- •1 Особенности проектирования современных систем чпу
- •1.1 Задачи числового программного управления станками
- •1.2 Варианты архитектурной организации современных систем чпу
- •1.3 Варианты реализации открытой архитектуры систем чпу
- •1.4 Организация связей между компонентами системы управления
- •1.5 Особенности реализации стандартов в системах чпу
- •1.6 Реализация интерфейсных opc в системах чпу
- •1.7 Сущность производственных стандартов step
- •1.8 Разработка управляющих программ в стандарте step-nc
- •2 Проектирование информационной модели
- •2.1 Управление процессами операционной системой чпу
- •2.2 Состав информационной модели
- •2.3 Система чпу и объект управления как функциональный автомат
- •2.4 Языки программирования и управление систем чпу
- •2.5 Анализ кадра управляющей программы
- •Операции, выполняемые над входом:
- •Операции над магазинной памятью:
- •Служебные операции:
- •2.6 Пример проектирования управляющей таблицы мп-автомата
- •3 Методы программного управления автоматикой
- •3.1 Применение метода маскирования
- •3.2 Метод бинарных программ (разложение в ряд Шеннона)
- •3.3 Метод адресных переходов
- •3.4 Метод маскирования многоместных логических функций
- •3.5 Формализм описания сложных автоматических циклов
- •3.6 Графическое представление параллельных процессов сетью Петри
- •3.7 Формальное определение сети Петри
- •3.8 Применение сетей Петри для моделирования
- •3.9 Разработка сети Петри для моделирования цикла автоматической смены инструмента
- •3.10 Моделирование процесса управления гибкими производственными модулями (гпм)
- •4 Разработка управляющей программы
- •4.1 Базовые понятия
- •4.2. Координатные оси и координатные системы
- •4.3 Программирование интерполяции
- •4.4 Сплайновая интерполяция
- •4.5 Что дает применение сплайновой интерполяции?
- •5 Модернизация систем чпу
- •5.1 Анализ целей и задач модернизации
- •5.2 Модернизация станков чпу на базе систем чпу sinumerik
- •5.3 Разработка структурной схемы системы чпу станка и её конфигурирование
- •5.4 Разработка алгоритмов программного обеспечения
- •6 Общая характеристика структуры и компонентов simodrive
- •6.1 Общая характеристика двигателей
- •6.2 Обзор датчиков
- •6.3 Обзор приводных модулей simodrive
- •6.4 Модули питания
- •7 Проектирование структуры привода simodrive
- •Модули питания.
- •7.1 Принципы выбора двигателей, датчиков и плат управления
- •7.2 Косвенная регистрация положения с аналоговым и цифровым интерфейсами
- •7.3 Прямая регистрация положения с аналоговым управлением
- •7.4 Прямая регистрация положения с цифровым управлением
- •7.5 Выбор и подключение модулей структуры привода
- •Литература
1.7 Сущность производственных стандартов step
В автоматизированных производствах те виды интеграции, которые относят к области обработки на станках с ЧПУ, приобретают наибольшее значение. Интеграция этих систем осуществляется с применением единой информационной модели изделия в рамках его жизненного цикла - от компьютерного проектирования и компьютерного планирования до автоматизированной подготовки управляющих программ и изготовления изделия на станках с ЧПУ.
Подобная модель определена рамками комплекса стандартов STEP (Standard for the Exchange of Product model data).
В жизненном цикле изделия предусмотрены следующие фазы:
STEP-проектирование CAD (Computer-Aided Design);
макропланирование технологического процесса САРР (Computer-Aided Process Planning);
микропланирование операций САМ (Computer-Aided Manufacturing) и управление изготовлением NC (Numerical Control), которые существуют сегодня вне STEP.
Фаза проектирования.
Фаза проектирования (разработки) содержит в себе генерацию и сохранение STEP-данных для следующего изготовления изделий.
В рамках фазы разработаны несколько вариантов прикладных протоколов АР (Application Protocol), определенных как международные стандарты. Лучшим из них является протокол АР224.
Сущность протокола АР224 состоит в следующем. На уровне фазы разработки формируется некоторый полный набор информации для планирования (в следующей фазе) технологических маршрутов. Этот набор содержит в себе определение данных в терминах 3D-геометрии (прямые, дуги и т.д.) и в технологических терминах (карман, канавка, отверстие, закругление и др.). Полноту набора обеспечивает определение размеров и допусков, ассоциированных из 3D-образом, а также генерация другой важной информации, например, сведения о материале, шероховатости, параметрах закругления острых кромок и т.п.
Все спецификации представляют собой часть модели, причем под протоколом АР224 понимают и модель, и транслятор, который генерирует в формате АР224 производственные данные не только для отдельных деталей, но и для соединений. В составе транслятора есть система управления базой данных (СУБД). Проект также может быть выполнен в CAD-системе.
Фаза макропланирования.
В следующей фазе макропланирования производственные данные конструкторского проекта обрабатывают в формате АР213 в форме технологического маршрута для станков с ЧПУ.
Формат АР213 принадлежит комплексу STEP, но пока еще не является международным стандартом, а служит только входом в систему макропланирования.
На уровне макропланирования решаются следующие задачи:
разрабатывается схема маршрутизации (осуществляется распределение операций маршрута по станкам);
составляются спецификации материалов, которые обобщают маршрутную информацию;
формулируются требования к инструментальному обеспечению;
выбираются, заказываются или изготовляются необходимые приспособления и инструменты;
определяются нормы времени для каждого перехода;
составляются инструкции оператору.
На уровне макропланирования система должна принимать информацию в форматах STEP AP224 (оптимальный вариант) или в STEP AP203 (более ранний вариант прикладного протокола проектирования), в формате IGES (Initial Graphics Exchange) и информацию чертежа. Пользователю должна быть доступна модель обрабатываемого изделия. В его распоряжении должно быть множество экранов с информацией об изделии, цеховых ресурсах и планах обработки. При этом модель цеховых ресурсов должна включать описание станков, имеющиеся материалы и инструменты, оценку времени обработки, технологические возможности.
В процессе макропланирования можно также оценить стоимость обработки.
Фаза микропланирования.
Микроплан - это шаги операций, осуществляемые числовым программным управлением. Он содержит чертежи и управляющие программы для станков с ЧПУ.
Стратегия фазы микропланирования заключается в том, чтобы принять информацию в формате АР213, выстроенную как стабильная модель для стандартного входа в САМ-систему.
САМ-система выполняет микропланирование в формате АР238 на основе стандарта STEP-NC для каждого станка из тех, которые определены маршрутом операций. При этом САМ-системы проецируют траектории инструментов и постпроцессируют (переводят) их в формат кода ISO-7bit так, чтобы обеспечить совместимость с конкретной системой ЧПУ. Кроме того, разрабатываются схемы установок и коррекции инструментов, а также подробные инструкции оператору.
Фаза изготовления.
Фаза изготовления, как переход CAM-NC, пока не реализована. Для прямого использования инструкций STEP AP238 должны быть разработаны системы ЧПУ очередного поколения, которые смогут воспринимать формат STEP-NC вместо языка ISO-7bit (ISO 6983).