2. . Структура систем чпу типа cnc

Современные системы ЧПУ типа CNC имеют следующие функции и возможности: многорежимное управление непосредственно с панели оператора, включая наладочные перемещения, ручной ввод и редактирование УП, ввод данных в оперативную память УЧПУ и их вывод, коррекцию УП; автоматическое воспроизведение траектории инструмента на основе минимальной информации УП и данных параметров инструмента; автоматическое формирование проходов, ходов на основе обобщенных заданий УП; задание в специальной памяти параметров станка, учитывающих его статические и динамические характеристики с целью адаптации системы к изменениям условий обработки и компенсации влияния этих изменений на точность обработки; программирование функций управления цикловой автоматикой станка с применением языков высокого уровня и отработкой этих функций процессором, непосредственно управляющим исполнительными устройствами цикловой автоматики; большой объем постоянной памяти для хранения библиотеки УП, параметров технологической и эксплуатационной настройки станка; развитую систему портов, обеспечивающую ввод УП и других данных с различных носителей; полуавтоматическое выполнение опций технологической наладки станка; техническое диагностирование блоков УЧПУ и системы ЧПУ в целом и некоторые другие функции.

На рис. 1.2 приведена функциональная структура системы ЧПУ Sinumerik 840Di, построенной на базе одноименного УЧПУ, включающего промышленный компьютер PCU 50 в конфигурации Pentium-IV 500МГц, SDRAM 256Мбайт, жесткий диск 40 Гб и плату расширения MCI (Motion

Рис. 1.2

Control Interface)–Board. Плата MCI имеет интерфейсы для шин PROFIBUS-DP и MPI (Multi Point Interface). Стандартной полевая шина PROFIBUS-DP осуществляет связь с частотно-регулируемыми приводами подач, а через модуль входов/выходов I\O PP72\36 и аналоговый преобразователь AD14 – с компонентами цикловой автоматики станка. Шина MPI в данном случае осуществляет связь только со станочным пультом, хотя к ней может быть подключен и программатор для программирования цикловой автоматики станка. PCU50 имеет также интерфейс для подключения панели оператора и стандартные интерфейсы PC для подключения дисплея, клавиатуры, мыши, flash-карты и соединения Ethernet.

На плате MCI также размещен контроллер (PLC) SIMATIC S7 CPU 315-2DP, управляющий цикловой автоматикой станка. PLC через модуль входов/выходов I\O PP72\36 (72 цифровых входа и 36 цифровых выходов) посылает сигналы к станку, которыми управляются электродвигатели, электрогидро-пневмоклапаны и электромагнитные муфты цикловой автоматики станка, и принимает осведомительные сигналы, сформированные микропереключателями. Через аналоговый преобразователь AD14 на PLC поступают коды текущих положений инструментального магазина, кодового диска механизма переключения скорости главного движения и поворотного стола.

Общий вид УЧПУ Sinumerik 840Di показан на р ис. 1.3.

Рис. 1.3

Программное обеспечение (ПО) УЧПУ Sinumerik 840Di включает базовую операционную систему Windows XP и системные ПО ЧПУ и PLC. Системное ПО УЧПУ поддерживает позиционирование, интерполяцию и др. опции управления, а посредством своего ядра NCK (Numerik Control Kernel) – управление в реальном масштабе времени. ПО PLC включает в себя главную программу, обеспечивающую в основном коммуникацию контроллера с ПО ЧПУ, и программы электроавтоматики, представляющие собою специфическую пользовательскую часть ПО PLC (обычно разрабатывается пользователем на этапе пуско-наладки станка).

ПО УЧПУ поддерживает виртуальные, доступные пользователю функциональные области (ФО): Станок (MACHINE), Параметры (OFFSET PARAMETERS), Программа (PROGRAM), Работа с файлам (SERVICES), Диагностика (DIAGNOSIS), Пусконаладка (START-UP).

ФО Станок охватывает функции управления станком в различных режимах, визуализации текущих параметров актуального режима работы и состояния системы ЧПУ, а также поддерживает опции технологической наладки системы ЧПУ.

ФО Параметры содержит перечни инструментов инструментального магазинас их параметрами, поддерживает опции создания (в инструментальном магазине) новых инструментов и их параметрирование, хранит параметры технологической наладки системы ЧПУ, а также параметры пользователя, используемые при программировании.

ФО Программа представляет собою встроенную среду программирования обработки и отладки УП, в этой области также хранятся разработанные УП.

ФО Работа с файлами обеспечивает хранение и импортирование пользовательских и служебных данных системы ЧПУ.

ФО Диагностика отображает текущее состояние компонентов системы ЧПУ, хранит протокол ошибок.

ФО Пусконаладка включает машинные данные, определяющие режимы работ всех компонентов системы ЧПУ и обеспечивает доступ к этим машинным данным со стороны пуско-наладочного персонала.