Основные функции СЧПУ

1. Ввод и хранение УП. УП может вводиться с различных внешних носителей. Она хранится в энергонезависимой памяти системы. После отладки она может быть выведена на внешние носители: перфоратор, графопостроитель, печатающее устройство, дисплей и т.д.

2. Контроль и редактирование УП не только при вводе, но и на всех этапах работы. Системы класса CNC позволяют достаточно просто выполнять редактирование и отладку программы в режиме диалога, используя ручной ввод информации с пульта оператора и вывод её на дисплей.

3. Интерпретация кадров (подготовка буферного кадра). С момента активизации УП в автоматическом режиме ее информация вовлекается в процесс вычислений. Большое значение в этом процессе играет интерпретация кадра или подготовка буферного кадра. Это необходимо, так как исходный текст УП не содержит в явном виде всей информации, необходимой для расчетов траектории движения инструмента.

Интерпретатор транслирует кадры управляющей программы, представляя их в формате, удобном для работы интерполятора. Происходит сортировка информации по типу параметров: G-функции, перемещения, адреса, комментарии. В фазе интерпретации кадра система ЧПУ выполняет эквидистантные расчеты и расчеты, связанные со стыковкой эквидистантных контуров; осуществляет преобразование координатных систем (абсолютная, относительная), преобразование систем измерения (мм, дюймы); вызывает стандартные циклы и подпрограммы; разделяет потоки данных геометрической, логической и других задач.

Для непрерывной обработки интерпретация i+1 кадра (чтение и распознавание) должна быть выполнена при отработке i-го кадра.

Рисунок 1 - Функциональная схема управления станком с ЧПУ

4. Интерполяция. СЧПУ должна обеспечить автоматическое получение (расчет) с требуемой точностью координат промежуточных точек траектории движения рабочего органа по координатам крайних точек и заданной функции интерполяции.

5. Управление приводами подач. Сложность управления зависит от типа привода. В общем случае задача сводится к организации цифровых позиционных следящих систем по каждой координате. На вход системы поступают коды, соответствующие результатам интерполяции. Этим кодам должно отвечать соответствующее положение рабочего органа. Действительное положение рабочего органа определяется датчиками обратной связи. Кроме этого необходима организация вспомогательных движений: установка системы приводов в фиксированный ноль станка, контроль выхода за допустимые значения координат, автоматический выход приводов в режим торможения по определенному закону и др.

6. Управление приводом главного движения. Предусматривает включение и отключение привода, стабилизацию скорости, управление углом поворота кок дополнительной координатой.

7. Логическое управление. Это управление технологическими узлами дискретного действия, входные сигналы которых производят операции типа «включить», «отключить», а выходные фиксируют состояния «включено», «отключено».

8. Коррекция размера инструмента. С пульта управления можно вносить изменения запрограммированных ранее размеров инструмента. Коррекция на длину инструмента приводит к параллельному переносу координат, заданных в управляющей программе. Изменение длины инструмента до 100 мм осуществляется изменением величины перемещения вдоль оси инструмента без изменения его начального положения. Учет фактического размера инструмента сводится к формированию траектории, эквидистантой запрограммированной.

9. Коррекция режимов. С пульта управления можно вносить изменения запрограммированных ранее параметров обработки. Скорость подач обычно меняется на 5-120% от номинала путем ручного изменения частоты задающего генератора.

10. Реализация постоянных циклов. Выделение повторяющихся (стандартных) участков программы, называемых циклами, является эффективным методом сокращения УП. Так называемые фиксированные циклы характерны для определенных технологических операций (сверления, зенкерования, растачивания, нарезания резьбы и т. п.) и встречаются при изготовлении многих изделий. При разработке УП фиксированные циклы указываются в программе, а их отработка ведется в соответствии с определенной подпрограммой, заложенной в память СЧПУ системой программного обеспечения или конструктивной схемой. В УЧПУ высокого уровня в памяти управляющей ЭВМ может храниться, а, следовательно, может быть оперативно использовано до 500 стандартных циклов и подпрограмм.

11. Смена инструмента. Эта функция характерна для многоинструментальных и многоцелевых станков. Задача смены инструмента в общем случае имеет две фазы: поиск гнезда магазина с требуемым инструментом и замену отработавшего инструмента на новый.

12. Коррекция погрешностей механических и измерительных устройств. Любой станок можно аттестовать с помощью измерительных устройств достаточно высокого класса точности. Результаты такой аттестации в виде таблиц погрешностей заносят в память СЧПУ (внутришаговая ошибка, накопленная ошибка, люфты, температурные погрешности и т.д.). Многие СЧПУ этого класса имеют программное обеспечение, с помощью которого можно учитывать и автоматически корректировать постоянные погрешности станка (погрешность шага ходовых винтов, направляющих, тепловые деформации). В функцию этих систем входит контроль состояния собственно УЧПУ, внешних по отношению к УЧПУ устройств и внутренних блоков.

13. Адаптивное управление обработкой. Информация, необходимая для осуществления такого управления, получается от специально установленных датчиков, с помощью которых измеряют момент сопротивления резанию или составляющие сил резания, мощность привода главного движения, вибрацию, температуру, износ инструмента и др. Чаще всего адаптация осуществляется изменением контурной скорости или скорости привода главного движения.

14. Накопление статистической информации. К статистической информации относится фиксация текущего времени и времени работы системы и ее отдельных узлов, определение коэффициента загрузки оборудования, учет изготовленной продукции, фиксация ее отдельных параметров и т. д.

15. Автоматический встроенный контроль. Организация такого контроля в зоне обработки особенно актуальна для ГАП. Непрерывный контроль по формируемым размерам обрабатываемого изделия — одна из основных задач повышения качеств обработки.

16. Управление внешними устройствами. К УЧПУ этого класса прилагается много периферийных устройств: ФСУ, накопители на магнитных дисках, перфораторы, графопостроители, печатающие устройства и т.д.