 |
|
Общая характеристика задач программного управления (ПУ)
Прежде всего УЧПУ выступает как управляющий автомат по отношению к собственному объекту (станку или иному технологическому оборудованию). Устройство ЧПУ вместе со станком является ОУ в окружающей производственной среде.
Детализируя их функции, можно обнаружить четыре класса.
Взаимодействие УЧПУ с объектом-станком состоит в управлении формообразованием детали (геометрическая задача ЧПУ), в управлении дискретной автоматикой чтения (логическая задача ЧПУ), в управлении рабочим процессом (технологическая задача ЧПУ). Взаимодействие с окружающей производственной средой (терминальная задача ЧПУ) проявляется через диалог с оператором и информационный обмен с ЭВМ более высокого уровня.
Исторически геометрическая задача ЧПУ возникла первой и у ранних устройств ЧПУ была по сути единственной. В самом деле, получить изделие, соответствующее чертежу, управляя приводами подачи станка, - это тот минимум возможностей, который требуется от автоматически действующего оборудования. Поскольку геометрическую задачу ЧПУ раньше упрощенно сводили к интерполяции, устройства ЧПУ первых поколений нередко называли интерполяторами.
Развитие логической задачи ЧПУ явилось следствием автоматизации на станке большого числа многообразных вспомогательных, простых или циклических операций: зажимы-разжимы, подводы-отводы, переключения, пуск-остановы, автоматическая смена инструмента и др. (эти операции не слишком удачно относят к технологическим функциям). Именно обилие операций составляет специфику логической задачи, оно проявляется в большом количестве дискретных обменных сигналов (число которых изменяется десятками) между устройством ЧПУ и объектом.
Технологическая задача ЧПУ присутствует лишь в тех случаях, когда основной рабочий процесс сам становится ОУ (либо с целью его поддержания, либо с целью его оптимизации). Примером автоматически поддерживаемого рабочего процесса может послужить электрохимическая обработка, в рамках которой осуществляется взаимосвязанное управление источником питания технологического тока, системой подачи и очистки электролита, приводами подачи электродов-инструментов. Примерами оптимизируемых рабочих процессов могут послужить фрезерование или токарная обработка, управление которыми состоит в изменении подачи и скорости резания с целью увеличения производительности, снижения приведенных затрат, повышения качества обработки.
Терминальная задача ЧПУ поддерживается устройством ЧПУ как персональным компьютером. Диалог с оператором охватывает управление объектом и устройством в различных режимах, операций с УП ЧПУ, некоторые действия системного характера. Информационный обмен с ЭВМ необходим в интегрированной пространственно распределенной системе управления, имеющей признаки локальной вычислительно-управляющей сети.
ГПМ являются более сложным ОУ, чем традиционный станок, поскольку в состав модуля входят периферийные устройства станка (робот, накопитель памяти, устройства смены инструментальных магазинов и др.), нередко использующие собственными средствами управления. Для решения общей технологической задачи эти средства должны быть скоординированы, а поэтому объединяются в микролокальную вычислительно-управляющую сеть, которая и выступает в роли СУ. Ее функции можно определить через совокупность необходимых внешних взаимодействий с объектом ГПМ и окружающей производственной средой.
Детализируя функции СУ ГПМ можно установить четыре класса. Диспетчеризация отдельных СУ ГПМ, входящих в микролокальную сеть, осуществляется в рамках оперативного управления – задача диспетчеризации. Другие функции взаимодействия микролокальной сети с объектом состоят в поддержании безлюдного режима и свойств гибкости на основе решения соответствующих задач мониторинга и идентификации. Взаимодействие с окружающей производственной средой (терминальная задача) проявляется в процессе диалога с оператором и информационного обмена с управляющей ЭВМ более высокого уровня.
Задача диспетчеризации вытекает из самого факта существования в микролокальной сети нескольких СУ, развитее процессов в которых должно быть согласовано для достижения единой цели управления. Согласование состоит во взаимных передачах управления, блокировках, организации использования разделяемых ресурсов (местоположений, перегрузочных средств). Целью же управления является получение готовых изделий заданного качества.
Задача мониторинга заключается в оценке нормального протекания процесса резания, в диагностике возникающих отклонений, в наблюдении за остаточным ресурсом стойкости, в принятии решений относительно выхода из нерегулярных, т.е. не отвечающих целям управления, ситуаций.
Терминальная задача СУ ГПМ наполняется самостоятельным содержанием в тех случаях, когда эта система обретает в составе микролокальной сети собственный отдельный аппарат, например, в виде ПК. Тогда можно организовать диалог с оператором, информационный уровень которого превышает уровень диалога для отдельного конкретного устройства ЧПУ. Можно обеспечить «вход» оператора в систему оперативного управления и др.