Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (831035), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Такие системы ЧПУ имеют ограниченные функциональные возможности и применяются для управления простыми станками.Возможен, наоборот, самый сложный вариант построения устройстваЧПУ, когда задача выполняется отдельной микроЭВМ. В этом случае функциональные возможности систем ЧПУ очень большие и применяют их ужедля управления сложными многокоординатными станками.На рис.10.13в качестве примера показана структурная схема системыЧПУ «Электроника НЦ80-31».В состав данной системы ЧПУ входит тримикроЭВМ, каждая из которых имеет свой микропроцессор, блоки оперативной и постоянной памяти для хранения программ. ЭВМ , управляет работойвсей системы, обеспечивает связь с оператором, а также ввод и хранениеуправляющих программ.
ЭВМ2 обеспечивает отработку заданных перемещений рабочими органами станка; ЭВМ3 управляет работой электрооборудования станка. Информация между разными микроЭВМ передается по последовательным каналам связи.г-----------,1Пульт управления1_..-.Внешнеезапоминающееустройствона цилиндрическихм::;:,::::'ФотосчитывательfJПерфоратор~---~jПриводы1подачи ИПj1jоборудованиестанкаjЭВМ lЭлектро-ЭВМз111111111111станкаКанал связи1Рис.111----------- 1с другими ЭВМ10.13.
Структурная схема системы ЧПУВ соответствии с ГОСТ20523- 80под программным обеспечением системы ЧПУ понимается совокупность программ и документации на них дляреализации целей и задач системы ЧПУ. Программное обеспечение предполагает вычисление,специально организованное хранение и использованиеинформации, диалог с пользователем при разработке УП, диагностирова-1О.42Системы программного управления металлоре:жущими станкаминие, управление работой локального оборудования в реальном времени. Егоразработка-трудоемкий и дорогостоящий процесс.
Программное обеспечение должно иметь высокую степень помехозащищенности и надежности.Оно в значительной степени определяет уровень функциональных возможностей системы ЧПУ. Программное обеспечение должно быть построено поблочно-модульному принципу с максимальной независимостью модулей иихуниверсальностьюсточкизренияприменимостикразличнымвидамстанков.Программное обеспечение включает в себя системное, технологическое ифункциональное обеспечения.Системное обеспечение в ЧПУ-это программа, отвечающая за распределение ресурсов, организацию процесса обработки, ввода-вывода и управления данными.Технологическое обеспечение в ЧПУ-это программа, реализующая задачи управления применительно к различным моделям станков внутри каждой группы (токарные, сверлильные, фрезерные и др.).Функциональное обеспечение ЧПУ-программа, реализующая задачиуправления применительно к различнь1м моделям станков внутри каждойгруппы.Системное программное обеспечение состоит из операционной системы,служебногои диагностического обеспечения.Операционная система-центр всей системы средств.
В общем виде она определяет порядок работыэтой системы программных средств и представляет собой интерфейс междуаппаратной частью системы ЧПУ и остальными разделами программногообеспечения.Служебное обеспечение выполняет функции интерфейса между пользователем и системой ЧПУ. Оно включает в себя сервисные программные средства, обеспечивающие доступ к системе пользователей, обслуживающегоперсонала, разработчиков функционального обеспечения и УП.Современные системы ЧПУ оснащены развитой системой диагностирования, работающей на следующих уровнях: по включению питания, в реальном времени в процессе управления станком, по вызову оператора.
Диагностическое программное обеспечение аппаратных средств микроЭВМ проводится путем их тестирования.Технологические и функциональные программы образуют так называемое программное обеспечение процесса управления объектом, т. е. координатными перемещениями по различным осям, работой исполнительныхмеханизмов типа включено-выключено. Основными элементами технологического обеспечения являются типовые циклы, реализуемые в виде подпрограмм подготовительных G-функций. Функциональное обеспечение решаетзадачи привязки системы ЧПУ к конкретному типу станков, т.
е. описаниехарактеристик данноготикой.станка и программу управления его электроавтома1 О. 5. Адаптивные системы управления4310.5. АДАПТИВНЬШ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯПри обработке заготовок на станках с ЧПУ уровень оптимальности принятых режимов резания зависит от того, насколько точно начальная информация характеризует действительные условия протекания процесса обработки и насколькоизменяютсяисходныепараметры,принятые при расчете исоставлении УП (припуск, твердость обрабатываемого материала, жесткостьтехнологической системы и др.).В действительности условия процесса обработки изменяются во временислучайным образом по следующим причинам:непрерывно изменяются режущие свойства инструментов, которые невозможно точно определить в данный момент;неопределенные свойства всей технологической системы (упругие и температурные деформации, вибрации);для каждой заготовки из обрабатываемой партии имеется разброс припусков, твердости, структуры металла и др.Адаптивные (самоприспособляющиеся) системы управления в отличие отсистем ЧПУ обеспечивают автоматическое приспособление процесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям.
Осуществляется оно на основе информации, получаемой системойуправления непосредственно в процессе обработки заготовок.На основе информации о текущем состоянии процесса обработки системаадаптивного управления, увеличивая или уменьшая съем металла с заготовкипутем соответствующего изменения скорости резания и подачи, поддерживаетпостояннь~м предельное значение какого-либо заданного параметра обработки(например, силы резания) или в более общем, но и более сложном случае-обеспечивает получение оптимальной точности, производительности или себестоимости обработки заготовок.
Измеряемыми параметрами, характеризующими процесс обработки, могут быть сила резания, вибрации, температура резания,крутящиймоментна шпинделе,мощность приводного двигателя.Наиболее информативнь~м показателем процесса резания является изменениесилы резания, которое обусловлено совместнь~м влиянием изменения припускана обработку, а также колебания твердости обрабатьmаемого материала, затупления режущего инструмента и др.Адаптивные системы управления подразделяют на две группы: предельного и оптимального управления.Адаптивные системы предельного управления обеспечивают постоянноезначение заданных параметров процесса резания при действии различныхвозмущений.
Так, в условиях переменных припуска и твердости материалазаготовки (возмущения) эта система управления стабилизирует заданное предельное значение силового параметра резания (например, силу или мощностьрезания, крутящий момент на шпинделе), получая от ИП сигнал, соответствующий действительному значению параметра.
Это обеспечивается необходимым увеличением или уменьшением подачи, или скорости резания и по-441О.Системы программного управления металлоре:жущими станкамилучения в результате скорректированных значений, подаваемых на приводыстанка. Наибольшее применение получили адаптивные системы предельногоуправления, в которых регулируемой величиной является только подача.Предельные значения параметров, которые задаются данной системой приуправлении обработкой, определяют на основе предварительного исследования процесса обработки.Адаптивные системы оптималыюго управления при обработке заготовокосуществляют автоматический поиск и поддержание таких сочетаний скорости резания и подачи, которые обеспечивают экстремальное значение целевой функции обработки (точность, производительность или себестоимостьобработки) при наличии технических ограничений и возмущающих воздействий (колебаний припуска, твердости материала заготовки, изменения режущих свойств инструмента и др.).
Техническими ограничениями являютсямаксимальные и минимальные значения подачи и частоты вращения шпинделя, максимально допустимая глубина резания, уровень вибраций и др. Основой для построения адаптивных систем оптимального управления являетсяматематическая модель управляемого процесса обработки, задающая аналитически систему технических ограничений области поиска оптимальных режимов резания и выражающая зависимость критерия оптимальности от параметров процесса обработки.Адаптивные системы управления особенно эффективно применяют нафрезерных станках при обработке сложных заготовок концевыми фрезаминебольшого диаметра, на токарных станках при обработке заготовок сложными фасонными резцами с поперечной подачей, на электроэрозионныхстанках и др.
Однако их широкое внедрение в металлообработке сдерживается большой сложностью и высокой стоимостью этих систем (особенно оптимального управления), а также нередко малой эффективностью их применения, обусловленной целым рядом причин, например:недостаточными знаниями математических зависимостей для разработкимоделей управляемых процессов резания, особенно при обработке новых материалов;отсутствием во многих случаях необходимых измерительных средств (ИПтребуемых размеров, точности, надежности, быстродействия, помехоустойчивости и т. д.);неприспособленностью конструкции многих металлорежущих станков иих отдельных механизмов к наиболее рациональному размещению ИП настанке, недостаточностью быстродействия отдельных механизмов станка.1О.
6.45Измерительные системы, применяемые в станках с ЧПУ10.6. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ,ПРИМЕНЯЕМЬШ В СТАНКАХ С ЧИСЛОВЫМПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕПИЕМ10.6.1. Системыобратной связи, основные типы ИПНа практике возможны разные схемы построения приводов подач станковс ЧПУ с наличием систем обратной связи при использовании угловых и линейных ШI, измеряющих перемещения рабочих органов (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
