3.2. Терминальные системы управления

Основной АСУ ГПС являются ТСУ.

Терминальные системы управления – это системы управления, которые обеспечивают работу всего технологического оборудования по управляющим программам. К ним относятся системы управления станками различного назначения, промышленными роботами, транспортными и другими средствами.

К ТСУ в ГПС предъявляются следующие требования:

• полностью автоматическое управление работой сложного и разнообразного технологического оборудования;

• высокая надежность, обеспечивающая работу по «безлюдной технологии» в течение 2–2,5 смен;

• наличие развитой системы связи со средствами управления верхних уровней;

• унификация ТСУ, т. е. возможность использования одного типа ТСУ для управления разнообразным технологическим оборудованием;

• возможность диагностирования состояния как самих ТСУ, так и управляемого технологического оборудования.

Основные задачи, решаемые ТСУ при управлении технологическим оборудованием ГПС.

1. Ввод и хранение системного программного обеспечения. Настройка ТСУ на работу с конкретным технологическим оборудованием производится однократно путем ввода системного программного обеспечения. Если ТСУ оснащена энергонезависимой памятью для хранения системного программного обеспечения, то оно вводится в следующих случаях: после первого включения; после аварийных ситуаций; после подключения к новому технологическому оборудованию. В противном случае приходится вводить системное программное обеспечение после каждого включения ТСУ (например, в начале смены). Ввод системного программного обеспечения осуществляется непосредственно через канал связи от системы управления верхнего уровня.

2. Ввод и хранение управляющей программы. Управляющая программа при работе ТСУ в составе АСУ ГПС вводится от системы управления верхнего уровня. Иногда объема памяти не хватает для хранения всех кадров управляющей программы. В этом случае организуется так называемый режим подпитки, когда сначала вводится часть управляющей программы и по мере ее отработки на освободившееся в памяти место вводится следующая часть управляющей программы.

3. Интерпретация кадра. Управляющая программа состоит из составных частей – кадров. Отработка очередного кадра требует проведения ряда предварительных процедур, называемых интерпретацией кадра. К этим процедурам относятся: перевод содержимого кадра из кода ISO в машинный код, определение характера информации, записанной в кадре, и т. д. Для того чтобы обеспечить непрерывность управления, процедуры интерпретации (i + 1)-го кадра должны быть реализованы во время управления по i-му кадру.

4. Интерполяция. Это процесс получения с требуемой точностью координат промежуточных точек траектории движения рабочего органа (режущего инструмента, схвата робота) объекта управления по координатам крайних точек и заданной функции интерполяции (круговая, линейная).

5. Управление приводами подач. Эта задача заключается в выработке и реализации на приводы подач таких управляющих воздействий, чтобы обеспечить перемещение рабочего органа объекта управления по траектории, полученной в результате решения задачи интерполяции. Сложность этой задачи зависит от типа приводов подач.

6. Коррекция управляющей программы. В зависимости от вида технологического оборудования могут применять различные виды коррекции управляющих программ. Для металлорежущих станков, как правило, задается коррекция на размер (длину, радиус) режущего инструмента, коррекция скорости и ускорения перемещений в зависимости от динамических характеристик привода подач. Для промышленных роботов возможна коррекция перемещения схвата по результатам работы системы технического зрения.

7. Логическое управление – это управление технологическими узлами дискретного действия (например, системой зажима заготовки, подачи смазочно-охлаждающей жидкости), работа которых заключается в реализации сигналов типа «включить» или «отключить».

8. Управление приводом главного движения. Привод главного движения является неотъемлемой частью станка и обеспечивает вращение инструмента или заготовки. Управление приводом предусматривает либо ступенчатое переключение, либо плавное изменение скорости вращения.

9. Смена рабочего органа. Задача смены инструмента характерна для всех современных станков, обеспечивающих многооперационную обработку. В этом случае управление заключается в поиске инструмента с заданным номером и собственно в замене отработанного инструмента на новый инструмент. При управлении промышленными роботами решается задача смены схвата робота для перемещения заготовок и деталей с разными параметрами (размерами, массой).

10. Коррекция погрешности механических и измерительных устройств. Любой агрегат механообработки аттестуется с помощью измерительных средств. Результаты аттестации заносятся в виде таблиц погрешностей в память ТСУ. При работе текущие показания датчиков корректируются данными из указанной таблицы.

11. Накопление статистической информации. Наличие внутреннего таймера в ТСУ позволяет вести подсчет времени работы, количество обработанных деталей, определение исчерпывания времени стойкости инструмента и другой статистической информации.