4 Структурно-информационный анализ учпу разных классов

К УЧПУ сходятся все нити управле­ния автоматическими механизмами стан­ка. Конструктивно УЧПУ выполнено как автономный электронный агрегат, имею­щий устройство ввода УП, вычислитель­ную часть, электрический канал связи с автоматическими механизмами станка.

Внешний вид УЧПУ во многом определен панелью управления, с которой осущест­вляется выбор режима управления стан­ком (ручной, наладка, полуавтомати­ческий, автоматический); производится исправление программы в период ее от­ладки, вводится коррекция, ведется

контроль за выполнением команд и на­блюдение за правильной работой станка и самого устройства ЧПУ и др. Панель управления (пульт) УЧПУ, в свою оче­редь, определяется системой программи­рования, принятой для данного устройст­ва, характерными признаками принятой системы программного управления, клас­сом СЧПУ.

В соответствии с международной классификацией все УЧПУ по уровню технических возможностей делятся на следующие основные классы: NC (Numerical Control); SNС (Stored Numerical Control); СNС (Соmputer Numerical Control); HNС (Handled Numerical Control); VNС (Voise Numerical Control); DNC(Direct Numerical Control).

Структурно-информационный анализ этих систем сравнительно сложен, хотя позволяет выделить в них (или установить отсутствие) определенных функциональных элементов и информа­ционных каналов. Условной для реальных УЧПУ является и классификация, по­скольку реализация функций ЧПУ может быть такой, что реальный вариант систе­мы управления представляет собой син­тез отдельных признаков систем разных классов. Особенно это относится к УЧПУ с признаками класса DNС, которые реали­зуются как системы классов DNС—NC, DNС—SNС, DNС—CNC и др., к УЧПУ класса СNС, которые реализуются как системы VNС, СNС—НNС и др.

4.1 Классификация систем с чпу (по архитектуре)

NC – аппаратно ориентированные системы ЧПУ, имеющие оригинальную схему для каждой группы станков систему управления. Они были ориентированы на конкретный класс станков и были непригодны для управления другими станками. При появлении новых подобных станков с отличной конструкцией требовалась новая разработка и т. д., т.е. процесс внедрения новых систем значительно удлинялся.

CNC – программно ориентированные системы ЧПУ. Строится на базе универсальной микропроцессорной техники, ориентированной на управление за счет программного обеспечения.

Бывают одно- и многопроцессорные (мультипроцессорные) системы ЧПУ.

Однопроцессорные системы применяют для управления простыми станками (токарными, шлифовальными).

Мультипроцессорные применяют для управления станками типа обрабатывающий центр. В мультипроцессорных системах каждый процессор отвечает за свою область: например, процессор, управляющий обработкой детали, осуществляющий диагностику станка и т.д.

Во главе стоит главный процессор, анализирующий и управляющий потоками информации. Процессоры, которые выполняют локальные задачи с логическими операциями, называют контроллерами. Контроллер, выполненный на базе микропроцессорной техники, называют микроконтроллером.

1) HNC – оперативные системы, позволяющие ввод информации в систему ЧПУ, осуществлять с пульта посредством определенной клавиатуры.

2) FNC – системы ЧПУ, позволяющие программирование голосом.

3) TNC – высокоинтеллектуальные системы ЧПУ.

4) DNC – доминирующие системы.

Предназначены для управления группой станков, работают в гибких производственных станочных системах. Эти системы ЧПУ строятся на ЭВМ высокого уровня, позволяющие одновременное управление большим количеством управляющих программ, вести одновременную обработку, прямое управление обработкой детали, обеспечивают сбор информации технологического оборудования и анализ, принимают решение.

Выполняют диспетчерские задачи (ведут учет изготовленных деталей, инструмента).

SNC – промежуточная система между NC и CNC.

Системы класса SNC. Эти системы сохраняют все свойства систем класса NC, но отличаются от них увеличенным объемом памяти.

Системы класса SNC позволяют прочитать все кадры программы и раз­местить информацию в запоминающем устройстве большой емкости. Перфолен­та читается только один раз перед обработкой всей партии одинаковых де­талей и поэтому мало изнашивается. Все заготовки обрабатываются по сигна­лам из запоминающего устройства, что резко уменьшает вероятность сбоев, а следовательно, и брак деталей. Системы SNC позволяют осуществлять однократный ввод управляющих про­грамм при длине перфоленты от 40 до 310 м.

Особенности систем классов NC и SNC. Системы классов NC и SNC отно­сятся к устройствам с постоянной струк­турой, имеющим схемную реализацию алгоритмов работы. Устройства этих классов выпускаются с начала освоения ЧПУ для различных групп станков и относятся к первому, второму и третьему поколениям УЧПУ (табл. 4.1). К УЧПУ классов NC (SNC) относятся устройства типов «Контур 2ПТ», Н22 — для токар­ных станков; «Контур ЗП», НЗЗ, Н55 — для фрезерных; «Размер 2М», П32 — для координатно-расточных; П111М, П111 — для шлифовальных; «Контур 2П-67» — для электроэрозионных и др.Кодированная программа вводится на перфоленте. Кроме того, отдельные команды могут быть введены с пульта управления УЧПУ или с панели управле­ния станком (рис. 3.47). Информация с перфоленты через блоки ввода и деко­дирования поступает в память. (Для станков с УЧПУ класса SNC в память с перфоленты записывается вся програм­ма). При работе станка в автоматическом режиме команды программы, обработан­ные интерполятором, через блоки управ­ления поступают к приводам Д_х, Д_у, Д_z, Д_ш и др. Скорость приводов регулируется по данным системы обратной связи, например по сигналам тахогенератора (Тг_х, Тг_у, Тг_z, Тг_ш и др.), а перемещения (для приводов подач) — по данным путе­вых датчиков перемещения ПД.

Табл. 4.1 Типы некоторых отечественных УЧПУ для станков основных групп

Станочная групп	Первое и второе поколения	Третье поко-ление	Третье поколение с расширенными функциями	Четвертое поколение (микро-процессорное)	Пятое и шестое поколения (микропроцессорные, многоцелевые)
Токарная	«Контур 5П 69»; «Контур 2ПТ 71»; ЭМ 907А «Контур 3П».	Н22-1.	1H22, Н22-1М, «Луч-2Т».	1P22; «Электроника НЦ-31»; 2У32; 2У22; 2Р22	«Электроника НЦ80-31»; 2Р32М; 2У32-61; CNC-T(Ф)
Фрезерная	«Контур 2ПТ-71/3»; ПРC-3К; «Контур 4МИ»; «Контур 3МИ»; «Контур 3П-68»; «Контур 5П»	Н33-1.	Н33-2; 1Н33; Н33-Н; «Курс 332»; Н55-1; Н55-2; У33-1; У133-2	2Р32; 2С42; 2C42-61; 2У32-61	ИЦО-П; ИЦО-ПБ; ИЦО-П10-10; «Размер 5» 2С85-62; 2С85-32; 2С85-63; 2С42-65; 3C150-16
Сверлильно-расточная	«Координата Р-68(69)»; «Координата С-70/3»; П32-3; П32-3A; П32-1; СП22-1; 2П22-1	2П32-8; 21132-3М; П62-3	2П52;2П62-3И; «Размер 2М»	То же	То же
Шлифовальная	П111; П216; П111М	ПШ-13	—		»
Электро-физическая	«Контур 2П-67»	—	—	2М-32 («Разряд-110»); 2М 43, 2М43-22	»
Многоцелевая	—	—	У55-2, «Размер 4»	2CS5	»