 |
|
Классификация и функциональные возможности УЧПУ
Из всей совокупности промышленных установок (ПУ) выделились такие ПУ, основными задачами которых является быстрая переналадка с целью изготовления продукции другой номенклатуры и воспроизведение точных пространственных движений рабочих органов – системы числового программного управления (СЧПУ).
ЧПУ – управление обработкой заготовки на станке или роботе по УП, в которой данные заданы в цифровой форме (ГОСТ 20523-80). УП – совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки.
Основными компонентами СЧПУ является система подготовки УП и устройство ЧПУ, воспринимающее УП и преобразующее ее информацию в сигналы управления оборудованием.
УП УЧПУ включает в себя геометрическую и технологическую информацию. Геометрическая информация включает в себя данные о типе траектории и ее параметрах (линейных и угловых перемещениях, скорости и ускорения при обработке элемента траектории). Технологическая информация в УП включает в себя данные о режиме работы оборудования, номере инструмента и функции управления электроавтоматикой комплекса станок-УЧПУ или РТК.
Основным классификационным признаком УЧПУ является класс объектов, для которых предназначено это устройство (основные станки и роботы). Внутри каждого класса можно выделить группы объектов, характеризуемые своими классификационными признаками.
Основной задачей УЧПУ является задание и воспроизведение некоторой пространственной траектории, поэтому данный способ является важным классификационным признаком УЧПУ. В соответствии с этим можно выделить устройства, отслеживающие управление:
- цикловое – траектория задается номерами точек в пространстве;
- позиционное – траектория задается номерами и координатами точек в пространстве;
- контурное – траектория задается пространственной кривой.
Многие современные устройства обеспечивают все три вида задания траектории. Например, для УЧПУ станков и роботов преимущественное значение имеет позиционное и контурное управление, а цикловое используется только при управлении вспомогательными механизмами. Для АТСС и цикловых роботов основным является цикловое управление.
Основные функции микропроцессорных УЧПУ можно разделить на четыре основные группы:
- цифровое управление;
- обработка управляющей программы;
- связь с оператором;
- тестирование ПО и аппаратных средств УЧПУ, диагностика УЧПУ.
В группу функций цифрового управления входят функции задания траектории (расчет эквидистанты и интерполяция); отслеживание правильности воспроизведения траектории по всем исполнительным осям.(координатам рабочего органа); управление электроавтоматикой (ЭЛА) вспомогательных механизмов и цикловое управление.
Вторую группу составляют функции, обеспечивающие связь с оператором ввод и вывод УП, редактирование УП.
Третью группу функций составляют функции обработки УП. Эти функции зависят от способа подготовки УП. Различаю три основные способа подготовки УП:
а) аналитический способ, при котором текст УП на специальном языке пользователя вводится в память УЧПУ вместе с числовыми значениями размерных перемещений по всем осям. Такой способ получил преимущественное распространение в станках с ЧПУ.
б) непосредственное обучение, при котором координаты точек по всем осям записываются в память УЧПУ после вывода всех исполнительных механизмов в заданную оператором точку. Одновременно записывается задаваемая на пульте управления УЧПУ дискретно-логическая информация, необходимая для обработки УП. Наиболее распространено для ПР.
в) полуаналитический способ подготовки УП, при котором координаты точек по всем осям записываются в память УЧПУ в режиме непосредственного обучения, а затем с помощью специального алгоритма выделяются опорные точки записанной траектории. Участки траектории между опорными точками аппроксимируются элементарными кривыми (прямыми или дугами параболы), а промежуточные точки исключаются, что приводит к значительной экономии памяти. Этот способ подготовки УП используется в контурных УЧПУ роботами.
Четвертую группу функций составляют функции тестирования аппаратных средств и программного обеспечения, диагностики аппаратных средств.