
- •А.Н. Лыков автоматизация технологических процессов и производств
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Эффективность автоматизации. Надежность
- •1.1. Необходимость автоматизации
- •1.2. Факторы, влияющие на эффективность автоматизации
- •1.3. Показатели социально-экономической эффективности
- •Окупаемость:
- •Усиление желания внедрять автоматизацию (человеческий фактор):
- •План-график автоматизации:
- •1.4. «Подводные камни» при автоматизации
- •Еще раз о человеческом факторе
- •Секрет высокой надежности – отношение к делу производственного персонала:
- •1.6. Проблемы с надежностью в России
- •Наработка на отказ различных счпу
- •Качество микросхем
- •Контрольные вопросы
- •2. Автоматизация в машиностроении, системы чпу
- •2.1. Системы автоматизации в машиностроении
- •2.2. История развития счпу (до 1990 года)
- •2.3. Классификация существующих счпу
- •2.4. Промышленные роботы
- •2.4.1. Промышленные роботы (история начального развития)
- •2.4.2. Необходимость роботов
- •2.4.3. Сферы применения роботов
- •2.4.4. Примеры применения роботов
- •2.5. Словарь терминов и определений в счпу
- •Контрольные вопросы
- •3. Информация в системах автоматизации
- •3.1. Точность информации
- •3.2. Дискретизация по уровню и по времени непрерывного сигнала
- •3.3. Аппаратные информационные уровни
- •3.4. Преобразователи информации
- •3.5. Уровни управления в системах автоматизации
- •3.6. Тенденции в построении производственных систем
- •3.7. Фазы информационных преобразований для станка с счпу
- •3.8. Стандартизация и унификация средств автоматизации
- •Контрольные вопросы
- •4. Кодирование информации
- •4.1. Буквенные коды
- •4.2. Буквенно-цифровые коды
- •4.3. Цифровые коды
- •Код Грея в датчиках положения
- •Контрольные вопросы
- •5. Интегральные преобразователи информации
- •5.1. Интегральные догические микросхемы
- •5.2. Цифроаналоговые преобразователи (цап)
- •5.3. Аналого-цифровые преобразователи (ацп)
- •5.4. Цифроаналоговый процессор км1813ве1
- •Контрольные вопросы
- •6. ПреобразоваТели информации
- •6.1. Преобразователь «частота – напряжение»
- •6.2. Преобразователь «частота – код»
- •6.3. Преобразователь «код – частота»
- •6.4. Преобразователь «унитарный код – фаза»
- •6.5. Преобразователь «фаза – код»
- •6.6. Преобразователь «фаза – напряжение»
- •6.7. Узлы гальванической развязки в системах автоматизации
- •Контрольные вопросы
- •7. Управляющие программы счпу
- •7.1. Структура управляющих программ для станков с чпу
- •7.2. Значения символов адресов
- •7.3. Формат кадра учпу
- •7.4. Повышение языкового уровня управляющих программ
- •Контрольные вопросы
- •8. Сап станков и роботов
- •8.1. Подготовка управляющей программы (уп)
- •8.2. Системы автоматизированного программирования уп
- •8.3. Системы cad/cam
- •8.3.1. Система AutoCad
- •8.3.2. Система bCad
- •8.3.2.1. Плоское черчение
- •8.3.2.2. Объемное моделирование
- •8.3.2.3. Генерация чертежей
- •8.3.2.4. Статистика и расчет
- •8.3.2.5. Получение реалистических изображений
- •8.3.2.6. Пользовательский интерфейс
- •8.3.2.7. Совместимость
- •8.3.2.8. Перспективы
- •8.3.3. Система ГеМма-3d при производстве технологической оснастки на оборудовании с чпу
- •8.3.4. Продукты adem cad/cam
- •8.3.4.2. Модуль adem nс
- •8.3.5. Графика-81
- •8.3.6. Базис 3.5
- •8.3.6.1. Аппаратное обеспечение
- •8.3.6.2. Интерфейс пользователя
- •8.3.6.3. Построение изображения
- •8.3.6.4. Ввод текстовой информации
- •8.3.6.5. Инженерные расчеты
- •8.3.6.6. Связь с другими приложениями
- •8.3.7.1. Твердотельное моделирование
- •8.3.7.2. Сборки
- •8.3.7.3. Полезные «мелочи»
- •Контрольные вопросы
- •9. Интерполяция. Аппаратные стойки чпу
- •9.1. Траектории движения
- •9.2. Основные задачи при интерполяции
- •9.3. Математическое решение уравнений движения
- •9.4. Реализация интегрирования в счпу
- •9.5. Счпу «Контур-2пт»*
- •9.6. Счпу «н22»**
- •9.7. Счпу «н33»*
- •9.8. Блок задания скорости (бзс) аппаратной стойки чпу
- •Контрольные вопросы
- •10. Системы связи счпу со станком
- •10.1. Позиционные кодовые счпу
- •10.2. Позиционная счетно-импульсная счпу
- •10.3. Контурные счпу
- •10.4. Частичная инвариантность по управлению
- •10.5. Первые поколения контурных счпу
- •10.6. Фазовый индикаторный и разностный режимы работы устройства связи с электроприводом
- •10.7. Расчетные соотношения для фазовых систем
- •10.8. Микропроцессорные стойки чпу
- •Контрольные вопросы
- •11. Микропроцессорные счпу и тенденции развития
- •11.1. Архитектура и возможности микропроцессорных систем управления типа сnс до 1990 года (однопроцессорные мпс км85, 2р-32м, 2с42-45, многопроцессорные мпс Нейрон и3, мс2101, 3с150, s8600)
- •11.2. Новые системы чпу
- •11.2.1. Архитектура открытой системы чпу
- •11.2.2. Открытое ядро чпу
- •11.2.3. Системы чпу с web-доступом
- •11.2.4. Система понятий стандарта iso 14649
- •11.2.5. Чпу, воспринимающие стандарт step-nc
- •11.2.6. Среда разработки управляющих программ для систем чпу AdvancEd
- •11.3. Примеры интеллектуальных счпу последнего поколения
- •12.2. Лвс: доступ к каналу, способы кодирования, типы сообщений, сетевые системы
- •Контрольные вопросы
- •13. Автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов (аскуэ)
- •13.1. Требования к автоматизированным системам контроля и учета энергоресурсов
- •13.2. Уровни аскуэ
- •13.3. Коммерческие и технические аскуэ
- •13.4. Первичные измерительные приборы
- •13.5. Первые российские аскуэ
- •13.6. Современные аскуэ
- •13.7. Аскуэ бытовых потребителей
- •13.8. Энергосбережение и аскуэ
- •Контрольные вопросы
- •14. Автоматизация котельных
- •14.1. Описание и классификация котельных установок
- •14.2. Котельная как объект регулирования
- •14.3. Регулирование нагрузки котла
- •14.4. Регулирование уровня воды в барабане котла
- •14.5. Регулирование температуры перегретого пара
- •14.6. Управление вентилятором
- •14.7. Управление дымососом
- •14.8. Система управления шиберами
- •14.9. Автоматика безопасности котельной
- •14.10. Определение параметров объекта регулирования, регуляторов и настройка аср Расчет параметров объекта управления
- •Регуляторы с им постоянной скорости
- •Технически оптимальная настройка регуляторов
- •15. Автоматизация турбомеханизмов и энергосбережение
- •15.1. Характеристика турбомеханизмов
- •15.2. Расчет мощности на валу турбомеханизма
- •15.3. Регулирование производительности турбомеханизмов
- •15.4. Особенности регулирования скорости турбомеханизмов
- •15.5. Расчет экономической эффективности применения частотно-регулируемого электропривода
- •Список ЛитературЫ
- •Приложение ктс «Ресурс»
- •Ктс «Альфа Смарт», «Альфа Центр»
- •Птк «эком»
- •Технические характеристики аскуэ «Континиум»
- •Регистраторы аварийных событий
- •Список сокращений
- •Автоматизация технологических процессов и производств
7.3. Формат кадра учпу
Количество цифр за адресами перемещения и другими адресами (F,S,T и др.) зависит от конкретного УЧПУ (его форматов).
Формат – принятый (рекомендуемый) для данного УЧПУ порядок расположения слов в кадре и структура каждого отдельного слова по ГОСТ 20999–83. Различные УЧПУ имеют и разные форматы УП, примеры которых приведены в табл. 7.1.
Во всех форматах кадр начинается с номера кадра.
Если в цифровой части слов цифры без нуля (N3, X33 и др.), то нельзя опускать незначащие нули за адресом (например, 5-й кадр будет записан тремя цифрами – N005).
Если цифры с нулем (X+053,T04), то незначащие нули в слове можно опускать.
Две цифры в размерных перемещениях означают количество возможных десятичных разрядов целой части и дробной части. Для Х33 означает возможное задание перемещения по х от 000,001 до 999,999 мм, для Х053 задание х от 0,001 до 99999,999 миллиметра.
Обозначение N04, G02, M02 означает, что может быть до 9999 кадров, до 99 подготовительных или вспомогательных функций.
Таблица 7.1
Форматы УП УЧПУ
№ п/п |
УЧПУ |
Формат УП |
1 |
Размер-2М |
N3 G2 (40) G2 (60) G2 (80) X33. Y33. Z42. B06. R42. F2. S2. T2. M2. ПС |
2 |
2С85 |
N04 G02 X+043 Y+043 Z+043 U+043 V+043 W+043 I+043 J+043 K+043 A+043 B+043 C+043 D02 F04 S05 T03 H04 M02 L4 R02 ПС |
3 |
CNC-600 |
N04 X+053 Y+053 Z+053 U+053 V+053 W+053 A+053 B+053 C+053 D03 E02 F042 H03 I+053 J+053 K+053 L02 M02 Q02 S04 T04 P02 R053 G02 LF |
4 |
SINUMERIC |
N04 G2 X+053 Z+053 J053 K053 F05 S04 T04 L4 R08 M02 |
5 |
FANUC 6M- MODEL B |
N04G02X+053 Y+053 Z+053 R053 +053 F050 I053 J053 K053 D02 S02 T02 X B03 M02. H02 S04 T04 |
I, J, K чаще понимаются как координаты начальной точки дуги окружности относительно ее центра в местной системе координат при круговой интерполяции.
В кадре записывается только та информация, которая изменяется по отношению к предыдущему кадру. С помощью подготовительной функции G задается способ движения вдоль заданной траектории из исходной точки, в которую инструмент попал по результатам отработки предыдущего кадра (табл. 7.2).
Вспомогательные функции содержат адрес М и служат для организации дискретного управления (для управления электроавтоматикой):
объектом (М00–М02),
главным приводом (М03–М05, М13–М14, М19, М38–М39);
приводом подач (М36–М37, М40–М45);
системой охлаждения (М07–М09, М50–М51);
инструментом (М06, М55–М56);
деталью (М10–М11, М60–М62, М71–М72).
Значения вспомогательной функции М приведены в табл. 7.3.
Таблица 7.2
Значения подготовительных функций
Обозначение |
Наименование |
Значение |
1 |
2 |
3 |
G00 |
Позиционирование |
Перемещение на быстром ходу в заданную точку |
G01 |
Линейная интерполяция |
Перемещение с запрограммированной скоростью по прямой от исходной точки к точке, заданной координатами в данном кадре |
G02 |
Круговая интерполяция. Движение по часовой стрелке |
Круговая интерполяция, при которой исполнительный орган двигается по часовой стрелке (если смотреть со стороны положительного направления оси, перпендикулярной к обрабатываемой поверхности) |
G03 |
Круговая интерполяция. Движение против часовой стрелки |
Круговая интерполяция, при которой исполнительный орган двигается против часовой стрелки |
G04 |
Выдержка в отработке на определенное время (пауза) |
Выдержка в отработке программы на определенное время, заданное с УЧПУ или от программы |
G05 |
|
Не определено |
G06 |
Параболическая интерполяция |
Вид контурного управления для получения дуги параболы. Изменяется устройством управления |
G08 |
Разгон |
Автоматическое увеличение скорости перемещения до запрограммированной в начале движения |
G09 |
Торможение в конце кадра |
Автоматическое уменьшение скорости относительно запрограммированной при приближении к точке |
G17 – G19 |
Выбор плоскости XY, XZ, YZ |
Используется для задания плоскости таких функций, как круговая интерполяция, коррекция режущего инструмента и других (при необходимости) |
G33 – G35 |
Нарезание резьбы |
Выбор режима работы на станке при нарезании резьбы соответственно с постоянным, увеличивающимся и уменьшающимся шагом |
G40 |
Отмена коррекции |
Функция, которая отменяет любую коррекцию инструмента |
G41,G42 |
Коррекция инструмента левая и правая |
Коррекция на диаметр или радиус инструмента при контурном управлении, когда инструмент находится соответственно слева или справа от обрабатываемой поверхности, если смотреть в направлении его движения относительно изделия |
G43,G44 |
Коррекция инструмента положительная и отрицательная |
Используется для указания, что величину коррекции инструмента (предварительно установленную на УЧПУ) необходимо сложить или вычесть из заданной в соответствующем кадре или кадрах |
Окончание табл. 7.2
1 |
2 |
3 |
G45 – G52 |
Коррекция инструмента в плоскости 2 координат (+/+,+/-,-/-,-/+,0/+,0/-,+/0,-/0) |
Используется для указания, что величину коррекции инструмента (предварительно установленную на УЧПУ) необходимо сложить или вычесть из заданной координаты (координат) |
G53 G54 – G59 |
Отмена линейного сдвига. Линейный сдвиг соответственно по осям X, Y, Z, XY, XZ, YZ |
Используется для выполнения коррекции на длину или положение инструмента на величину, предварительно установленную на пульте управления или в памяти УЧПУ |
G60,G61 |
Позиционирование 1-е (высокоточное) 2-е (средней точности) |
Используется для позиционирования в пределах одной или двух определенных зон допусков. В случае необходимости может применяться как признак подхода с одной стороны |
G62 |
Быстрое позиционирование (грубое) |
Используется для позиционирования в пределах увеличенной зоны допуска с целью экономии времени |
G63 |
Нарезание резьбы метчиком |
Позиционирование с остановкой вращения шпинделя после достижения заданного положения |
G80 |
Отмена постоянного цикла |
Функция, которая отменяет любой постоянный цикл |
G81–G89 |
Постоянные циклы |
|
G90 |
Абсолютный размер |
Отсчет перемещения производится от нулевой точки |
G91 |
Размер в приращениях |
Отсчет перемещения производится относительно предыдущей запрограммированной точки |
G92 |
Установка абсолютных накопителей |
Используется для изменения состояния абсолютных накопителей положения |
G93 |
Скорость подачи в функции, обратной времени |
Данные, следующие за адресом скорости подачи, равны обратному значению времени в минутах |
G94,G95 |
Подача |
Подача, выраженная соответственно в миллиметрах в минуту и миллиметрах на оборот |
G96 |
Постоянная скорость резания |
Функция, указывающая, что число, следующее за адресом G96 в слове «Скорость шпинделя», равно скорости резания в метрах в минуту. Скорость шпинделя регулируется автоматически |
G97 |
Обороты в минуту |
Отменяет G96 |
Таблица 7.3
Значения вспомогательных функций
Вспомогательная функция |
Наименование |
Значение |
Функция начинает действовать |
Функция действует до отмены (или замены) |
Функция действует только в данном кадре |
|
до начала перемещения |
после перемещения |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
М00 |
Программируемый останов |
Останов без потери информации по окончании отработки кадра, после чего происходит останов шпинделя, системы охлаждения, подачи |
|
+ |
|
+ |
М01 |
Останов с подтверждением |
Аналогично М00, но выполняется только при предварительном подтверждении с пульта |
|
+ |
|
+ |
М02 |
Конец программы |
Завершение отработки программы детали и останов шпинделя, подачи, выключение системы охлаждения после выполнения всех команд в кадре |
|
+ |
|
+ |
М03 |
Вращение шпинделя по часовой стрелке |
Включение шпинделя в направлении, при котором винт с правой резьбой ввинчивается в заготовку |
+ |
|
+ |
|
М04 |
Вращение шпинделя против часовой стрелки |
Включение шпинделя в направлении, при котором винт с правой резьбой вывинчивается из заготовки |
+ |
|
+ |
|
М05 |
Останов шпинделя |
Останов шпинделя, выключение системы охлаждения |
|
+ |
+ |
|
Продолжение табл. 7.3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
М06 |
Смена инструмента |
Команда на смену инструмента вручную или автоматически |
|
|
|
+ |
М07, М08 |
Включение системы охлаждения 2 и 1 |
Включение соответственно системы охлаждения 2 и 1 |
+ |
|
+ |
|
М09 |
Отключение системы охлаждения |
Отменяют М07, М08, М50, М51 |
|
+ |
+ |
|
М10, М11 |
Зажим |
Команда на зажим или разжим в приспособлениях подвижных органов станка |
+ |
|
+ |
|
М12 |
|
Не определено |
|
|
|
|
М13, М14 |
Вращение шпинделя 1 |
Вращение соответственно по или против часовой стрелки и включение системы охлаждения |
+ |
|
+ |
|
М15, М16 |
Перемещение «+» или «–» |
Используется при выборе направления быстрого хода или подачи |
+ |
|
|
+ |
М19 |
Останов шпинделя |
Останов шпинделя до достижения заданного угла |
|
+ |
+ |
|
М30 |
Конец ленты |
Выключение шпинделя и системы охлаждения после выполнения всех команд в данном кадре. Используется для установки в исходное положение |
|
+ |
|
+ |
М31 |
Отмена блокировки |
Команда на временную отмену блокировки |
|
|
|
+ |
Окончание табл. 7.3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
М36 |
Диапазон подачи 1 |
Задание диапазона подачи путем переключения кинематической связи |
+ |
|
+ |
|
М37 |
Диапазон 2 |
– « – |
+ |
|
+ |
|
М38 |
Диапазон оборотов шпинделя 1 |
Задание диапазона оборотов шпинделя путем переключения кинематической связи |
+ |
|
+ |
|
М39 |
Диапазон 2 |
– « – |
+ |
|
+ |
|
М40–М45 |
Переключение передач |
|
|
|
|
|
М50–М51 |
Включение системы охлаждения 3 и 4 |
|
+ |
|
+ |
|
М55 |
Смещение инструмента 1 |
Линейное смещение инструмента в положение, определяемое жесткими механическими или другими видами упоров |
+ |
|
+ |
|
М56 |
Смещение инструмента 2 |
– « – |
+ |
|
+ |
|
М60 |
Смена заготовки |
|
|
|
|
|
М61 |
Смещение заготовки 1 |
Линейное смещение заготовки в положение, определяемое электрическими, механическими или другими видами упоров |
+ |
|
+ |
|
М62 |
Смещение заготовки 2 |
– « – |
+ |
|
+ |
|
М71 |
Угловое смещение заготовки 1 |
Угловое смещение заготовки в положение, определяемое электрическими или другими видами упоров |
+ |
|
+ |
|
Функция инструмента с адресом Т имеет две или четыре цифры. Значение Т02 говорит о том, что номер инструмента изменяется от 1 до 99, а номер корректора для этого инструмента задается словом с адресом D или Н. Значение Т04 говорит о том, что первые две цифры – номер инструмента, последние две – номер корректора. Номер корректора – это адрес памяти на панели управления или выделенной в ОЗУ, где хранится информация об истинной длине или диаметре инструмента.
Функция подачи F, которая относится только к определенной оси, должна следовать за размером на перемещение либо находиться в конце. Цифровое значение подачи может быть выражено в мм/мин, мм/об, мин/мм (см. G93–G95).