Логическая задача

ѕ управления дискретными элементами электроавтоматики станка на уровне дискретных двоичных сигналов.

Приемники сигналов ѕ реле и им подобные устройства.

Источники ѕ концевые выключатели.

Логическая задача использует операции и циклы автоматики.

Операция ѕ элементарное действие типа «включить», «выключить», «опросить».

Цикл автоматики ѕ это совокупность операций, связанных причинно-следственными отношениями.

Реверсирование двигателя главного движения.

Командами кода ISO, вызывающими логическую задачу ЧПУ, является М(вспомогательная функция), Т(поиск инструмента), S (задание частоты вращения шпинделя).

S ѕ вызывает логическую задачу, если частота вращения шпинделя изменяется ступенчато.

Автоматическая коробка скоростей (АКС).

.

Пусть в программе задана некоторая частота вращения S1.

S1®ЭМ1= «1» (ЭМ2= «0»)

S2®ЭЬ2= «1» (ЭМ1= «0»)

Одним из наиболее сложных циклов автоматики является процедура смены инструмента в станках с инструментальными магазинами (поиск инструмента, замена инструмента). Поиск осуществляется управлением движения магазина, смена управления манипулятора.

2 Геометрическая задача ЧПУ.

Это такое управление движениями формообразования, при котором требование чертежа материализуются в готовом виде. Форма изделия определяется движениями подач.

Геометрическая задача ѕ задача управлениями цепями (приводами) подач.

Получение изделия сводится к обеспечению требуемого движения. Обеспечить движениеѕ значит задать следующие его параметры: траектория, скорость, направление, путь, исходная точка.

«Формальная» запись геометрической задачи сводится к записи текста кадра управляющей программы в коде ISO, содержащих информацию о пяти параметрах.

Nѕ номер кадра.

Gѕ траектория.

Fѕ подача.

Sѕ число оборотов шпинделя.

X, Y, Zѕ направление и путь.

Для обеспечения заданного движения, в станке существует специально заданная вычислительная процедура, называемая интерполяцией. Она преобразует информацию кадра в управляющее воздействие на регулируемые приводы подач. Привод должен подчиняться определенной модели. Она сводится к определению скорости по раздельным координатам.

a=arctg(Dy/Dx)

F_x=F*cosa

F_y=F*sina

U_x=k*F_x

U_y=k*F_y

U_x, U_y ѕ управляющие и подаваемые с ЦАП на теристорные приводы.

 

R²=(X-I)²+(Y-J)²

a=arctg[(Y-I)/(X-J)]

F_y=F*cosa

F_x=F*sina

В зависимости от наличия или отсутствия контроля текущего положения рабочих органов ЧПУ делятся на замкнутые и разомкнутые.

Количество таких цепочек определяется количеством регулируемых приводов.

*

3 Технологическая задача ЧПУ

Эта задача получения изделия с требуемым качеством минимальными затратами. Технологическая задача возникает всякий раз, когда необходимо управление процессом резания. Технологическая задача делится на три подзадачи.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
Начальная установка	Статическая настройка	Динамическая настройка
	коррекция на размер инструмента	компенсация размерного износа инструмента	компенсация люфтов	предельное управление	оптимальное адаптивное управление

 

Начальная установка ѕ процесс автоматической привязки системы координат детали и станка.

Статическая настройка ѕ процесс автоматической привязки систем координат станка, детали и инструмента, без учета возмущающих воздействий процесса резания.

Динамическая настройка ѕ процесс автоматической привязки систем координат детали, станка и инструмента, с учетом возмущающих воздействий процесса резания.

Начальная установка.

Компенсация погрешностей сводится.

Для совмещения систем координат необходимо определить, например, угол. Для этой цели необходимо: технические средства, программные средства. Станок должен выполнять функции КИМ (контрольно-измерительной машины). Например, при помощи датчика касания.

РИС.

Статическая настройка.

Позволяет компенсировать некоторые систематические погрешности при обработке деталей. Коррекции на размер инструмента ѕ есть во всех ЧПУ и реализуются автоматически, вызываясь специальными подготовительными функциями.

РИС.

* Динамическая настройка ѕ это оснащение станка системами адаптивного управления.

4 Терминальная задача ЧПУ

Связь, обеспечивающая УЧПУ с внешней средой (оператором и ЭВМ верхнего уровня).

ТЕРМИНАЛЬНАЯ ЗАДАЧА ЧПУ
Оператор	ЭВМ верхнего ранга

 

Основной формой общения оператора с ЧПУ является диалог. Следовательно, средством диалога будет клавиатура, дисплей. Помимо указанных средств обмен информацией может происходить через принтер, перфоленту, дисководы.

Дисплей для индикации: текущего кадра программы, координат, технологической информации, информации аварийных ситуаций, статико-графической и динамико-графической информации.

Избыток информации притупляет внимание. Используется постраничная организация дисплеев.

Диалог с ЭВМ верхнего ранга

Как правило управляющая ЭВМ и ЭВМ верхнего ранга (АСУ, САПР) относятся к различным типам. Формат посылки данных необходимо стандартизировать. Поэтому введено понятие Interface.

INTERFACE
Параллельные	Последовательные
Радиальный параллельный (ИРПР)	(ИРПР-М) CENTRONIX	ИРПС (радиальный последовательный)	Стык С2 RS-232

Интерфейс ѕ устройство согласования.

Последовательность обмена:

При наличии сигналов ГИ и ГП в течение периода t₁, приемник формирует сигнал ЗП.

В течение периода t₂ источник выставляет данные на шине Д0 ѕ Д7 и формирует сигнал СТР (данные истинны). В течение времени t₃ приемник считывает данные и снимает сигнал запроса ЗП. В течение времени t₄ после снятия ЗП источник снимает сигнал СТР и данные. С поступлением сигнала ЗП цикл повторяется.

Интерфейс Centronix специально предназначен для принтера и в целях конкретизации конфликтных ситуаций в него введены дополнительные сигналы. Из интерфейса Centronix путем объединения некоторых сигналов можно получить ИРПР.

ИРПС

Как в приемнике, так и в передатчике, должно быть устройство, преобразующее параллельную информацию в последовательную и наоборот.

Каждый байт анализируется побитно. Синхронизация обмена достигается за счет установки одинаковых скоростей обмена. Стандарт предусматривает следующую сопроводительную информацию: скорость; формат посылки(5,6,7,8 бит); проверка на четность(паритет); количество стартовых (1) и стоповых (2) битов.

Отличительной особенностью ИРПС является устойчивость к помехам.

ИРПС работает с 20 мА, Стык-С2 с 12 В.

ИРПС (токовая петля 20 мА)

Стык С2

5. Архитектура УЧПУ 2С-42.

 

УЧПУ имеет две самостоятельные шины.

Шина – совокупность разъемов под платы (интерфейсы, соединенная параллельными проводниками).

Первая шина – общая шина – стандартная типовая для ЭВМ МС1201. Общая шина имеет 16 разрядов, по которым передаются сигналы адреса и данных.

 

А/D15 A/D0

 

Помимо общей шины в УЧПУ имеется специальная шина называемая – станочная магистраль, отличающаяся от общей:

а). Шина адреса и шина данных разведены (отдельно).

б). От шины адреса взяты только четыре разряда А1, А2, А3 и А4.

Это нужно для упрощения конструкции интерфейсных битов ЧПУ.

Адаптер магистрали – отсеивает адреса битов не входящих в заданный диапазон. Заданный диапазон: 0167640…167700.

На примере станка 6Р13 ЦАП.

Рассмотрим особенность ЦАП станка как программируемого устройства с точки зрения системного программного обеспечения (СПО).

С точки зрения пользователя, в том числе не самой высокой квалификации, программирование ЦАП сводится к набору в шине управляющей программы адресов координат X, Y, Z и подач.

Трансляция кадра в управляющее воздействие на ЦАП регулируется процедурой интерполяции, алгоритм которой записан в системном программном обеспечении (СПО) аналог операционной системы.

Для хранения СПО имеется ПЗУ – постоянное запоминающее устройство. Особенности СПО в работе с ЦАП определяются его структурой, а шина его адресом и набором передаваемых в его данные.

* 6 Характер сигналов технологического процесса.

Различают два основных типа сигналов: аналоговые и дискретные.

Аналоговые сигналы характеризуются тем, что в некоторых разумных пределах они могут принимать практически любое значение.

Дискретные сигналыѕэто сигналы, которые принимают только два значения и отвечают на вопрос «ДА» и «НЕТ» или «0» и «1».

Источников являются концевые выключатели, контактного и бесконтактного вида.

Катушка 1 с сердечником выполняющим функцию электромагнита, если напряжение питания не подано ѕнаходится в нулевом положении, пружина 2 закреплена консольно, контактирует с группой контактов названых «НЗ» (нормально замкнутые) и не контактирует с контактами «НР» (нормально разомкнутые) (см. Элетросхему). При подаче питания пружина 2 притягивается к сердечнику 1. «НР» замкнутся «НЗ» разомкнутся.

	НЗ	НР

НР=f(Uпит)

НЗ=f(1/Uпит).

Несмотря на многообразие уровней единичных сигналов все они называются дискретными, но уровни единицы в различных оборудованиях разные.

Реле выполняет функцию согласования уровней двоичных сигналов, а именно пусть Uпит=24 В, а через контакты можно пропустить 220В.

Источник сигналов концевой выключатель.

Данный конечный выключатель является устройством контактного типа, т.е. для его срабатывания необходим контакт ролика с сухарем или кулачком установленном на контролируемом объекте. Существуют бесконтактные концевые выключатели, у которых изменение положения пластины, замыкающей контакты происходит пол действием магнитного поля, магниты установлены на контролируемом объекте, такие датчики называются ѕ герон.

Специфической формой сигналов являются импульсные сигналы, по форме и характеру напоминают дискретные и отличаются лишь упорядоченностью и постоянством периода.

 

7 ·Теория жизненного цикла

Пусть, за период существования изделия, на предприятии было выпущено b– партий изделия, с n- штук в каждой.

t1 – время, затраченное на механическую обработку одного изделия.

t2 - время, затраченное на подготовку выпуска партии изделий (установка старого приспособления, замена старого приспособления на новое, ознакомление наладчика с чертежом и т.п.)

t3 - время, затраченное на проектирование данного изделия, (конструкторский период, технологический период, адаптационный период.)

Определим совокупные затраты времени по производству партии деталей.

Определим совокупные затраты времени по производству одной детали.

В массовом производстве

В единичном производстве

Уменьшение времени производится с помощью следующих средств:

t1 – станки с ЧПУ;

t2- промышленные роботы;

t3 – САПР.