16 Работа системы класса cnc.

При нажатии на кнопку «Пуск» в станок вводится вся управляющая программа целиком. При этом она перекодируется из кода ISO – 7 bit в двоичный код для того, чтобы программа заняла в ОЗУ как можно меньше места.

По сигналу с таймера процессор выполняет первый кадр управляющей программы и рассчитывает координаты первой точки расчетной траектории между опорными точками. Пока результаты расчета передаются на приводы подач, рассчитываются координаты 2-ой расчетной точки и т.д.

Между этими задачами управления процессор также решает задачи контроля рабочего пространства, приема входных и выдача выходных сигналов на станок, опрос датчиков станка. При этом в эти моменты расчет траектории временно прекращается.

Часть из этих задач, особенно по управлению приводами подач, не допускает даже кратковременного перерыва. Задержка даже в 0,01 секунду приводит к недопустимой погрешности обработки, поэтому в некоторых случаях при решении большого количества задач применяют многопроцессорные системы ЧПУ.

Например, часто используется следующая структура.

Рис. 23

Это система управления на основе двух управляющих ЭВМ.

Первая ЭВМ отвечает за ввод управляющей программы, за ее перекодирование, за редактирование программы, за расчет траектории между опорными точками. Для этого к каналу ЭВМ₁ подключается периферийные устройства, такие как: пульт управления, считывающее устройство и т.д.

Результаты расчета траектории передаются в БОЗУ ( буферное оперативное запоминающее устройство , выполняющего роль своеобразного «почтового ящика» при обмене информацией между 2-мя ЭВМ.

Функции второй ЭВМ₂ заключается в управлении приводами подач на основе результатов расчетов первой ЭВМ. Кроме того, она выполняет следующие функции:

1. опрос датчиков станка;

2. выполнения вспомогательных функций по управлению электроавтоматикой.

Блоки связи с приводами сами могут строиться на микропроцессорах. Такое деление функций между ЭВМ повышает общее быстродействие системы управления.

17 Сравнительный анализ систем классов nc и cnc.

В системах класса NC все блоки работают одновременно, поэтому системы получаются очень быстродействующими. Они успевают рассчитать и выдать управляющий сигнал на привод через каждую единицу дискретности.

Например: h = 0,001 мм; V= 200 м/с.

Тактовая частота системы класса NC будет определяться:

В станках класса СNC все задачи решает один процессор, поэтому на расчет траектории через каждую единицу дискретности его не хватает и на приводы поступает достаточно грубый ступенчатый сигнал.

Рис.24

Здесь - период расчета траектории.

О днако вследствие своей инерционности привод является фильтром высоких частот и при определенных достаточно высоких значениях частоты переменной составляющей он эту составляющую практически не воспринимает и движение становится равномерным.

На рисунке представлен график амплитудно-частотной характеристики привода в зависимости от изменения частоты. Рис.25

Участок 1 связан с собственной резонансной частотой колебаний привода.

Точка пересечения графика с осью частот называется частотой среза, после которой привод не реагирует входные пульсации. Поэтому считается достаточным, чтобы тактовая частота поступающих входных сигналов составляла 100-500 с^-1.

В настоящее время системы класса СNC стали основными по следующим причинам:

1. Они строятся на микропроцессорных наборах больших интегральных схем, что резко повышает надежность системы управления, снижается стоимость, уменьшаются габариты, вес, расширяются функциональные возможности.

2. Возможность широкой унификации систем управления. Это значит, что одна и та же система управления может управлять различными станками, принадлежащие к различным группам, т.е. это может быть токарный станок, фрезерный, координатно-расточной и т.д.

Различие между системами будет лишь в математическом обеспечении, записанном в ПЗУ. Сейчас выпускаются перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства с электронной записью информации и электронным или ультрафиолетовым стиранием информации. Т.е. в одну и ту же микросхему ПЗУ можно записать различные алгоритмы обработки данных.

3. В системах этого класса вся программа вводится целиком в ПЗУ в отличие от систем класса NC, где программа вводится по два кадра.

Кроме того, электронная память на много надежнее, чем фотосчитывающее устройство. Появляется возможность вводить программу с пульта управления и как угодно ее редактировать.

4. Благодаря универсальности процессора на него можно возложить ряд дополнительных функций:

- управление электроавтоматикой станка, при этом в электрошкафу остаются только силовые контакторы;

- можно возложить на процессор управление приводами подач;

- осуществлять автоматический контроль работоспособности, поиск неисправностей, осуществлять самодиагностику, как самой системы управления, так и станка.

- решать дополнительные задачи, например, по САПР программ, реализовать активный контроль, адаптивное управление, осуществлять автоматическую коррекцию траектории движения инструмента с учетом неточностей элементов станка.

5. Облегчается соединение группы станков и другого оборудования в более крупные системы, такие как ГПС, ГАП.

6. В конце концов, уровень и качество вычислительного устройства обеспечивают удобство и комфортность работы на станке.