
- •Устройства программного управления
- •Глава 1. Классификация систем управления 17
- •Глава 2. Общие принципы построения систем чпу 55
- •Глава 3. Задачи управления 121
- •Глава 4. Технологии разработки программного обеспечения систем управления 178
- •Глава 5. Документы пользователя систем чпу 231
- •Глава 1.
- •1.1. Современный мировой уровень архитектурных решений в области чпу
- •1.1.1. Системы cnc и pcnc-1
- •1.1.2. Системы pcnc-2
- •1.1.3. Система pcnc-3
- •1.1.4. Системы pcnc-4
- •1.2. Интеграция на основе открытого управления и стандарта орс
- •1.2.1. Представление об открытом управлении
- •1 .2.2. Системы scada
- •1.2.3. Стандарт орс
- •1.3. Интеграция на основе комплекса производственных стандартов step (Standard for the Exchange of Product model data)
- •1.3.1. Обзор комплекса производственных стандартов step
- •1.3.2. Step-nc
- •1.3.3. Использование в интерфейсе систем чпу языков express и xml
- •Глава 2. Общие принципы построения систем чпу
- •2.1. Архитектура систем pcnc
- •2.1.1. Признаки нового поколения систем чпу
- •2.1.2. Модульная архитектура систем чпу на прикладном уровне
- •2.1.3. Открытая архитектура систем управления
- •2.1.4. Виртуальная модель pc-подсистемы чпу
- •2.2. Проблема реального времени в системах управления
- •2.2.1. Постановка задачи
- •2.2.2. Реальное время в системе управления
- •2.2.3. Базовые понятия операционной системы реального времени
- •2.2.4. Использование в системах управления операционной системы Windows nt
- •2.2.5. Стратегия диспетчеризации на базе расширения rtx (Real Time extension)
- •2.2.6. Принцип разбиения потоков (threads)
- •2.3. Проблемы управления электроавтоматикой
- •2.3.1. Классификация систем управления электроавтоматикой
- •2.3.2. Система понятий, используемых при организации системы управления
- •2.3.3. Структура проекта системы управления электроавтоматикой (клиентская часть)
- •2.3.4. Альтернативные структуры проекта в клиентской части
- •2 Рис. 45. Диаграмма периодической работы .3.6. Объектный подход при управлении электроавтоматикой
- •2.3.7. Особенности управления электроавтоматикой станков с чпу
- •2.4. Построение межмодульной коммуникационной среды
- •2.4.1. Базовые функции коммуникационной среды
- •2.4.2. Клиент-серверные транзакции при запросе данных
- •2.4.3. Виртуальная структура объектно-ориентированной магистрали
- •2.4.4. Организация коммуникационной среды в виде открытой модульной системы
- •2.5. Принципы построения удаленных терминалов чпу
- •2.5.1. Удаленный терминал в системе управления
- •2.5.2. Информационные технологии, используемые при создании удаленного терминала
- •2.5.3. Библиотеки классов Java, используемые при создании апплетов
- •2.5.4. Инструментарий разработки удаленного терминала
- •2 .5.5. Специфика удаленного терминала системы управления
- •2.6. Особенности архитектуры систем чпу, поддерживающих стандарт iso 14649 step-nc
- •2.6.1. Традиционное программирование станков с чпу и стандарт step-nc
- •2.6.2. Язык express
- •2.6.3. Процессы и ресурсы в step-nc
- •2.6.4. Смешанная архитектура
- •3.1. Реализация геометрической задачи
- •3.1.1. Интерпретатор управляющих программ
- •3 .1.2. Интерполятор
- •3.2. Реализация логической задачи управления
- •3.2.1. Формализм описания циклов электроавтоматики
- •3.2.2. Инструментальная поддержка визуального программирования циклов электроавтоматики
- •3.3. Управление электроавтоматикой станков с чпу по типу виртуальных контроллеров SoftPlc
- •3.3.1. Объектно-ориентированный подход при организации математического обеспечения виртуальных контроллеров
- •3.3.2. Архитектура виртуального контроллера
- •3.3.3. Программная реализация виртуального контроллера
- •3.4. Реализация терминальной задачи
- •3.4.1. Интерпретатор диалога оператора в Windows-интерфейсе
- •3.4.2. Специфика построения редактора управляющих программ в коде iso-7bit (в составе терминальной задачи)
- •3.4.3. Редактор-отладчик управляющих программ на языке высокого уровня (в составе терминальной задачи)
2.6.4. Смешанная архитектура
До сих пор станки с ЧПУ программируют в стандарте ISO 6983. Этот стандарт существует со времени использования перфолент и перфокарт, он абсолютно не удовлетворяет современным технологиям. Управляющие программы, соответствующие ISO 6983, всего лишь описывают координатные перемещения (G1, G2, G3) и управляют циклами (МЗ, М8). Новые языки программирования работают с технологическими задачами, привязанными к типовым формам (features). Фрагмент управляющей программы с использованием типовых форм приведен на рис. 71.
Все операции, необходимые для перехода от заготовки к готовому изделию, могут быть описаны в терминах технологических задач. В этой связи на цеховой уровень поступает огромный объем информации. Все модификации цехового уровня могут быть не только сохранены, но и без труда переданы обратно в отделы планирования.
Поскольку геометрия и заготовки, и готового изделия описывается с использованием STEP-синтаксиса, возможен прямой обмен информацией между CAD/CAM/CNC системами. Геометрические данные могут быть непосредственно импортированы в систему ЧПУ, при этом должна быть добавлена технологическая информация, чтобы сгенерировать управляющую программу.
ISO- 10303- 21
HEADER;
ENDSEC;
DATA;
// workpiece and work plan
#l=WORKPIECE(...) ; #2=MATERIAL (...) ;
#3=WORKELAN("name", (#10, #11,...),...); // working steps
#10=MACHININD_WORKINGSTEP("holel",#20,
....) ;
#ll=MACHININD_WORKINGSTEP(
"Pocketljplunge",....);
// manufacturing features
#20 = ROUND_HOLE(...,#1, #30, #40,...);
// geometric data
#30=CARTESIAN_POINT (...) ;
// operation data
#40=DRILLING(... , #50,); #41=BOTTOM_AND SIDE_ROUGH_MILLING (...) ;
// tool data
#50=CUTTING_TOOL("spiral_drill_9mm"...) ;
Рис. 71. Фрагмент управляющей программы с использованием типовых форм
Рассматривая структуру системы ЧПУ, ориентированную на использование STEP-NC, следует заметить, что в течение продолжительного времени будут существовать смешанные варианты, способные воспринимать управляющие программы в стандарте ISO 6983. В этот переходный период от ISO 14649 к ISO 6983 и САМ-системы, и системы ЧПУ будут вынуждены поддерживать оба стандарта (рис. 72). Стандарт STEP-NC будет иметь более высокий приоритет.
Представленный прототип системы ЧПУ воспринимает данные из нескольких источников: от CAD-CAM системы, из библиотеки, через графический интерфейс, посредством ручного ввода данных. Комбинации типовых форм и их геометрических описаний в совокупности с технологической информацией порождают шаги операции. Геометрическая модель изделия построена на основе стандарта ISO 10303, АР203. Производственные данные содержат описания типовых форм, технологии и инструмента в стандартах ISO 10303, АР224 и АР214. Эти данные служат базисом для выбора типовых форм и шагов операции, результатом работы которых ста
н
овится
готовое изделие. Последовательность
шагов операции определяет специфику
рабочего процесса, инициируемого
системой ЧПУ.
Гпава 3.
Задачи управления
При переходе от архитектуры системы ЧПУ к ее математическому обеспечению (МО) необходимо сформировать некоторый подход к систематизации, который объяснил бы логику построения обеспечения, сделал бы процесс его разработки прозрачным и регулярным. Этот подход состоит в выделении задач ЧПУ в качестве автономных объектов разработки. В числе этих задач - геометрическая, логическая, терминальная и диагностическая. Тот или иной набор их зависит от конфигурации конкретной системы управления и особенностей объекта управления. Этот набор определяет, в конечном счете, функциональные возможности управления.