pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 108
Текст из файла (страница 108)
При проектировании системы ЧПУ необходимо так распределить выполняемые функции между аппаратной частью и программным обеспечением, чтобы получать оптимальное сочетание следующих требований: низкая стоимость и компактная конструкция; высокая гибкость и высокая скорость обработки данных; способность к согласованию и расширению, удобство в обслуживании и уходе; использование новейшей техники и максимально возможная надежность. Проектирование самих систем управления состоит из основных шести этапов.
1-й этап — технико-экономическое обоснование, целью которого является формулирование с позиции заказчика предложения по разрабатываемой системе управления, содержащего основные функции и технические характеристики данной системы управления. 2-й этап — разработка технического задании (ТЗ) на проектируемую систему управления, в котором обосновывается возможность создания системы управления, удовлетворяющей исходным техническим требованиям. Указывают основание для разработки системы управления, ее назначение, область применения, условия эксплуатации, технические данные системы управления и др.
Планируют все необходимые научно-исследовательские, опытно-конструктор- ские, проектные и монтажно-наладочные работы. Проводят подготовку материалов, необходимых для проведения проектных работ. На этой стадии выполняют в общем случае следующие работы: предварительное обследование объекта управления (станка или группы станков) с тем, чтобы обосновать целесообразность и возможность создания системы управления, удовлетворяющей исходным техническим требованиям; предпроектные научно-исследовательские работы, в ходе которых проводится исследование наиболее сложных задач управления станком и выбор способов.их решения.
При этом составляют структурную схему системы управления, математические модели, анализируют информационные потоки, формируют критерии управления и ограничения, определяют содержание функций, которые должны реализовать система управления, и др.; эксизную разработку системы управления, включающую в себя разработку функциональных и алгоритмических структур системы управления, синтез основных алгоритмов регулирования, управления и контроля; выбор технических средств, разработку общего программного обеспечения системы управления; выбор алгоритмических и программных модулей, пакетов и библиотек прикладных программ из соответствующих фондов и др.
После выполнения эскизной разработки производят при необходимости корректировки технико-экономического обоснования. 3-й этап — разработка технического проекта, в ходе которой проводят общесистемный и структурный синтез системы управления, разработку ее специального программного обеспечения, разработку проектно-сметной документации, составление при необходимости заявок на разработку новых технических средств. Осуществляют расчет ожидаемого технико-экономического эффекта.
4-й этап — разработка рабочего проекта системы управления, когда разрабатывается рабочая документация на систему управления (схемы, чертежи, программные и текстовые документы). 5-й этап — изготовление и внедрение системы управления, которое включает сначала изготовление экспериментального (опытного) образца, комплексную отладку программного обеспечения, испытание и отработку технической документации и программного обеспечения, а затем уже серийное изготовление и внедрение системы управления в промышленную эксплуатацию.
6-й этап — анализ функционирования внедренной системы управления с целью получения .объективных и систематизированных дан- ных о качестве созданной системы управления и реальном эффекте от ее применения. Подробная характеристика указанных этапов, их содержание и описание приведены в работах 110, 16, 20, 251. Рассмотренный выше порядок проектирования систем управления характерен при разработке и изготовлении основной части системы управления — УЧПУ, производимой специализированными предприятиями и фирмами, или при разработке специальных систем управления для уникальных станков с ЧПУ. При проектировании и изготовлении станков с ЧПУ на станкостроительных предприятиях и фирмах системы управления комплектуют .
(с последующей стыковкой и отладкой) на основе выбора из имеющейся разработанной и изготовленной специализированными предприятиями и фирмами номенклатуры составных элементов системы ЧПУ. При этом может быть три варианта комплектации и создания систем управления. При первом варианте предприятия и фирмы— изготовители систем управления (в частности, УЧПУ) осуществляют исходя из требований заказчика полную комплектную поставку систем ЧПУ применительно к конкретно выпускаемым станкам: УЧПУ, устройства программируемой логики и адаптивного управления, регулируемые электроприводы подач и главного движения, ИП, монтажные и кабельные устройства и соединения, электрошкафы с повышенной степенью защиты и вентиляцией.
При этом по желанию заказчика возможна комплектация системы ЧПУ как элементами, производимыми данной фирмой, так и элементами, производимыми другими- фирмами, Это наиболее прогрессивный способ проектирования и изготовления систем ЧПУ, так как при этом легче обеспечить согласование УЧПУ с остальными составными элементами системы управления. Кроме того, значительно сокращается время отладки и пуска системы ЧПУ и станка.
При'втором варианте предприятия и фирмы— изготовители станков с ЧПУ сами осуществляют комплектацию необходимой системы управления из элементов, имеющихся на рынке. Это менее эффективный способ создания системы ЧПУ. При третьем варианте станкостроительные предприятия и фирмы сами разрабатывают и изготовляют системы ЧПУ, включая разработку и изготовление собственного УЧПУ и других элементов. Применение этого варианта объясняется более полным учетом и согласованием всех возможностей и особенностей выпускаемых металлорежущих станков и их систем ЧПУ. В других случаях этот вариант применяется при выпуске станкостроительными предприятия- ми и фирмами уникальных металлорежущих станков.
В случае комплектации системы ЧПУ из имеющихся элементов в техническом задании на станок с ЧПУ в первую очередь указываются требования к выбираемому УЧПУ. Например, в техническом задании на токарный станок с ЧПУ к УЧПУ предъявляются следующие требования: число управляемых координат — две, три или четыре (в зависимости от исполнения станка); максимальная программируемая скорость— до 15 м/мин; линейная и круговая интерполяция; компенсация дрейфа приводов при нулевом сигнале управления; коррекция положения инструмента; коррекция зазора в приводе подач; коррекция погрешности шага винта; установка зон запрета резания; ввод программ с пульта ЧПУ или фотосчитывающего устройства; одновременное хранение в памяти не менее 999 управляющих программ; редактирование управляющих программ с выдачей отредактированных программ на перфоленту; технологические (стандартные) циклы (обработка канавок, чистов а я и многопроходная обработка, нарезание цилиндрических, конических и торцовых резьб); параметрическое программирование подпрограмм и циклов; размещение корректоров, параметров УП и программ электроавтоматики в энергонезависимой памяти; подключение и работа с измерительной системой контроля обрабатываемой заготовки и износа инструмента; подключение к ЭВМ высшего ранга.
Разработка программного обеспечения для конкретного станка с ЧПУ сводится к выбору и использованию уже имеющихся стандартных программных блоков, а также разработке его нестандартной части (технологическое и функциональное ПО) . Выбранные и настроенные программные модули объединяют в единую систему ПО с помощью его нестандартной части.
С конструктивной точки зрения для УЧПУ характерно следующее: раздельное размещение элементов, потребляющих большие мощности и выделяющих боль. шое количество теплоты с маломощными элементами; организация внутреннего теплообмена и поддержание постоянной температуры внутри шкафа с помощью кондиционеров и дверных уплотнителей; применение больших монтажных плат, печат- ного монтажа и печатных плоских кабелей для внутренних соединений; миниатюризация, позволяющая встраивать УЧПУ непосредственно в механизмы станка или, что делают чаще, выполнять их в отдельном подвесном пульте управления и помещать в удобном месте на станке, При этом достигается значительная экономия производственных площадей; модульная конструкция, обусловливающая удобство их технического обслуживания, упрощающая поиск неисправностей и ремонт путем замены соответствующих модулей; оснащение дисплейной техникой отображения информации управления станком, диагностики неисправностей в буквенно-цифровой форме, что улучшает наглядность управления и «общение» оператора с системой управления.
Разработка и широкое применение систем ЧПУ оказало значительное влияние на компоновку и конструкцию станков, оснащенных этими системами управления. В станках с ЧПУ стало возможным получать сложные движения его рабочих органов благодаря не кинематическим связям, а управлению независимыми координатными перемещениями этих рабочих органов по УП. Длинные, разветвленные кинематические цепи уступили место элементарно простым с автономными приводами по каждой из координат перемещения. Качественно новым в станках с ЧПУ является возможность увеличения числа одновременно управляемых координат, в результате чего появились принципиально новые компоновки станков и широкие технологические возможности при автоматическом управлении (выбор и смена режущих инструментов, загрузка-разгрузка станка, измерение обрабатываемых заготовок, контроль износа и поломки режущих инструментов, их подналадка или смена, проведение технического диагностирования и др.).
Более полно и эффективно стали использовать модульный принцип построения станков с ЧПУ. Были разработаны новые конструкции ряда механизмов. станков с ЧПУ, повышающих их точность, жесткость, виброустойчивость, равномерность перемещений при малых потерях на трение и др. (модернизированные и новые типы направляющих, новые типы подшипников для шпинделей и ходовых винтов привода подач, шариковые винтовые пары, беззазорные зубчатые передачи и др.). Ряд,деталей и узлов станков с ЧПУ изготовляют из новых материалов, повышающих их эксплуатационные характеристики (жесткость, износостойкость, виброустойчивость, термостойкость).
Подробное описание особенностей конструкции станков с ЧПУ, а также их отдельных механизмов приведено во втором томе данного справочника, а также в работах 16, 19, 22~. Список литературы 1. Базров Б. М. Технологические основы проектирования самоподнастраивающихся станков. М.: Машиностроение, 1978. 216 с. 2. Гусев И. Т., Елисеев В. Г., Маслов А. А.. Устройства числового программного управления: Учеб. пособие для техн. вузов. М.: Высшая школа, 1986. 296 с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
