Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (831035), страница 20
Текст из файла (страница 20)
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. НОМЕНКЛАТУРАОБМЕННЫХ СИГНАЛОВПРИ ПРОГРАММНОМ УПРАВЛЕНИИИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ СТАНКАС ПОМОЩЬЮ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО УСТРОЙСТВАМикропроцессорное устройство ЧПУ, как правило, выполняет на станкепять задач:геометрическуюлогическую -управление формообразованием поверхностей детали;-управление цикловой автоматикой станка;технологическую-контроль и управление рабочим процессом, осу-ществляемом на станке;терминальную-диалог оператора с устройством ЧПУ;диагностическую- контроль аппаратных средств устройства ЧПУ.12.2.1. Управлениеформообразованием поверхности детали(геометрическая задача)Врамкахгеометрическойзадачивыполняютсяследующиефункцииуправления.1.Ввод и хранение СПО.
Настройку устройства ЧПУ для решения определенного круга задач осуществляют однократно путем ввода информационного массива СПО-совокупности программ, отражающих алгоритмыфункционирования станка. Для микропроцессорного устройства ЧПУ СПОможет быть изменено в зависимости от типа управляемых приводов станков,различного состава команд управления, характера и количества обменныхсигналов. СПО обеспечивает распределение ресурсов устройства ЧПУ, атакже организацию процесса обработки, ввода-вьmода, редактирования и12.2. Номенклатура обменных сигншюв при программном управлении ...105управления данными. Память для хранения СПО должна быть энергонезависимой.
Для ввода СПО можно использовать различные носители: перфоленту, дисковые накопители, канал связи с ЭВМ верхнего уровня.Ввод, редактирование и хранение УП. Если СПО остается неизменным2.для данного станка, то УП изменяется при изготовлении разных деталей.В микропроцессорном устройстве УП может вводиться целиком или в режиме покадрового ввода с различных внешних носителей: флеш-накопителя,дискового накопителя, с пульта управления или по каналам связи с ЭВМверхнего уровня. Она запоминается и хранится в оперативной памяти устройства ЧПУ, которая должна быть энергонезависимой.
После отладки и редактирования УП может быть выведена на специальные внешние устройства:автоматическое печатающее устройство, графопостроитель, дисплей, накопитель на магнитных дисках и т. д.УП представляет собой совокупность команд на языке программирования(код1SO-7 бит)для обработки заготовки по заданному алгоритму и состоитиз кадров. Кадры содержат подготовительные функции, функции перемещения или вспомогательные функции и заканчиваются знакомLF(конец кадра).В каждом кадре должно быть не менее двух слов.Международной организацией по стандартизации разработаны адреса,применяемые в различных УП (табл.12.3).Подготовительные и вспомогательные функции, используемые в УП при управлении станком, приведены втабл.12.4.Таблица12.3Адреса УПАдресHaзнaчelllieА,В,СУгол поворота вокруг оси Х, У иZ соответственноD,EВторая функция инструмента и подачи соответственноFПервая функция подачиGH,L,OПодготовительная функцияI, J,KПараметр интерполяции или шаг резьбы параллельно оси Х, У иЗапасные функцииZ соот-ветственномВспомогательная функцияNНомер кадраР,QТретичное перемещение, параллельное оси Х и У соответственноRПеремещение на быстром ходу по оси Z или третичное перемещение,параллельное оси ZsФункция главного движениятПервая функция инструментаu,v,wВторичное перемещение, параллельное оси Х, У иZ соответственноX,Y,ZПервичное перемещение, параллельное оси Х, У иZ соответственно12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
