Математические основы

Дискретность задания перемещения – минимальное перемещение или угол поворота рабочего органа станка, которые могут быть заданы в УП.

Интерполяция – получение координат промежуточных точек траектории движения центра инструмента в плоскости или в пространстве.

Интерполятор системы ЧПУ станком – вычислительный блок системы ЧПУ, задающий последовательность управляющих воздействий для перемещения рабочих органов станка по осям координат в соответствии с функциональной связью между координатами опорных точек, заданных программой управления станком.

Аппроксимация – процесс замены одной функциональной зависимости другой с определенной точностью.

Контурная скорость – результирующая скорость подачи рабочего органа станка, вектор которой равен геометрической сумме векторов перемещения этого органа вдоль осей координат станка.

4. Технологические точки. Термины и определения.

Опорная точка – точка расчетной траектории, в которой происходит изменение либо закона, описывающего траекторию, либо условий протекания технологического процесса.

Нулевая точка станка - точка принимаемая за начало системы координат станка

Исходная точка станка – точка, определенная относительно нулевой точки станка и используемая для начала работ по УП

Фиксированная точка станка – точка определенная, относительно нулевой точки станка и используемая для определения положения рабочего органа станка

Точка начала обработки – точка, определяющая начало обработки конкретной заготовки

Нулевая точка детали – точка на детали, относительно которой заданы все размеры

Плавающий ноль – свойство УЧПУ помещать начало отсчета перемещения рабочего органа в любое положение относительно нулевой точки станка

Дискретность задания перемещения – минимальное перемещение или угол поворота рабочего органа станка, которые могут быть заданы в УП.

5. Коррекции инструмента и скорости. Термины и определения.

Коррекция инструмента – изменения с пульта управления запрограммированных координат рабочего инструмента станка.

Коррекция на положение инструмента – расстояние по оси координат станка, на которое следует дополнительно сместить инструмент.

Коррекция на длину инструмента – расстояние вдоль оси инструмента, на которое следует дополнительно сместить инструмент.

Коррекция на радиус инструмента – расстояние по нормали к заданному контуру перемещения инструмента, на которое следует дополнительно сместить инструмент (центр инструмента).

Эквидистанта – линия, (равностоящая) равноудаленная от линии контура детали.

Ось координат станка с ЧПУ – направление, совпадающее с перемещением рабочего органа станка по направляющей опоре в соответствии с программой управления станком, связанное с одной единицей привода.

Нулевая точка станка – фиксированная точка станка, к которой возвращаются все производные измерительные системы.

Рабочее пространство – трехмерное пространство, в котором двигается инструмент в зависимости от конструкции станка.

6. Типы УЧПУ по функциональной ориентации управляемых станков.

7. Классификационные признаки УЧПУ.

Классификацию УЧПУ можно проводить по следующим дополнительным признакам.

1 По способу подготовки и ввода управляющих программ УЧПУ подразделяют:

- с непосредственным заданием управляющих программ на пульте устройства;

- с заданием управляющих программ на внешнем программоносителе (например фотосчитывающее устройство, кассетный магнитофон, устройство считывания по типу ПЭВМ);

- с заданием управляющих программ по каналу связи от внешней ПЭВМ или от управляющих устройств высшего уровня.

Для удобства отладки программы возможно сочетание нескольких способов подготовки и ввода управляющих программ.

2 По возможности визуализации информации для оператора УЧПУ подразделяют:

- с цифровыми табло и мнемосхемами;

- с буквенно-цифровым дисплеем с псевдографическими мнемосхемами;

- с графическим дисплеем.

3 По способам управления электроавтоматикой станка УЧПУ подразделяют:

- с жесткой (непрограммируемой) автоматикой;

- с частично программируемой автоматикой;

- с полностью программируемой автоматикой.

4 По способу взаимодействия с сетевыми системами управления УЧПУ подразделяют:

- автономные (независимые от сети);

- локальные (представляющие собой оконечный узел сети у станка);

- групповые (обслуживающие несколько станков или несколько локальных УЧПУ).

5 По возможностям автоматического изменения параметров работы УЧПУ в процессе работы в зависимости от фактических условий обработки деталей УЧПУ подразделяют:

- с жестким заданием параметров;

- адаптивные (с самонастройкой по условиям работы).

6 По построению УЧПУ подразделяют:

- на базе оригинальных аппаратных средств и ПМО;

- на базе персональных компьютеров в промышленном исполнении и их ПМО.

7 По назначению УЧПУ подразделяют:

- для широкого круга потребителей и моделей станков и роботов;

- для определенной модели станка или робота для конкретного потребителя.

8. С 8 по 12 вопрос ответ в одной таблице Технологические функции УЧПУ для токарных станков.

9. Технологические функции УЧПУ для фрезерных станков.

10. Технологические функции УЧПУ для шлифовальных станков.

11. Технологические функции УЧПУ для зубообрабатывающих станков.

12. Технологические функции УЧПУ для роботов.

13. Эксплуатационные и сервисно-информационные функции УЧПУ.

14. Требования предъявляемые к программно-информационным характеристикам УЧПУ.

Для системного программного обеспечения в технических документах на УЧПУ кон­кретного типа должны быть заданы следующие основные технические характеристики:

1. номенклатура обменных сигн&пов, обеспечивающих управление приводами подач и главного движения;

2. номенклатура обменных сигналов, обеспечивающих прием и обработку сигналов от измери­тельных преобразователей;

3. номенклатура обменных сигналов, обеспечивающих обмен информацией между системой программного управления и внешними устройствами (пульт управления оператора, ПЭВМ, фото- считывающее устройство, перфоратор, устройство печати, сетевой контроллер и др.);

4. номенклатура языков пользователя при их наличии (например язык формирования специ­альных подпрограмм и циклов, язык программирования электроавтоматики станка, язык представ­ления информации обмена с ПЭВМ и др.);

5. номенклатура команд каждого языка, входяшего в состав программного обеспечения с разбивкой по группам (при необходимости);

6. типы интерполяции;

7. номенклатура системных параметров, доступных потребителю:

8. состав диагностических программ;

9. виды индикации.

• Системное программное обеспечение должно обеспечивать возможность модифика­ции базового и создание нового технологического и функционального программного обеспече­ния.

15. Техническая Информация для базового технологического программирования.

Для базового технологического программного обеспечения в технических документах на УЧПУ конкретного типа должны быть заданы:

10. число управляемых приводов координатных перемещений, в том числе одновременно;

11. взаимоувязка управляемых приводов координатных перемещений посредством выбранных типов интерполяции:

12. дискретность задания перемещений по каждой оси;

13. максимальное программируемое перемещение по каждой оси;

14. предельные значения рабочих подач и ускоренных перемещений;

15. диапазон допустимых (регулируемых) ускорений при разгоне (торможении) на рабочих подачах и ускоренных перемещениях;

16. состав реализуемых функций управления (вспомогательные и подготовительные функции, функпии управления подачей и главным движением, виды интерполяции, номенклатура режимов работы);

17. виды коррекции, предельные значения коррекции и количество корректоров по каждой группе;

18. форма представления вводимой информации, в том числе по управляющим програм­мам;

19. номенклатура и (или) формат команд языка ввода информации;

20. состав технологических циклов;

21. номенклатура станочных параметров, технологического уровня;

22. режимы индикации;

23. состав и форматы индицируемых сообщений.

16. Техническая Информация для функционального программного обеспечения УЧПУ .

Для функционального программного обеспечения в технических документах на УЧПУ конкретного типа должна быть оговорена форма задания функций электроавтоматики станка про­граммным способом на языке, доступном потребителю с выдачей сигналов М, S. Т в кодированном виде по ГОСТ 20999.

Для УЧПУ 2-го — 4-го классов должно быть не менее 128 вводов и выводов электроавтоматики со следующими параметрами:

выводы переменного тока 110 В, 2 Л — от 10 до 15 %;

выводы постоянного тока 24 В, 2 А — от 40 до 45 %;

вводы постоянного тока 24 В — от 50 до 55 %.

1. В УЧ ПУ должна быть предусмотрена возможность формирования текстовых сообщений как кириллицей, так и латиницей.

2. В технических документах на УГ1У для промышленных роботов должны быть дополни­тельно заданы следующие технические характеристики:

• состав функций управления (вспомогательные и подготовительные функции, функции уп­равления движением, режим работы, виды интерполяции, диагностика и т.д.);

• число и тип управляемых манипуляторов;

• число и тип управляемых приводов степеней подвижности манипулятора;

• число и тип измерительных средств преобразования информации от подключаемых дат­чиков;

• диапазон и число скоростей перемещения по степеням подвижности манипулятора;

• дискретность отсчета;

• точность позиционирования по степени подвижности манипулятора;

• метод программирования;

• число точек позиционирования:

• вилы индикации данных:

• диапазон и дискретность задания выдержек времени.

3. Кодирование информации управляющих программ УПУ для промышленных роботов должно осуществляться по ГОСТ 24S36.

4. В УЧПУ должен быть интерфейс, позволяющий непосредственно (или через специаль­ный контроллер) подключать УЧПУ к ПЭВМ, что обеспечит возможность обмена информацией между УЧПУ и ПЭВМ для состав-тения и анализа программ, определения состояния входов — выходов УЧПУ, проверки параметров УЧПУ и тл.

5. Для работы в электронных сетях УЧПУ должно иметь специальный сетевой контрол­лер, тип которого должен быть согласован с типом сети, в которой заказчик предполагает применять УЧПУ.

6. Для обеспечения безошибочного ручного ввода УГ1 с таблицы в каждом кадре про­граммы (или в каждой программе) должно быть предусмотрено контрольное число.

При первом наборе программы на клавиатуре (без предварительной записи по таблице) после ввода каждого кадра и (или) ввода всей программы УЧПУ должно вычислять и запоминать кон­трольное число, по которому проверяется сохранность программы.

При вводе программы с носителя или ПЭВМ в программе должно быть контрольное число, по которому УЧПУ проверяет правильность ввода программы и дает сигнал в случае неправильного ввода.

Контроль сохранности программы по ко1гтролыюму числу следует проводить перед каждым циклом обработки детали по программе.

7. При наличии в УЧПУ функции «Автозапнсь» контрольное число должно вычисляться УЧПУ после формирования и ввода каждого кадра.

8. Контрольное число должно пересчитываться по специальной команде оператора, например после корректировки режимов обработки или других данных состава кадра.

9. При вводе программы с клавиатуры пульта у оператора должна быть возможность в любой момент обращаться к справочным данным, инструкциям и программам, хранящимся в памяти УЧПУ (режим «Справка») и возвращаться к месту прерывания ввода программы.

10. В УПУ промышленными роботами должен быть предусмотрен режим ввода траектор- ных данных программы «Обучение» непосредственным перемещением схвата робота с помощью специальной управляющей рукоятки, находящейся на захвате.

11. Запоминающие устройства УЧПУ должны обеспечивать хранение системного, техно­логического, функционального программного обеспечения, констант и коррекции при отключении питания.

12. Введенные управляющие программы, параметры и коррекции должны сохраняться в запоминающем устройстве при отключенном питании не менее 4400 ч.

Условия сохранения программного обеспечения в запоминающем устройстве должны быть указаны для УЧПУ конкретного типа.

Условия срабатывания защиты следует устанавливать в технических документах на УЧПУ конкретного типа.

17. Основные режимы работы УЧПУ.

18. Надежность УЧПУ.

УЧПУ относят к обслуживаемым и восстанавливаемым изделиям с циклическим режимом работы и проведением регламентационных работ.

Надежность УЧПУ определяют показателями безотказности, ремонтопригодности и долговечности и устанавливают в технических документах на УЧПУ конкретного типа.

Количественные показатели и нормы надежности следует устанавливать в соответствии с таблицей 2. Критерии отказов и способы устранения отказов следует устанавливать в технических документах на УЧПУ конкретного типа.

Таблица 2 - Количественные показатели и нормы надежности

Показатель надежности

Норма

Наработка на отказ То

Устанавливается в технических документах на УЧПУ конкретного типа в зависимости от комплекта с учетом обеспечения общих технических требований на станки и промышленные роботы

Коэффициент технического использования Кт.и.

Не менее 0,96

Среднее время восстановления Тв

Не более 60 мин

Средний срок службы Тс

Не менее 14 лет

Требования к механическим воздействиям.

УЧПУ при эксплуатации должны выдерживать вибрацию частотой до 25 Гц с амплитудой перемещения не более 0,1 мм. Направление действия вибрации должно быть указано для УЧПУ конкретного типа. Для УЧПУ, выполненных в виде автономных блоков, встраиваемых в станок, параметры вибрации должны быть установлены в технических документах для УЧПУ конкретного типа с учетом параметров вибрации станка. УЧПУ в транспортной таре должны выдерживать:

- воздействие климатических факторов;

- тряску с ускорением 29,5 м/с при частоте ударов от 80 до 120 в минуту в течение 2 ч или 15000 ударов с тем же ускорением

19. Радиоэлектронная защита и живучесть, стойкость к внешним воздействиям УЧПУ.

Требования радиоэлектронной защиты

13. УЧ ПУ должны сохранять работоспособность при помехах от электрооборудования станка и сети питания, не превышающих значений, указанных в таблице бив ГОСТ 26642, раздел 5.

14. Меры по подавлению помех, поступающих в УЧПУ из линии связи устройства со станком или промышленным роботом, и организацию этих связей следует устанавливать по ГОСТ 26642.

Потребителями УЧПУ должны приниматься меры по подавлению помех в электрооборудова­нии станка по ГОСТ 26642.

15. Уровень излучения радиопомех должен соответствовать требованиям |1|, |2|.

16. Время непрерывной работы УЧПУ по управляющей программе должно быть не менее 21 ч.

20. Эргономика и технологичность УЧПУ.