими приводов подач станковКлассНNСSNCЭлементная базаМодельПривод подачДискретные полупро-К2П, КЗП, КПТЭлектрогидравлический шаго-водниковые элементыидр.вый доЭлементы малойН22, НЗЗ , Н55 исерия) и средней(155(176серия) степени инте-1 кГц (ШД4М и др.)др.; «Размер 2М»Электрогидравлический шаговый до 16 кГц (ШД5Дl и др.);идр.следящий тиристорный посто-грацииянного тока с резольвером илииндуктосином (ЭТЗ и др.)CNCЭлементы высокой2С42, 2С85, 2Р32Следящие тиристорный и тран-степени интеграциии др.; «Электро-зисторный постояююго тока с(микроЭВМ, БИС се-ника IЩ-31»резольвером, индуктосином илирии589 и др.)оптическим импульсным датчи-ком (ЭТ6, ЭШИР, ЭШИМ и др.)DNCТо же (полузаказные«ЭлектроникаЦифровой следящий постоянно-БИС)МС2101»; 3С140,го или переменного тока с опти-3С170, 3С150 ическим импульсным датчикомдр.(3С150 и др.)и блоки ввода-вывода информации.
Объем функций, характер и последовательность проводимых операций, переработка УП определяются не специальными схемами, как в аппаратных устройствах, а специальными программами функционирования, которые вводятся в блок памяти и там хранятся.Согласно этим же программам формируются команды на приводы подачстанка и его электроавтоматические устройства. Как правило, микропроцессорное устройство имеет интерфейс, позволяющий подсоединить устройствок локальной вычислительной сети всей гибкой производственной системы(ШС) .Основные достоинства микропроцессорной техники, которые обусловливают возрастающую степень ее применения для управления станками, следующие:низкая стоимость;гибкость, т. е.
возможность модернизации или изменения назначениямикропроцессора путем изменения программы в его запоминающем устройстве;надежность (время наработки на отказ приблизительно10 тыс.ч);маль1е размеры и масса;быстро возрастающие вычислительные возможности (объем памяти, скорость вычислений);малое время разработки устройств, построенных на основе микроЭВМ.12.1.Основные понятия и классификация микропроцессорных устройств ЧПУМикропроцессор1О 1функционально законченное электронное цифровое-устройство, вьmолненное на одной или нескольких больших интегральныхсхемах (БИС) и предназначенное для работы в составе вычислителя путемисполнения определенного набора команд, хранимых в отдельной памяти.Микропроцессорные БИС представляют тот класс интегральных схем,который сочетает в себе высокую степень интеграции и универсальность,обеспечивающие огромные функциональные возможности.
Достигается универсальность тем, что в микропроцессорных БИС реализованы сложныеустройства, позволяющие выполнять над исходными данными логические иарифметические функции; при этом управление процессом вычисления ведется программно.В составе микропроцессорной БИС (рис.12.1,а) можно выделить арифметико-логический блок АЛБ с блоками регистров; микропрограммную память МПП; устройство управления УУ; внутреннюю магистраль ВМ для передачи микрокоманд, адресов и управляющих сигналов; приемопередатчикиобщего канала ШIК; схемы управления каналом и прерыванием СУКП; генератор Г тактовых сигналов; системную магистраль СМ для передачи адресови данных между подключенными к ней устройствами.вмАЛБппкмппгууСУКПсма:1В ычислитель1:11l-SF-~ - -W·Системная ма гистраль вычислителябРис.12.1.Основные компоненты микропроцессорной БИС (а) и микропроцессорной системы (б)12.
Микропроцессорные устройства102Микропроцессорная система (рис.12.1, 6)ЧПУ станкамивключает в себя микропроцессор МП, запоминающее устройство ЗУ, распшритель арифметических функций РА и контроллеры внешних устройств КВУп. Обмен информацией между ее блоками осуществляется по специальному каналу обмена -системноймагистрали СМ.Микропроцессор, память, расширитель арифметических функций, объединенные системной магистралью, составляют вычислитель микропроцессорной системы, с которым через контроллеры внешнего устройства КВУсопрягаются внешние устройства ВУп, необходимые для управления станкоми связи с оператором.Микропроцессор в микропроцессорной системе выполняет следующиефункции:формирование синхронизирующих и управляющих сигналов для всехкомпонентов системы;выборку данных из памяти системы;декодирование команд; арифметические, логические и другие операции,закодированные в команды;управление передачей данных между регистрами микропроцессора, атакже запоминающего и внешних устройств;обработку сигналов от внешних устройств.Расширитель арифметических функций необходим для повьппения производительности микропроцессорной системы при вьmолнении операций, входящих в базовый набор арифметических функций.
Наиболее часто вьmолняемая арифметическая функция - умножение слов длиной в16 и 32 разряда.Контроллер внешнего устройства включает в себя схемы сопряжениявнешнего устройства с системной магистралью (интерфейс) и схемы преобразования входных и выходных данных внешнего устройства.Названные устройства связаны между собой магистралями для передачиадресов МА, данных МД и управляющей информации МУ (см. рис.12.1, 6).Структура микропроцессорной системы определяется типом микропроцессора-специализированный или однокристальный.
Специализированныймикропроцессор построен на нескольких БИС и используется при разработкеспециализированных систем. У него широкие возможности для наращиванияразрядности, изменения системы команд и повышения быстродействия. Однокристальный микропроцессор выполнен на одной БИС, имеет фиксированную разрядность и систему команд.
Применяют такие микропроцессоры всистемах и программируемых контроллерах с определенной разрядностью ипроизводительностью.управление должноболее16 ... 32Воднокристальномвыполнятьсясмикропроцессорепостояннымцикломцифровоедлительностьюнемс, а основные арифметические и логические операции осуществляться с операциями, разрядность которых составляетекторных задач и16 ... 32 -24 ... 32для традля задач воспроизведения движения. Из выпускаемых промышленностью устройств ЧПУ используют микропроцессоры12.1.Основные понятия и классификация микропроцессорных устройств ЧПУ103серий КР580, КР588 (устройства «2С42», «Электроника НЦ-3 1 »), КР1 801(устройство «Электроника МС2 1 О 1» ).Согласно ГОСТ21 02 1-85,характеристика микропроцессорных устройствЧПУ, предназначенных для управления металлообрабатывающими станками,представлена в табл.Таблица12.2.12.2Классификация микропроцессорных устройств ЧПУпо совокупности признаковКласс устройстваПризнак1234Вид управляемогоАвтоматизи-Станки-полу-Станки-полу-Сложные уни-оборудованияроваIП1ыеавтоматы вавтоматы вкальные стан-станкиусловиях се-условиях мел-кии станоч-рийного про-косерийного иныемодулиизводстваединичногопроизводства2- 5 (2- 4)5- 12 (до 12)На специаль-С помощьюРазличныйпых средствахвстрое1rnых в1- 3 (до 3)2- 3 (2- 3)Основной способНа пультеподготовки УПоператорастанкавне станкаЧисло управляемых координатныхперемещений (одновремеlПlо управ-ляемых)станок средствпрограммированияЯзыки :пользователяспециальных про-1S0-7 бит,1S0-7 бит,IS0-7 бит итиповые мак-типовые мак-макрокомандырокоманды,рокоманды,на уровнепараметриче-параметриче-данных чер-ское програм-ское програм-тежадеталимированиемированиеРазличныйИмеетсяИмеетсяИмеетсяДиалоговаяПокадроваяДиалоговаяДиалоговаяместнаяс элементамигибкаягибкая-грамм и цикловФорма ввода и редактирования УПдиалогаВстроенные сред-ЦифровыеАлфавитно-ГрафическийГрафическийства сервисалинейки илицифровойдисплейдисплейдисплеймагниrnыйалфавитноцифровойдисплейВнешний про-ПерфолентаПерфолентаПерфолентаПерфолентаграммоносительили кассетаили статиче-или статиче-или статиче-екая памятьекая памятьекая память10412.Микропроцессорные устройства ЧПУ станкамиВ зависимости от функционального назначения различают устройстваЧПУ со стандартными фиксированными функциями и с гибкими возможностями.
Устройства со стандартными фиксированными функциями выпускаютбольшими сериями и предназначены для управления станками со стандартными технологическими процессами (фрезерными, токарными и др.), а такжеуниверсальными промышленными роботами. Функциональные возможностиданных микропроцессорных устройств ЧПУ определены системным программным обеспечением (СПО), алгоритмы которого задает пользовательили разработчик. В качестве запоминающего устройства в них используютпамять типа репрограммируемого постоянного запоминающего устройства.Устройства с гибкими возможностями предназначены для управления станками повышенной точности и сложности с большим числом управляемыхкоординат. Как правило, они имеют мультипроцессорную структуру построения, большую оперативную и внешнюю память, развитую систему интерфейсов и возможность генерации СПО в соответствии с нуждами потребителя. В качестве запоминающего устройства используют память типа оперативного запоминающего устройства (ОЗУ).12.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
