41

Лекция № 5 системы чпу станков

СЧПУ – это система функционально взаимосвязанных и взаимодействующих программных и технических средств, обеспечивающих управление станком.

СЧПУ предназначена для преобразования по соответствующему закону числовой информации, содержащуюся в программе, в управляющие сигналы, служащие для управления различными органами станка: движение РО, смена инструмента, изменение частоты вращения шпинделя, скорости движения РО, поворот и зажим стола и т.д.

Требуемые характеристики СЧПУ определяются ее назначением и уровнем развития техники ЧПУ. СЧПУ одного назначения постоянно усложняются, выполняют новые функции.

СЧПУ станка включает:

• технические средства

• программное обеспечение

• эксплуатационную документацию.

Технические средства включают УЧПУ и исполнительные устройства с приводами и ДОС, размещенные на станке. К ним относятся:

• вычислительно-логическая часть, включающая запоминающее устройство;

• средства формирования воздействия на исполнительные органы станка;

• средства связи с источниками информации о состоянии управляемого объекта (измерительные преобразователи, устройства контроля, адаптации и т.д.);

• средства, обеспечивающие взаимодействие с внешними системами и периферийными устройствами (каналы связи с ЭВМ высшего порядка).

Технические средства обычно конструктивно оформляют в виде автономного устройства - устройства ЧПУ (УЧПУ).

1 Классификация счпу

1. По элементной базе: на полупроводниковых схемах (ППС), на интегральных схемах малой степени интеграции (МИС), на интегральных схемах средней степени интеграции (СИС), на интегральных схемах большой степени интеграции (БИС), микропроцессорные.

2. По программоносителю: с магнитной летной, с пятидорожечной перфолентой, с восьмидорожечной перфолентой, с магнитным диском большой емкости.

3. По уровню сложности управляемого оборудования и числу управляемых координат:

• СЧПУ с прямоугольным формообразованием по одной оси координат

• СЧПУ с контурным формообразованием по двум или трем осям (информационным каналам) при ограниченном составе функций

• СЧПУ с расширенными функциональными возможностями для оснащения МОС со сложным объемным формообразованием по четырем, пяти осям

• СЧПУ с расширенными функциональными возможностями, включая специальные задачи управления тяжелыми уникальными станочными модулями с 10-12 управляемыми координатами.

3. По уровню технических возможностей. В соответствии с международной классификацией:

• NC (Numerical Control) – СЧПУ с однократным чтением перфоленты на протяжении цикла обработки одной детали

• SNC (Stored Numerical Control) - СЧПУ с однократным чтением перфоленты перед обработкой партии деталей

• CNC (Computed Numerical Control) – СЧПУ с встроенной мини- микроЭВМ

• DNC (Direct Numerical Control) – системы прямого числового управления группами станков от одной ЭВМ

• HNC (Handled Numerical Control) – оперативные СЧПУ с ручным набором данных на пульте управления

• VNC (Voice Numerical Control) – голосовые СЧПУ

• NEURO-FUZZY (HEЙPO-ФАЗИ) СЧПУ

Таблица 1 – Этапы развития систем ЧПУ

Поколение	Элементная структура	Модель	Годы исп.	Программоноситель	Привод подач
1	Дискретные полупроводниковые элементы (устройства ПУ с ограниченными технологическими возможностями)	Серия К К-4МИ, К2П, К3П. КПТ	до 1975 до1985	Магнитная лента 5-и дорожечная ПЛ	Электрогидравлический шаговый до 1кГц ШД4М
2	Элементы малой и средней степени интеграции. Схемная реализация алгоритмов управления	Серия Н Н22, Н33, Н55, Серия П «Размер 2»	1975-1985	Восьмидорожечная ПЛ	Электрогидравлический шаговый до 16кГц ШД5Д1, следящий тиристорный постоянного тока с резольвером, индуктосином ЭТ3
3	Микро ЭВМ («Электроника 60», «Электроника НЦ-03») БИС . Программная реализация алгоритмов управления; хранение УП в памяти; расширенные технологические функции	Серия 2С, 2Р, 2М (2С42, 2С85, 2Р32 и др.) «Электроника НЦ 31»	до 88-89 до наших дней	Восьмидорожечная ПЛ и дополнительное задание УП с помощью клавиатуры, хранение УП в памяти	следящий тиристорный и транзисторный постоянного тока с резольвером, индуктосином или оптическим импульсным датчиком ЭТ6, ЭШИР, ЭШИМ
4	Блочное мультипроцессорное исполнение. Языки высокого уровня для программирования технологических функций, электроавтоматики, диалога	«Электроника МС2101», Серия 3С (3С140, 3С170, 3С150)	с 1983 с 1986	То же, что п. 2, дополнительно кассета электронная или на цифровых магнитных доменах (ЦМД), диалоговое задание УП, связь с ЭВМ по каналу	Цифровой следящий переменного и постоянного тока с бесколлекторным двигателем, оптическим импульсным или абсолютным датчиком 3С150

В системах ЧПУ 1 и 2 поколения алгоритмы управления реализовывались схемно, в микропроцессорных УЧПУ 3 и 4 поколения функции управления задаются программно-математическим обеспечением. Это создает гибкость СЧПУ и позволяет расширять технологические возможности оборудования.

Эти системы позволили создать ГПМ и ГПС на основе включения ГПМ в общую транспортно-складскую систему, автоматизированную от ЭВМ.

Системы третьего и частично второго поколения выполняют функцию программирования электроавтоматики станка.