9.5. Основы программного управления станками
1. Классификация систем программного управления (СПУ)
1) По характеру взаимосвязи меду координатами: а) координатные; б) контурные
2) По наличию управляющей ВМ (УВМ): а) без (NC) – numerical control; б) с УВМ (СNC)
3) По структуре СПУ: а) разомкнутые; б) замкнутые
4) По виду сигналов в СПУ: а) аналоговые; б) замкнутые; в) комбинированные
5) По организации управления: а) с централизованным управлением; б) с локальным управлением; в) многоуровневые иерархические
6) По виду интерполяции траектории движения: а) с линейными интерполяторами; б) с линейно-круговыми и круговыми интерполяторами (аппроксимация с помощью прямых и дуг).
2. Подготовка цифровых программ – 2 стадии:
а) технологическая подготовка; б) математическая подготовка
Строятся математические модели технологического процесса и соответствующие модели управления координатами станка, выбираются эквидистанты и их уравнения (эквидистанта – траектория движения центра режущего инструмента), выбор цены младшего разряда при обработке изделия, кроме того, составляются команды управления технологическими операциями и описываются математически. Результатом являются уравнения и таблицы.
3. Кодирование программы – составление программ на выбранных алгоритмических языках: низкого уровня (Ассемблер), высокого (Паскаль, Си), специальные (Техтран)
4. Контурное управление и интерполирующие устройства
Устройство интерполятора: а) декодирование программы; б) развертка программы во времени. Главным звеном интерполятора является импульсный умножитель.
Существуют два основных способа интерполяции:
а) прямоугольная? б) аппроксимация в виде отрезков прямых между опорными точками.
Рассмотрим
линейный интерполятор:
,
где
- коэффициент пропорциональности;
- код числа, введенный в интерполятор
на данном кадре программы.
Функциональная схема импульсного умножителя ТС – триггерный счетчик,
РИС
Умножение
импульсов происходит поразрядно, в
соответствии с их ценой. Изменяя частоту
УЗС можно изменять
,
т.е. скорость передвижения ИО станка.
По каждой координате имеется свой
импульсный умножитель, что позволяет
объемные и контурные изделия.
5. Функциональная схема системы контурного управления
РИС
1) Со встроенным интерполятором (NC) (супервизорное управление)
2) С отдельным интерполятором (декодир. способ задания программы) (на МЛ записывается унитарный код (импульсы) или в виде фазовой модуляции)
3) Прямое цифровое управление (ПЦУ) (ЭВМ берет роль регуляторов, ЦА системы регуляторов, например, РС – цифровой, РТ – аналоговый)
1) обеспечивает гибкость управления и коррекцию программы, в частности, эквидистанты
2) наименее гибкий, но наиболее дешевый, для черновой обработки и на сверлильн станках
3) наиболее гибкий и дорогой. С целью стоимости систем с ПЦУ широко распространено программирование ЭВМ в кросс-режиме
Аналоговые – высокое быстродействие, цифровые – точность, стабильность
Различают 2 вида датчиков ОС:
а) с полным охватом кинематической цепи (на крупных и мощных станках для контроля размера детали);
б) с частичным охватом кинематической цепи.
6. Программное управление группой
1) Управление с многопрограммным интерполятором (централизованное управление)
РИС
2) Локальное управление с индивидуальными интерполяторами для каждой СЭП
3) Многоуровневое иерархическое управление
РИС
Достоинство: распределенность вычислительных ресурсов по уровням управления, а также надежность системы