вариант 4 [вроде] / MultiSoft-CNC для модернизации станков с ЧПУ

MultiSoft-CNC для модернизации станков с ЧПУ

     Одним из основных направлений деятельности фирмы "MultiSoft" является разработка систем автоматизации для промышленных предприятий. Примером работы фирмы в этом направлении может служить универсальная система управления "MultiSoft-CNC" для модернизации станков с ЧПУ. В данной статье описаны следующие вопросы: Универсальная система управления "MultiSoft-CNC" для модернизации станков с ЧПУ. Пример внедрения системы управления "MultiSoft-CNC" для трехкоординатного фрезерного станка "STARRAG". Система "MultiSoft-CNC-NET" для централизованной загрузки CNC-программ в различные системы ЧПУ (эмулятор перфоленточного ввода).

Внимание! Разработана новая версия системы "Multisoft-CNC"

[Описание новой версии]

Универсальная система управления "MultiSoft-CNC"

для модернизации станков с ЧПУ      Универсальная система управления "MultiSoft-CNC" предназначена для модернизации морально устаревших или вышедших из строя систем ЧПУ. Эту систему можно применять и для комплектации многокоординатных станков, оборудованных стандартными приводами и датчиками положения.

     Система построена на основе IBM-совместимого компьютера и по сути своей является распределенной системой. Упрощенная структурная схема системы представлена ниже.

     Она состоит: из вычислительного блока (компьютер Pentium-200), контроллеров координат, контроллера релейной автоматики и технологического пульта, управляемого контроллером.

     Посмотрите на структурную схему системы: вычислитель (блок управления ЧПУ) связан с контроллерами приводов (координат) посредством интерфейса RS-485, который позволяет подключать параллельно до 32 устройств. Такое подключение позволяет располагать контроллеры в непосредственной близости от приводов, что положительно сказывается на помехоустойчивости системы. Скорость обмена между вычислительным блоком и контроллерами координат составляет 115 Кбод. Такая скорость позволяет осуществлять управление всеми приводами с частотой 800 Гц. Высокая частота управления позволяет добиться в конечном итоге высокой точности обработки.

     Контроллер технологического пульта и контроллер релейной автоматики связан с блоком управления по второму каналу интерфейса RS-485. Это менее скоростной канал; по нему вычислитель принимает информацию о состоянии органов управления технологического пульта. Контроллер релейной автоматики обеспечивает передачу данных о состоянии датчиков и обеспечивает выдачу управляющих воздействий в схему автоматики станка.

     Блок управления ЧПУ является основным блоком системы и выполняет следующие функции: загрузка управляющей CNC программы; сохранение загруженных CNC программ; выбор на выполнение сохраненных CNC программ управления; синтаксический и семантический разбор программы управления; расчет траектории движения с учетом технологических ограничений; прием и передача данных контроллерам приводов (для реализации функций управления); взаимное согласование движения по координатам; отображение технологической информации и состояния ЧПУ на экране дисплея; отработка сигналов, принимаемых с технологического пульта.

     Контроллер координат (привода) является локальным устройством управления приводом соответствующей координаты и выполняет следующие функции: выдает сигналы управления приводу соответствующей координаты; принимает и преобразует сигналы с датчиков положения; вычисляет текущую позицию координаты; отрабатывает функции ограничения максимальной скорости и ускорения по координате; отрабатывает функции защиты привода при срабатывании концевых датчиков и датчика нулевой точки; отрабатывает функцию выхода на нулевую точку; автоматически определяет временные, переходные и инерционные характеристики привода, на основании которых вычисляет адаптивные коэффициенты управления приводом координаты; для управления приводом используются алгоритмы ПИ-регулятора; есть возможность ввода таблицы коррекции шага винта, которая предоставляется производителем станка; есть возможность коррекции люфта винта.

     Надо отметить, что в контроллере координат (в декодере датчика) применён метод 4-хкратного умножения, что позволило добиться уменьшения ошибки позиционирования до +0,25 деления датчика при прямолинейном движении и +0,5 деления датчика при движении по контуру.

     Технологический пульт реализует следующие функции системы: запуск управляющей программы; останов управляющей программы; регулировка линейной скорости всех приводов в диапазоне 0-120%; переключение: ручной/автоматический режим работы; выход на начало программы; функция "смена инструмента"; функции перемещения по координатам; запрос "нулевого цикла".

     Контроллер релейной автоматики предназначен для согласования релейной автоматики контроля и управления станка с программой ЧПУ. Контроллер производит отработку сигналов аварийной сигнализации станка и обеспечивает выдачу управляющих сигналов от ЧПУ в релейную схему управления станка. Контроллер состоит из следующих компонентов: контроллера; платы входных оптронных развязок для подключения датчиков на 8 каналов; платы выходных оптронных развязок сигналов управления на 8 каналов.

     Основные технические характеристики системы представлены в таблице:

Характеристика Значение   Максимальное количество управляемых осей 6   Разрядность ЦАП с учетом знакового разряда 12   Напряжение управления электроприводом (В) +/- 10   Максимальный объем управляющей программы (Мбайт) 1000   Предельное значение рабочих подач (м/мин) 35   Предельное значение ускоренных перемещений (м/мин) 35   Диапазон допустимых (регулируемых) ускорений при разгоне или торможении (мм/сек2) 1-10000   Максимальное перемещение по осям (мм) 16777   Максимальное смещение нуля отсчета по каждой оси (мм) 16777   Коррекция на радиус и длину инструмента (мм) 0 - 16777   Точность поддержания линейной скорости резания +/- 5%   Возможность отработки движения по эквидистанте Да   Алгоритм управления приводами ПИ-регулятор   Оперативное изменение линейной скорости подачи 10-120%   Время готовности устройства к работе (мин.) не более 3,5   Питание от 2-х фазной сети переменного тока с частотой 50 Гц 220в +/- 10%   Габаритные размеры (мм) 1200х800х800   Масса (кг) не более 75

     Основные особенности системы "MultiSoft-CNC": Система является распределенной; в результате вычислитель может находиться на достаточно большом расстоянии от станка, в результате чего повышается помехозащищенность системы в целом. Повышенная точность обработки: 0,5 деления датчика положения. Гибкая настройка используемого диалекта CNC-языка позволяет настроить систему под САПР, который используется для генерации программ. Возможность выполнения процедурных файлов. Настройка М и Т-функций: при помощи конфигурационных файлов можно любой из этих функций поставить в соответствие необходимое действие системы. Возможность подключения блока управления к локальной сети с возможностью синхронизации каталогов с машиной технолога.

     Гарантийные обязательства: срок бесплатного гарантийного обслуживания на весь программно-технический комплекс равен 18 месяцам.

Система управления "MultiSoft-CNC"

для трехкоординатного фрезерного станка "STARRAG"      Описываемая система "MultiSoft-CNC" была внедрена на нескольких предприятиях города Кирова. В частности можно привести пример внедрения системы для 3-х координатного фрезерного станка "STARRAG". Это был станок с копировальной головкой, позволяющий изготовлять копии деталей. Станок был укомплектован системой ЧПУ "MultiSoft-CNC".

Комплекс: станок "STARRAG" и система "MultiSoft-CNC" в работе.

     На станке были установлены датчики положения типа ROD-426 с числом импульсов на оборот = 100. При несложном подсчете можно убедиться, что точность позиционирования с применением этих датчиков должна была составить, в лучшем случае, 40 мкм. При внедрении системы "MultiSoft-CNC" удалось добиться точности позиционирования равной 10 мкм.

     Заказчиком было также выставлено требование: реализовать дополнительные функции системы, аналогичные функциям системы ЧПУ "FIDIA". Это было связано с тем, что у заказчика находятся в эксплуатации несколько станков "STARRAG", укомплектованные системами "FIDIA". Это требование было выполнено.

     В результате после внедрения система "MultiSoft-CNC" была расширена. Можно перечислить некоторые функции, наследованные от системы ЧПУ "FIDIA": выполнение процедурных файлов, организация циклов с тремя уровнями вложенности, масштабирование и др.

Система "MultiSoft-CNC-NET" для централизованной

загрузки CNC-программ в различные системы ЧПУ

(эмулятор перфоленточного ввода)      Предлагаемая система позволяет подключать к центральному компьютеру до 16 станков с ЧПУ. С центрального компьютера можно производить загрузку CNC-программ в любой станок, подключенный к системе.

     Каждый станок подключается к системе через специальный контроллер, который по сути своей является эмулятором перфоленточного ввода. Контроллеры подключаются к центральному компьютеру через стандартный COM-порт посредством специального адаптера RS-232/RS-485 (смотри структурную схему).

     Таким образом, при помощи 485 интерфейса организуется сеть, к которой и подключаются контроллеры. Длина линии 485 интерфейса может достигать 1200 метров.

     Организация сети верхнего уровня: центральный компьютер может быть включен в ETHERNET сеть верхнего уровня, система в автоматическом режиме может производить "синхронизацию" каталогов. Это позволяет передавать в автоматическом режиме CNC-программы из технологического отдела непосредственно в цех.

     В систему могут быть включены специальные функции, которые существенно расширяют возможности системы. Эти функции относятся к предварительному анализу и обработке CNC-программ: фильтрация команд CNC-программы (например, М или Т-команды); блокировка движения по осям; преобразование входных CNC-программ в программы-"диалекты" CNC-языка (при помощи данной функции можно выполнять программы, подготовленные для одних типов станков, на других станках); выполнение процедур (смещение опорной точки, циклы, масштабирование, зеркалирование, повороты и др.).

    Спецификация поставляемого оборудования и программных средств системы: узловая станция в промышленном исполнении; контроллер-эмулятор; картридж для CNC-программ (8 Кбайт); адаптер RS232/RS485; кабель (витая экранированная пара); программное обеспечение системы; ЗИП: дополнительная плата контроллера-эмулятора.

     В цену контроллеров входит: установка, монтаж и внедрение системы. В цену на систему не входит стоимость центрального компьютера и стоимость работ по прокладке сетевого кабеля. Специальные опции системы оплачиваются отдельно (звоните).

     Гарантийные обязательства: срок бесплатного гарантийного обслуживания на весь программно-технический комплекс равен 12 месяцам.

     Контактная информация

     Телефон: (8332) 27-66-33;

     E-Mail: cnc@multisoft.kirov.ru