Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

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. рис.10.10).Перемещение рабочего органа измеряют сравнением этого перемещения сэталонной мерой, в качестве которой можно использовать точную передачуходовой винт-гайка, различные типы штриховых линеек и дисков, оптиче­ские шкалы и др.Общие технические условия на Ш1 определяет ГОСТ26242- 90.В соот­ветствии с этим стандартом по виду входной физической величины различа­ют Ш1 линейных и угловых перемещений.По физическому принципу эквивалентного преобразования Ш1 подразде­ляют на акустооптические А, волновые В, голографические Г, емкостные(электростатические) Е, индукционные И, квантовые (лазерные) К, магнито­электрические (гальваномагнитные) М, полупроводниковые П, резистивные(потенциометрические) Р, ультразвуковые У, фотоэлектрические и оптоэлек­тронные Ф, электромагнитные (индуктивные) Э.Основными критериями выбора Ш1 для систем обратной связи являются:максимальное измеряемое перемещение (угол поворота);максимальная скорость измеряемого перемещения (поворота);способ измерения перемещения (косвенно или непосредственно);дискретность измеряемого перемещения (угла поворота);вид выходного сигнала (аналоговый, дискретный).10.6.2.

Системы технического диагностированиястанкови систем ЧПУПовышение степени автоматизации и расширение функциональных воз­можностей станков с ЧПУ значительно усложняет их конструкцию и, какследствие, техническое обслуживание, особенно поиск причин отказов в ра­боте в процессе эксплуатации.

Эти проблемы еще больше усложняются в свя­зи с более интенсивной эксплуатацией станков с ЧПУ, работающих в две-трисмены при минимальном количестве обслуживающего персонала. Обработказаготовок благодаря применению современных режущих инструментов про­водится на более высоких режимах резания, чем раньше, что увеличиваетнагрузки на различные механизмы и устройства станка с ЧПУ.Под техническим диагностированием в соответствии с ГОСТ20911-75понимают определение технического состояния объекта диагностирования(станка,его отдельных узлов и механизмов, системы управления, ее отд ель-461О.Системы программного управления металлоре:жущими станкаминых блоков и элементов и т.

д.) с определенной точностью. Его результатомявляется заключение о техническом состоянии данного объекта с указаниемпри необходимости места, вида и причины дефекта. Следует отметить, чтосистема технического диагностирования только находит неисправности, ноне устраняет их.При поиске неисправностей различают тестовое и фу1-1кцио1-1аль1-1ое диа­гностирование. В первом случае на станок с ЧПУ подаются тестовые воздей­ствия (чаще всего на устройство ЧПУ), во втором-диагностирование осу­ществляется во время функционирования станка с ЧПУ и на него поступаюттолько рабочие воздействия. При необходимости могут быть использованыоба вида диагностирования.Для получения диагностической информации проводят измерение следу­ющих величин: вибраций, акустических колебаний, деформаций и сил, про­изводительности, длительности циклов обработки, температуры нагрева, из­носа режущего инструмента и т.

Характеристики

Список файлов книги