Методы и средства программного
управления.
Общая характеристика траекторных задач.
Введём понятие «изображающая точка» – абстрактная точка, которая ставится в соответствии некоторой реальной точке на РО ОУ.
«Траекторная задача» – моделирование в реальный момент времени движения, изображающего точку по заданной в управляющей программе траектории.
а) по прямой в плоскости или пространстве.
б) по дуге окружности (по часовой или против часовой стрелки).
в) по более сложной траектории с заданной Vk.
Vk
Uт программная
траектория
Vk – контурная скорость.
разложение вектора Vk(t) на координатные составляющие.
Vx (Vq1; Vq2; ... ; Vqn)
Где Vqi – составляющая обобщённой скорости по координатам qi, где i от 1 до n.
Нахождение приращений времён (для NC систем).
dz
tqi = dz – квант приращения.
Vqi
Расчёт приращений пути по каждой координате (для CNC систем).
tqi = Vqi Tk
Tk – квант времени (период дискретности).
э
квидистанта
программная
траектория
Дополнительные задачи.
а) расчёт эквивалентного контура.
б) управление ориентацией РО относительно программной траектории.
в) прямое и обратное преобразование координат.
г) управление разгоном и торможением приводов.
При решении траекторных задач основные вычислительные трудности связаны с:
вычислений прямых и обратных тригонометрических функций (sin, cos и т. д.).
выполнение операций умножения и деления с высокоразрядными операциями (до 7-8 и более десятичных разрядов).
Жёсткими ограничениями на время их решения (Tk = единицы миллисекунд).
Факторы, упрощающие реализацию систем ЧПУ (решение траекторных задач).
Контуры больших деталей (обрабатываемых на станках до 45 %) и соответствующие траекториям движения рабочих органов (схватов) ограничены отрезками прямых и дугами окружностей целесообразно использовать линейную и круговую интерполяцию на соответствующих участках траектории.
Сложные траектории движения (поверхность обрабатываемых деталей) всегда может быть апроксимирована дугами окружности и отрезками прямых.
Эквидистанты к прямым и окружностям так же являются прямыми и окружностями. Для других кривых второго порядка (например, эллипса) эквидистанта является кривой 8 порядка при линейной и круговой интерполяции существенно упрощается расчёт эквидистантного уровня.
Так как промышленные микропроцессорные системы ЧПУ строятся на дешёвых микро ЭВМ с низкой производительностью и малой разрядностью и определённой оперативной памятью то программная реализация алгоритмов решения траекторных задач требует использования специальных алгоритмов с минимальным использованием длинных операций.
С целью унификации устройств ЧПУ и обеспечения мобильности их ПО целесообразно использовать универсальные методы.