Dom > Inżynieria mechaniczna

Rodzaje systemów sterowania programami. Typowy schemat blokowy systemu cnc

Inżynieria mechaniczna jest podstawą pomyślnego rozwoju wszystkich branż Gospodarka narodowa. Efektywność produkcji maszynowej oraz jakość wytwarzanych produktów są w dużej mierze zdeterminowane poziomem jej automatyzacji. Główny kierunek automatyzacji produkcji budowy maszyn opiera się obecnie na powszechnym wprowadzaniu cyfrowych urządzeń i maszyn obliczeniowych.

Do sterowania maszynami uniwersalnymi i innymi urządzeniami technologicznymi, systemy sterowania numerycznego(CNC).

CNC steruje ruchem korpusów roboczych obrabiarek i urządzeń, ich prędkością podczas kształtowania części, ruchami instalacyjnymi, a także sekwencją trybów obróbki i funkcji pomocniczych.

Programy części systemu sterowania zawierają dwa rodzaje informacji potrzebnych do: praca automatyczna obrabiarki (urządzenia): geometryczne i technologiczne. Geometryczny informacje obejmują dane dotyczące kształtu, wymiarów elementów części i narzędzia, a także ich względnego położenia w przestrzeni.

Techniczny informacje to instrukcje dotyczące kolejności uruchamiania narzędzi, zmiany warunków skrawania, wymiany narzędzi, włączania dopływu chłodziwa itp.

Informacja technologiczna jest również wykorzystywana do sterowania w innych urządzeniach programowych, na przykład w cyklicznych systemach sterowania programami (SCP). Informacje geometryczne w SCPU są implementowane przez rekonfigurowalne ograniczniki umieszczone bezpośrednio na maszynie (sprzęt). Zaletami SCPA jest ich duża wszechstronność, możliwość szybkiej korekty, korekty programu i włączenia do bardziej złożonych systemów zintegrowanych. zautomatyzowana produkcja. CNC są złożonymi wielopętlowymi systemami automatycznego sterowania, ponieważ sterują jednocześnie kilkoma niezależnymi lub powiązanymi parametrami obiektu (współrzędnymi). W związku z tym w strukturze systemu sterowania istnieje kilka pętli sterowania (kanałów). Czyli na przykład w narzędzia maszynowe CNC steruje jednocześnie głównym ruchem kształtującym, ruchem posuwu i ruchami pomocniczymi: transportem, mocowaniem, wycofaniem i podejściem, zmianą narzędzia itp.

CNC są klasyfikowane według następujących cech: struktura i zasada (algorytm) sterowania, przeznaczenie, rodzaj napędu, charakter ruchu napędu, sposób definiowania programu.

Zgodnie ze strukturą, CNC są podzielone na otwarte, zamknięte i połączone.

Zasada sterowania CNC w pętli otwartej opiera się na wykorzystaniu tylko akcji głównej osadzonej w programie sterującym (zasada twardego sterowania). W zamkniętych systemach sterowania, oprócz głównego wpływu - program kontrolny wykorzystywane są informacje o rzeczywistych wartościach kontrolowanych parametrów, tj. zasada sterowania oparta na odchyleniu kontrolowanego parametru (regulacja elastyczna).

W łączny Sterowanie CNC głównych parametrów (ruch główny i ruch posuwowy) realizowane jest przez zamknięte pętle sterowania działające na zasadzie odchyłki, oraz sterowanie parametrami pomocniczymi (mocowanie przedmiotu obrabianego, dosunięcie narzędzia, zmiana narzędzia, włączanie chłodziwa, itp.) mogą być realizowane przez otwarte pętle sterowania.

W adaptacyjny CNC posiada dodatkowe czujniki informujące o parametrach procesu obróbki: siła skrawania, temperatura, zużycie narzędzia itp. Informacje te są wykorzystywane w CNC do korygowania parametrów technologicznych ustawionych przez program sterujący w zależności od zmiany naddatku obróbkowego, twardości i sztywności detali, stanu narzędzia itp.

W zależności od przeznaczenia sprzętu wyposażonego w urządzenia CNC, systemy sterowania dzielą się na pozycyjne, konturowe i uniwersalne.

W pozycyjny układy sterowania zaprogramowane współrzędne (x, y) poszczególne punkty dyskretne (rys. 13.4, a), określenie pozycji (pozycji) narzędzia lub przedmiotu obrabianego. Takie systemy służą do sterowania wiertarkami i wytaczarkami.

Różnorodne systemy sterowania pozycyjnego są prostokątny układy sterujące ruchem wzdłuż segmentów (wskazane na rys. 13.4, b numery 7 ... b), równolegle do prowadnic maszyny. Układy prostokątne przeznaczone są do sekwencyjnego sterowania jedną z dwóch wzajemnie prostopadłych współrzędnych. Takie systemy są używane na toczeniu

a B C

Ryż. 13.4. Do definicji rodzaju kontroli w kontroli:

a - pozycyjny; b- prostokątny; w- kontur

maszyny do sterowania obróbką detali takich jak wałki stopniowane oraz na frezowaniu detali o konturze prostokątnym.

W kontur Układ sterowania realizuje równoczesne, wzajemnie połączone sterowanie wzdłuż kilku współrzędnych wzdłuż odcinków i odcinków krzywych, na ryc. 13.4, w oznaczony jako 1... 6 oraz r 1 , r 2 , aby uzyskać części o złożonym profilu. Takie systemy służą do sterowania tokarkami, frezarkami, maszynami elektroerozyjnymi, a także spawarkami.

W maszynach wielooperacyjnych przeznaczonych do obróbki skomplikowanych części (np. korpusu) kilkoma narzędziami jednocześnie, uniwersalny (pozycyjno-konturowy) systemy kontrolne.

W zależności od liczby sterowanych jednocześnie współrzędnych, CNC wyróżnia się kontrolą jednej, dwóch, trzech, czterech, pięciu lub więcej współrzędnych.

W zależności od rodzaju energii wykorzystywanej w silnikach urządzeń napędowych wyróżniamy CNC z napędem elektrycznym, elektrohydraulicznym i elektropneumatycznym.

W CNC stosuje się głównie różne serwonapędy, zbudowane na zasadzie zamkniętych (serwo) automatycznych systemów sterowania. Rzadziej stosuje się napędy z otwartą pętlą, wykorzystujące wyłącznie silniki krokowe, które umożliwiają bezpośrednie programowe sterowanie zarówno wartością przemieszczenia, jak i jego prędkością.

W urządzeniach z serwonapędem można stosować prąd stały i silniki. prąd przemienny, a także krokowe silniki hydrauliczne i pneumatyczne. Częstotliwość obrotów silników serwonapędu musi zmieniać się w szerokim zakresie (1000 lub więcej razy).

Napędy wykorzystują czujniki przemieszczenia, które generują sygnał zwrotny, który jest wysyłany do systemu CNC, gdzie jest porównywany z sygnałem polecenia otrzymanym z programu sterującego. Selsyn, transformatory obrotowe, induktosyn, potencjometry wieloobrotowe są stosowane jako czujniki przemieszczenia w urządzeniach analogowych serwonapędu CNC. Ponadto w urządzeniach analogowych serwonapędu CNC stosowane są różnego rodzaju konwertery ruchu na kod.

W zależności od konstrukcji urządzenia CNC wszystkie systemy dzielą się na dwa główne typy: zbudowane na zasadzie modelu cyfrowego oraz zbudowane na konstrukcji komputera.

W systemach, w których urządzenie CNC budowane jest zgodnie z zasadą model cyfrowy, wszystkie operacje są wykonywane przez odpowiednie wyspecjalizowane jednostki elektroniczne o ściśle określonych funkcjach, a połączenia między tymi jednostkami pozostają niezmienione. Nazywa się zasadę budowy urządzenia CNC w oparciu o klocki – jednostki o jasno określonych funkcjach agregat. Takie urządzenie sterujące działa według niezmienionego algorytmu, podczas gdy wszystkie bloki pracują równolegle, wykonując przypisane im operacje konwersji informacji.

W systemach, w których urządzenie CNC (CNC) zbudowane jest zgodnie z struktura komputera, klocki mają charakter uniwersalny, a powiązania między nimi można zmieniać zgodnie z danym programem. Operacje sterujące w tym przypadku wykonywane są sekwencyjnie za pomocą centralnej jednostki arytmetycznej. W ramach CNC znajdują się urządzenia magazynujące: operacyjne (RAM) i stałe (ROM).

Działanie pamięci RAM i ROM odbywa się zgodnie z algorytmem przetwarzania informacji otrzymanych w postaci programu sterującego, tj. urządzenia te wymagają specjalnego oprogramowania. Co więcej, oprogramowanie może być przechowywane w pamięci ROM, jeśli nie są wymagane częste zmiany algorytmów działania, lub może być wprowadzane przez urządzenie wejściowe jako część programu sterującego. Taka konstrukcja ułatwia korygowanie algorytmu urządzenia CNC i doskonalenie go w miarę gromadzenia informacji statystycznych o jakości produkowanych części.

Obiecujące jest tworzenie urządzeń CNC opartych na wykorzystaniu jednego lub więcej mikroprocesorów zbudowanych na dużych układach scalonych (LSI), tj. zastosowanie agregacyjnej zasady budowy CNC w oparciu o zaprogramowane mikroprocesory specyficzne zadania. Istnieje możliwość zbudowania urządzenia CNC w oparciu o mikrokomputer uzupełniając go o mikroprocesor lub sterowniki - programowalne urządzenia logiczne do przetwarzania informacji. W przyszłości, wraz z poprawą bazy elementów, racjonalne może stać się zbudowanie CNC w oparciu o minikomputer. Zwiększy to funkcjonalność CNC i ułatwi ich włączenie do bardziej złożonych zintegrowanych zautomatyzowanych systemów produkcyjnych: automatyczne linie, sekcje, warsztaty, elastyczne zautomatyzowane systemy produkcyjne. Uogólnione schemat funkcjonalny CNC tokarka, zbudowany na zasadzie systemu otwartego, pokazano na ryc. 13.5. Tutaj siłowniki ruchu głównego (M1), ruchu posuwowego (M2, MZ), ruchu pomocniczego - obrotu i posuwu wieży z narzędziami (M4, M5) odbierają sygnały sterujące z jednostki sterującej napędem (BUP).

Urządzenie wejścia-wyjścia (I/O) odbiera program sterujący z komputera centralnego (przy sterowaniu grupowym, gdy system sterowania działa w ramach elastycznego systemu produkcyjnego) lub odczytuje go z taśmy dziurkowanej (przy sterowaniu autonomicznym). Jednocześnie program sterujący, pośrednie wyniki obliczeń, niezbędne stałe są przechowywane w urządzeniu pamięciowym (pamięci) i, w razie potrzeby, są wykorzystywane przez urządzenie obliczeniowe (CD) do generowania działań sterujących na TCU. Ten ostatni zawiera elektroniczne jednostki sterujące do silników krokowych lub wzmacniaczy sygnału błędu (w serwonapędach), przekształtniki tyrystorowe do sterowania prędkością ruchu głównego (w tym obwodzie prędkość wrzeciona) itp.

Panel sterowania (CP) posiada przyciski i klawiaturę do sterowania poszczególnymi blokami lub ręcznego sterowania napędem, a także do pełnego lub częściowego (podczas nastawiania) ręcznego wprowadzania programu sterującego do pamięci i obróbki za jego pomocą pierwszej części, następnie edycja programu (w CNC z programami bezpośredniego wprowadzania). Panel sterowania umożliwia wyświetlanie

wskazywać (na wyświetlaczu) dowolny blok programu lub inne informacje przetwarzane przez system oraz sygnalizować wystąpienie awarii.

W pozycyjnych systemach CNC, które działają zgodnie ze sztywnym algorytmem, VU może być nieobecny. W konturowych CNC zbudowanych na zasadzie modelu cyfrowego, VU jest używany jako interpolator, który jest wyspecjalizowaną jednostką blokową, która kontroluje prędkość przetwarzania jednocześnie w dwóch współrzędnych. Interpolatory mogą być liniowe, kołowe, paraboliczne.

Interpolatory liniowe stosuje się, gdy kontur przedmiotu obrabianego można przedstawić jako odcinki linii prostej położone pod dowolnym kątem do osi współrzędnych. Przekroje krzywoliniowe są w tym przypadku aproksymowane przez odcinki linii. Interpolatory liniowo-kołowe są używane do obróbki części o złożonym konturze, składającym się z różnych łuków okręgów i odcinków linii. Łuk okręgu w takich interpolatorach określany jest jednym blokiem programu, a ogólny kontur krzywoliniowy jest aproksymowany kilkoma prostymi i łukami okręgów o różnych promieniach. Interpolatory paraboliczne znajdują zastosowanie w obróbce bardzo skomplikowanych części (łopatki śmigieł, turbiny itp.).

W CNC, zbudowanym na zasadzie budowy komputera, jako VU wykorzystywane są mikroprocesory, a także mikro- i minikomputery. CNC oparte na minikomputerach są najbardziej obiecujące przy tworzeniu złożonych zintegrowanych systemów automatycznej produkcji, takich jak moduły technologiczne, automatyczne linie, sekcje, warsztaty i elastyczne systemy produkcyjne.

Moduł technologiczny to zautomatyzowana maszyna wielooperacyjna i automatyczny manipulator połączone wspólnym ACS.

Kompleks technologiczny to automatyczny kompleks produkcyjny, składający się z grupy maszyn CNC, automatycznego manipulatora, transportu i urządzenia pamięci masowej, połączone wspólnym ACS, działające z centralnego komputera i zapewniające pełne lub częściowe przetwarzanie określonego typu części.

Linia automatyczna to zespół zautomatyzowanych maszyn roboczych usytuowanych w ciągu operacji technologicznych połączonych środkami transportu i sprzęt pomocniczy, połączone wspólnym ACS, działające z centralnego komputera i zapewniające pełny cykl przetwarzania części lub grupy części tego samego typu.

Sekcja zautomatyzowana to zespół kilku zautomatyzowanych maszyn lub modułów, połączonych za pomocą systemu transportowego i manipulatorów pomocniczych

potężne urządzenia, pojedynczy system sterowania grupowego z centralnego komputera, zapewniający kompleksową obróbkę tego samego typu części przy różnych sekwencjach operacji.

Elastyczny systemy produkcyjne(GPS) przeznaczone są do zautomatyzowanego projektowania i wytwarzania nowych wyrobów w warunkach małoseryjnej produkcji wieloproduktowej.

Przejście Państwowej Straży Pożarnej do produkcji nowych wyrobów odbywa się za pomocą oprogramowania bez ręcznej przebudowy sprzętu. GPS łączy kilka kompleksów, z których każdy wykorzystuje do sterowania lokalny komputer. Do ogólne kierownictwo Kompleks GPS wykorzystuje potężny komputer główny, a cała struktura zarządzania opiera się na zasadzie hierarchicznej.

Na ryc. Pokazano 13,6 schemat strukturalny Sterowanie GPS, w skład którego wchodzą następujące podsystemy:

Projektowanie CAD - system automatyczne projektowanie projekty nowych produktów, składające się z automatycznych stanowisk konstruktora (ARM-K);

Technologia CAD - automatyczny system projektowania procesy technologiczne produkcja nowych wyrobów, składająca się z automatycznych stanowisk technologa (ARM-T);

System OKP - system harmonogramowania operacyjnego, połączony przez komputer z system automatyczny zarządzanie produkcją (APCS);

SAP - system automatycznego przygotowywania programów sterujących dla maszyn CNC i automatycznych manipulatorów;

SAC to system automatycznej kontroli i diagnostyki, który steruje pracą wszystkich systemów wchodzących w skład GPS oraz usuwaniem i klasyfikacją usterek we wszystkich podsystemach.

Ponadto zautomatyzowany system produkcyjny obejmuje podsystemy 7 ... 7, pokazane na ryc. 13.6.

Klasa komputerów używanych w każdym systemie i podsystemie zależy od złożoności wykonywanych zadań. Ogólnie rzecz biorąc, zarządzanie GPS to kompleks komputerowy związany ze zautomatyzowanym systemem sterowania.

Roboty przemysłowe

Robot nazywa się automatem Praca fizyczna zamiast osoby. Zakres robotów jest bardzo szeroki. Eksploracja kosmosu i głębin oceanów, Rolnictwo, transport i produkcja przemysłowa, budownictwo - wszędzie jest pilne zapotrzebowanie na takie maszyny. Roboty mogą zastąpić człowieka podczas pracy w warunkach niebezpiecznych dla życia i zdrowia, uwolnić go od monotonnej, żmudnej, nieprzyjemnej pracy. Największy rozwój aktualnie otrzymywanych robotów przemysłowych, które są najważniejszym elementem złożonej automatyki procesy produkcji. Roboty przemysłowe różnią się od tradycyjnych narzędzi automatyzacji wszechstronnością powtarzalnych ruchów i możliwością szybkiej zmiany ich na nowe operacje, a także możliwością łączenia ich w kompleksy wraz z urządzeniami procesowymi.

Roboty są wykorzystywane głównie w inżynierii mechanicznej do zastępowania pracowników, zatrudniony w serwisie obrabiarki, prasy, piece i inne sprzęt technologiczny, a także do wykonywania tak podstawowych operacji technologicznych jak spawanie, prosty montaż, transport itp. Zastosowanie robotów przemysłowych umożliwia nie tylko kompleksową automatyzację pracy poszczególnych maszyn, ale również przejście na automatyzację poszczególnych sekcji, takich jak obróbka skrawaniem, tłoczenie, zgrzewanie punktowe, poprzez tworzenie kompleksy robotyczne. Takie kompleksy są obowiązkowe część integralna GPS - wyższe systemy (osiągalne dla nowoczesna technologia) poziom automatyzacji produkcji.

Głównym zadaniem wykonywanym przez roboty przemysłowe są działania manipulacyjne w procesie produkcyjnym.

Działania manipulacyjne- to ruch i orientacja w przestrzeni przedmiotów (półfabrykatów, gotowych części) i narzędzi (narzędzi). W oparciu o główne zadanie robota przemysłowego można go zdefiniować jako zestaw mechaniczne ręce- manipulatory i urządzenie sterujące. W ogólnym przypadku robot może mieć również pojazdy.

Najprostsze roboty, których głównym zadaniem jest wykonywanie pewne ruchy(manipulacje) podane przez program to automatyczne manipulatory. W zależności od złożoności wykonywanej pracy, istnieją trzy rodzaje automatycznych manipulatorów - trzy generacje.

ramiona robota pierwsza generacja pracują według ścisłego programu, a ich interakcja z otoczeniem jest ograniczona przez elementarne sprzężenia zwrotne. Roboty pierwszej generacji mogą być czujące, tj. posiadają sensory dotykowe (w szczególności sensory dotykowe - dotykowe, pozwalające na regulację siły ściskania chwytu). Środowisko, w którym takie roboty działają, musi być zorganizowane w określony sposób. Oznacza to, że wszystkie przedmioty (półfabrykaty i gotowe części, narzędzia, elementy konstrukcyjne, maszyny, sprzęt itp.) muszą znajdować się w określonych miejscach i mieć określoną orientację w przestrzeni. Wymóg ten nakłada pewne ograniczenia na stosowanie ramion robotycznych pierwszej generacji.

ramiona robota drugie pokolenie posiadają elementy adaptacji do warunków środowiskowych i potrafią rozwiązywać bardziej złożone problemy. Są to czujące roboty, które mają czujniki sensoryczne, które pozwalają im koordynować ruchy w oparciu o odbierane sygnały stanu. środowisko. W szczególności mogą to być czujniki dotykowe, które pozwalają na zmianę rozwiniętej siły, czujniki lokalizacji (światła, ultradźwięki, telewizja, promieniowanie gamma itp.) umożliwiające zmianę trajektorii manipulatora w momencie pojawienia się przeszkody, konieczność łączyć części, które nie są wyraźnie zorientowane w przestrzeni itp.

ramiona robota trzecia generacja potrafią logicznie przetwarzać napływające informacje, tj. mają sztuczną inteligencję. Roboty te są zdolne do uczenia się i adaptacji, mogą prowadzić dialog z operatorem, rozpoznawać i analizować trudne sytuacje, tworzą koncepcje i tworzą model otoczenia, planują zachowanie w formie programu działania (uwzględniając wcześniejsze doświadczenia) itp. Oshu pracują nad takimi złożony algorytm możliwe tylko z komputerem.

Podstawą parku w branży są obecnie roboty pierwszej generacji jako najprostsze, niezawodne i ekonomiczne.

Na ryc. 13.7 przedstawia schematycznie urządzenie automatycznego ramienia robota, a na ryc. 13.8 przedstawia schemat funkcjonalny jego sterowania. Konstrukcyjnie taki robot składa się z dwóch głównych części: wykonawczej, w skład której wchodzi manipulator lub manipulatory (M) i urządzenie ruchowe (PM) oraz sterującej, czyli urządzenia sterującego robotem (CU).

Ramię robota ma ramię poziome 3, który może poruszać się zarówno poziomo (wzdłuż osi x), jak i pionowo (wzdłuż osi x). t) kierunki względem stojaka 2. W tym przypadku stojak można obracać o kąt a wokół pionowej osi 2 w stosunku do stałej podstawy 1. Mechanizm ręczny zamocowany na końcu ramienia 4, dodatkowo zapewniające dwa stopnie swobody chwytu 5: obrót wokół osi podłużnej ramienia pod kątem p oraz obrót (rozmach) względem osi prostopadłej w na rogu o Aby naprawić część, uchwyt 5 może zostać automatycznie zamknięty (ruch w kierunku strzałki) ALE).


(prostokątne, cylindryczne, kuliste, kombinowane) do realizacji ruchomego ruchu korpusu roboczego (ruch rzeczywistego ramienia manipulatora), obszar roboczy manipulatora może mieć postać równoległościanu, cylindra, piłka i bardziej złożone ciała przestrzenne. Ponieważ ramię manipulatora pokazane na ryc. 13.7, ma jeden obrotowy i dwa translacyjne stopnie swobody (ruchomości): ruch wzdłuż osi X oraz w i obraca się wokół osi 2, jego obszar roboczy wygląda jak walec. Ruch pędzla - obrót wokół osi X i huśtać się wokół osi w orientują się. Automatyczne manipulatory robotyczne mogą mieć od trzech do siedmiu stopni mobilności, a urządzenie ich korpusu roboczego zależy od przeznaczenia robota.

W robotach wykonujących operacje załadunku i rozładunku, transportu, wymiany narzędzi używają i Różne rodzaje wychwytuje, zapewniając uchwycenie, orientację i zatrzymanie przedmiotu manipulacji. W robotach, które wykonują operacje technologiczne, korpusem roboczym może być pistolet natryskowy, głowica spawalnicza, klucz lub inne narzędzie.

Zasady działania i konstrukcje chwytaków są bardzo zróżnicowane, ponieważ wymiary, kształt i właściwości fizykochemiczne przedmioty manipulacji mogą się znacznie różnić. Zgodnie z metodą chwytania i trzymania przedmiotu manipulacji chwytaki dzielą się na mechaniczne, próżniowe, elektromagnetyczne i kombinowane.

Siłowniki manipulatora napędzane są silnikami, których ilość zależy od liczby stopni jego ruchomości. Istnieją manipulatory, które mają jeden silnik o kilku stopniach swobody, wyposażone w sprzęgła do dystrybucji ruchu. Rodzaj silnika napędowego zależy od przeznaczenia manipulatora i jego parametrów. Obecnie silniki pneumatyczne, hydrauliczne i elektryczne są wykorzystywane w przybliżeniu w równym stopniu.

Roboty mobilne mogą mieć różne urządzenia ruchy - od dobrze znanych urządzeń tocznych po mechanizmy chodzenia (pedipulatory), które zostały niedawno opracowane.

Urządzenie sterujące manipulatora robota może być wykonane w postaci niezależnej (izolowanej konstrukcyjnie) jednostki lub być wbudowane w korpus jego części wykonawczej. Zwykle urządzenie sterujące (patrz rys. 13.8) zawiera: panel sterowania (CP), który umożliwia wejście i sterowanie zadaniem; urządzenie pamięci (pamięć) przechowujące program pracy; serwonapędy manipulatora i urządzenia ruchowego; wzmacniacze; konwertery; zasilacze; elementy sterujące (przekaźniki, styczniki, suwaki, dysze, rozdzielacze ruchu, elektrozawory itp.).

Liczba czujników sprzężenia zwrotnego w obwodzie sterowania (DOS1, DOS2) jest określona przez liczbę stopni swobody manipulatora i liczbę współrzędnych jego ruchu urządzenie wykonawcze. Służą one w serwonapędzie do sterowania ruchem korpusu roboczego manipulatora i generalnie całego jego siłownika (DA).

Potencjometry, selsyn, transformatory obrotowe, induktosyn, przetworniki kodujące itp. są stosowane jako czujniki sprzężenia zwrotnego ruchu w manipulatorach robotycznych.

Wyczuwane i adaptacyjne roboty mogą mieć czujniki dotykowe do odbioru Dodatkowe informacje o rzeczywistej sytuacji w strefie działania ich manipulatorów. Jako sensory dotykowe wchodzące w skład systemu sensorycznego, oprócz sensorów dotykowych i lokalizacyjnych, w manipulatorach robotycznych można zastosować dowolne inne sensory: temperatury, ciśnienia, pole magnetyczne, kolory itp. Informacje sensoryczne są wprowadzane do urządzenia komputerowego (CD) w celu skorygowania działania robota.

Ramię robota tworzy główną siłę roboczą Y x na sprzęcie technologicznym lub przedmiocie manipulacji (przedmiot, część, narzędzie). Ponadto działania kontrolne można zastosować do urządzeń technologicznych. (U 1 , U 2) i zespoły technologiczne 2 bezpośrednio z jednostki sterującej procesem (PCU) - w celu zablokowania pracy sprzętu podczas ruchów roboczych manipulatora, zmiany trybu pracy sprzętu itp. Z kolei informacje i działania kontrolne na tym robocie mogą pochodzić z urządzeń technologicznych lub innych robotów (warunkowo z czujników teledetekcyjnych).

W systemach zrobotyzowanych i systemach GPS robot może odbierać dane wejściowe G1 z urządzeń sterujących wyższego rzędu (poziomu).

Tak więc z głównego komputera praca zarządcza złożone lub GPS, mogą pojawić się nowe programy pracy, a także polecenia korygujące dany program lub koordynujące działanie ramienia robota z działaniami innych robotów lub z procesem obsługi urządzeń technologicznych.

Wpływ mistrza offline G2 utworzony przez program zapisany w pamięci. W trybie konfiguracji lub treningu główny wpływ G3 tworzone przez operatora za pośrednictwem PU. W takim przypadku urządzenie obliczeniowe robota może być różne poziomy(w robotach z cyklicznym zarządzanie programem WU jest nieobecny). Im bardziej wszechstronny robot i im bardziej złożone zadania rozwiązywane za jego pomocą, tym wyższy poziom CS: mikroprocesor, mikro- lub minikomputer. W kompleksach zrobotyzowanych i GPS stosuje się komputery średniej i dużej mocy, a także kompleksy kilku komputerów.

Roboty-manipulatory przemysłowe są klasyfikowane według kilku następujących głównych cech zawartych w symbolu ich typu:

liczba manipulatorów (1M, 2M, 3M, ...);

liczba stopni mobilności, biorąc pod uwagę urządzenie ruchu (2; 3 lub więcej);

rodzaj obszaru roboczego (płaski - Pl, powierzchniowy - Pv, w formie równoległościanu - Pr, kulisty - Sh, kombinowany - PrTsl, TslSh, PrSh);

ładowność;

Rodzaje napędów manipulatorów (pneumatyczny - Pn, hydrauliczny - G, elektromechaniczny - E, kombinowany - GPn, GE, EPn);

rodzaj systemu sterowania (cykliczny – C, pozycyjny – P, konturowy – K, sensowny robot – O, ze sztuczną inteligencją – I);

klasa dokładności (0; 1; 2; 3).

Na przykład ramię robota z symbol 1M4Tsl-5EK1 posiada jeden manipulator o czterech stopniach swobody, Obszar roboczy cylindryczny kształt, nośność 5 kg, napęd elektromechaniczny, system kontroli konturu, pierwszorzędna dokładność (błąd odwzorowania trajektorii od 0,01 do 0,05%). Część informacji charakteryzujących robota jest wskazywana werbalnie (obecność urządzenia ruchowego, napęd osobny lub wspólny według stopni swobody, sterowanie adaptacyjne lub nieadaptacyjne, rodzaj wykonania - termoochronne, przeciwwybuchowe, normalne, itp.).

Rysunek przedstawia ogólny powiększony schemat blokowy systemu CNC. Zawiera następujące główne elementy: urządzenie CNC; napędy posuwu ciał roboczych maszyny i czujniki sprzężenia zwrotnego (DOS) zainstalowane dla każdej sterowanej współrzędnej. Urządzenie CNC przeznaczone jest do wydawania czynności kontrolnych przez korpus roboczy maszyny zgodnie z programem sterującym wprowadzonym na wykrawanej taśmie. Program sterujący jest odczytywany sekwencyjnie w ramach jednej ramki z zapisem w bloku pamięci, skąd jest podawany do bloków poleceń technologicznych, interpolacji i szybkości posuwu. Blok interpolacyjny to wyspecjalizowane urządzenie obliczeniowe (interpolator), które formułuje częściową trajektorię ruchu narzędzia pomiędzy dwoma lub więcej punktami określonymi w programie sterującym. Informacje wyjściowe z tego bloku trafiają do jednostki sterującej napędem posuwu, zwykle przedstawiane jako sekwencja impulsów dla każdej współrzędnej, których częstotliwość określa prędkość posuwu, a liczba określa wielkość ruchu.

Blok wprowadzania i odczytu informacji przeznaczony jest do wprowadzania i odczytywania programu sterującego. Odczyt odbywa się sekwencyjnie linia po linii w obrębie jednej ramki.

Blok pamięci. Ponieważ informacje są odczytywane sekwencyjnie i są używane od razu w jednej ramce, podczas czytania są przechowywane w bloku pamięci. Tutaj jest również monitorowany i generowany jest sygnał, gdy w perforowanej taśmie zostanie wykryty błąd. Ponieważ przetwarzanie informacji przebiega sekwencyjnie w ramkach, a czas odczytu informacji z jednej ramki wynosi około 0,1 - 0,2 s, uzyskuje się przerwę w transmisji informacji, co jest niedopuszczalne. Dlatego używane są dwa bloki pamięci. Podczas przetwarzania informacji jednej ramki z pierwszego bloku pamięci, druga ramka jest odczytywana i przechowywana w drugim bloku. Czas na wprowadzenie informacji z bloku pamięci do bloku interpolacji jest znikomy. W wielu systemach CNC blok pamięci może odbierać informacje z pominięciem bloku wejściowego i odczytywać je bezpośrednio z komputera.



blok interpolacji. Jest to wyspecjalizowane urządzenie obliczeniowe, które tworzy częściową ścieżkę narzędzia między dwoma lub więcej punktami określonymi w programie sterującym. To najważniejszy blok w systemach konturowania CNC. Podstawą bloku jest interpolator, który zgodnie z podanymi przez program sterujący parametrami liczbowymi odcinka konturu odtwarza funkcję f (x, y). W przedziałach wartości współrzędnych X i Y interpolator oblicza wartości współrzędnych punktów pośrednich tej funkcji.

Na wyjściach interpolatora generowane są ściśle zsynchronizowane w czasie impulsy sterujące, które przesuwają korpus roboczy maszyny wzdłuż odpowiednich osi współrzędnych.

Stosowane są interpolatory liniowe i liniowo-kołowe. Zgodnie z tym pierwsi wykonują interpolację liniową, a drudzy liniową i kołową.

Interpolator liniowy zapewnia np. ruch korpusu roboczego z frezem o średnicy pomiędzy dwoma punktami odniesienia w linii prostej z odchyleniem od zadanego konturu o wartość .


W tym przypadku początkową informacją dla interpolatora jest wielkość przyrostów współrzędnych oraz czas przetwarzania ruchu po linii prostej, czyli , gdzie S jest ustawioną prędkością posuwu narzędzia.

Działanie interpolatora liniowo-kołowego można przeprowadzić zgodnie z metodą funkcji oceny F. Metoda polega na tym, że w momencie wygenerowania kolejnego impulsu sterującego układ logiczny ocenia, na której współrzędnej ten impuls ma być wydany, tak że całkowity ruch korpusu roboczego obrabiarki zbliża go jak najbliżej określonego konturu.


Linia interpolowana (patrz rys. a) dzieli płaszczyznę, w której się znajduje, na dwa obszary: powyżej linii, gdzie funkcja oceny F>0 i poniżej linii, gdzie F<0. Все точки, лежащие теоретически заданной линии, имеют F=0.

Trajektoria interpolacyjna to pewna sekwencja elementarnych przemieszczeń wzdłuż osi współrzędnych od punktu początkowego o współrzędnych do punktu końcowego o współrzędnych , .

Jeżeli punkt pośredni trajektorii znajduje się w obszarze F>0, to kolejny krok wykonywany jest wzdłuż osi X. Jeżeli punkt pośredni znajduje się w obszarze F<0, шаг делается по оси Y. Аналогично происходит работа интерполятора при круговой интерполяции (см. рис. б).

Jednostka sterująca napędem posuwu. Z bloku interpolacji informacje są podawane do jednostki sterującej napędem posuwu, która przetwarza je na postać odpowiednią do sterowania napędami posuwu. To ostatnie odbywa się w taki sposób, że po odebraniu każdego impulsu korpus roboczy maszyny porusza się o określoną wartość, która charakteryzuje dyskretność systemu CNC. Po nadejściu każdego impulsu kontrolowany obiekt porusza się o określoną wartość, zwaną ceną impulsu, która zwykle wynosi 0,01 - 0,02 mm. W zależności od typu napędu (zamknięty lub otwarty, fazowy lub amplitudowy) zastosowanego w maszynach, jednostki sterujące znacznie się różnią. W napędach typu fazowego z zamkniętą pętlą, wykorzystujących czujniki sprzężenia zwrotnego w postaci wirujących transformatorów pracujących w trybie przesuwnika fazowego, jednostkami sterującymi są przekształtniki impulsowo-fazowe AC i dyskryminatory fazowe, które porównują fazę sygnału na wyjściu fazy przetwornika z fazą czujnika sprzężenia zwrotnego i wyprowadza sygnał błędu różnicy do wzmacniacza mocy napędu.

Blok posuwu - zapewnia zadaną prędkość posuwu wzdłuż konturu oraz procesy przyspieszania i zwalniania na początku i na końcu sekcji obróbki zgodnie z zadanym prawem, najczęściej liniowym, czasem wykładniczym. Oprócz posuwów roboczych (0,5 - 3000 mm / min), blok ten z reguły zapewnia również pracę na biegu jałowym ze zwiększoną prędkością (5000 - 20000 mm / min).

Panel kontrolny i sygnalizacyjny. Operator komunikuje się z systemem CNC poprzez panel sterowania i wyświetlacz. Za pomocą tej konsoli uruchamiany i zatrzymywany jest system CNC, przełączający tryb pracy z automatycznego na ręczny itp., a także korygowanie posuwu i wielkości narzędzia oraz zmiana początkowego położenia narzędzia we wszystkich lub niektórych współrzędnych . Ta konsola zawiera sygnalizację świetlną i wskazanie cyfrowe.

Blok korekcji programu służy do zmiany zaprogramowanych parametrów obróbki: posuwu i wymiarów narzędzia (długość i średnica).

Blok cykli standardowych służy do uproszczenia procesu programowania podczas obróbki powtarzających się elementów części (np. wiercenie i wytaczanie otworów, gwintowanie itp.), wykorzystywany jest blok cykli standardowych. Na przykład takie ruchy jak szybkie wycofanie z gotowego otworu nie są zaprogramowane na perforowanej taśmie - jest to włączone do odpowiedniego cyklu (G81).

Blok poleceń technologicznych zapewnia kontrolę cyklu maszyny (jej cykliczną automatyzację), w tym wyszukiwanie i analizę narzędzia skrawającego, zmianę prędkości wrzeciona, zaciskanie i odpinanie ruchomych korpusów roboczych maszyny oraz różne blokady.

Zasilacz dostarcza niezbędne stałe napięcia i prądy do wszystkich jednostek CNC z konwencjonalnej sieci trójfazowej. Cechą tego bloku jest obecność stabilizatorów napięcia i filtrów, które chronią obwody elektroniczne CNC przed zakłóceniami, które zawsze występują w przemysłowych sieciach energetycznych.

Czujniki sprzężenia zwrotnego (DOS)

DOS są przeznaczone do przetwarzania liniowych ruchów korpusu roboczego maszyny na sygnały elektryczne zawierające informacje o kierunku i wielkości ruchów.

Całą różnorodność DOS można warunkowo podzielić na kątowe (okrągłe) i liniowe. Okrągły DOS zwykle przekształca kąt obrotu śruby pociągowej lub ruch korpusu roboczego maszyny przez zębatkę i zębnik. Zaletą okrągłych DOS-ów jest ich niezależność od długości ruchu korpusu roboczego maszyny, łatwość montażu na maszynie oraz łatwość obsługi. Wady obejmują zasadę pośredniego pomiaru przemieszczenia ciała roboczego, a tym samym błąd pomiaru.

Temat 1.6. Zadania CNC

Urządzenie CNC jest urządzeniem sterującym w stosunku do maszyny. Jednocześnie sam jest obiektem kontroli podczas interakcji z otoczeniem, czyli operatorem, komputerem wyższego poziomu itp. Jeśli weźmiemy pod uwagę z tych pozycji zadania, które powinien rozwiązać, to można wyróżnić następujące zadania:

Zadaniem geometrycznym jest interakcja CNC z maszyną w celu sterowania kształtowaniem części. Rozwiązaniem tego problemu jest przedstawienie informacji geometrycznych rysunku w zestawie takich ruchów korpusów roboczych maszyny, które materializują rysunek w wyrób.

Logicznym zadaniem jest sterowanie dyskretną elektroautomatyką, tj. automatyzacja operacji pomocniczych na maszynie (mocowanie narzędzi, wymiana narzędzi itp.).

Wyzwaniem technologicznym jest zarządzanie przepływem pracy i osiągnięcie wymaganej jakości obróbki części przy niższych kosztach.

Zadaniem końcowym jest interakcja CNC z otoczeniem.

problem geometryczny

Istotę zadania geometrycznego można zdefiniować następująco: przedstawienie informacji geometrycznej rysunku w agregacie takich ruchów kształtujących obrabiarki, które materializują rysunek w produkcie finalnym. Każda maszyna posiada własny zestaw napędów elektrycznych rozmieszczonych zgodnie z układem współrzędnych. Napędy elektryczne są umiejscowione w taki sposób, aby zapewnić obróbkę części odpowiedniej klasy, tj. przesuwanie narzędzia (lub przedmiotu obrabianego) wzdłuż prowadnic.

Na przykład na maszynach z grupy tokarskiej profil części tworzony jest poprzez przesuwanie narzędzia w jednej płaszczyźnie, więc maszyny z tej grupy są wyposażone w zestaw dwóch napędów, które poruszają narzędziem wzdłuż prowadnic wzdłużnej i poprzecznej.

Zadanie logiczne

Liczne operacje pomocnicze, zwane również technologicznymi, są zautomatyzowane na nowoczesnych maszynach CNC. Obejmują one: wymianę narzędzia, mocowanie/odpinanie narzędzia, przełączanie podajnika, sterowanie osprzętem, chłodzenie, osłonę, smarowanie itp. Wszystkie te funkcje realizuje system cyklicznej elektroautomatyki - system automatycznego sterowania mechanizmami i grupami mechanizmów, których zachowanie jest determinowane zbiorem operacji dyskretnych o relacjach następstwa i równoległości. Ponadto poszczególne operacje inicjowane są elektrycznymi sygnałami sterującymi, a warunki ich zmiany kształtowane są pod wpływem sygnałów informacyjnych pochodzących z obiektu sterującego. Wszystkie złożone procesy cykliczne wykonywane na maszynie CNC można przedstawić jako cykle i operacje automatyzacji. Cykl automatyzacji maszyny CNC to sekwencja czynności wywoływana po imieniu jednym z trzech słów informacyjnych programu sterującego: „Prędkość ruchu głównego”, „Funkcja narzędzia”, „Funkcja pomocnicza”. Cykl automatyki składa się z operacji, a operację można rozumieć jako dowolne niezależne działanie mechanizmu dyskretnego wykonywane przez jeden silnik, otwierane niezależnym sygnałem sterującym, potwierdzone lub niepotwierdzone po zamknięciu sygnałem informującym.

Słowo informacyjne „Prędkość ruchu głównego” zaczyna się od adresu S, po którym następuje kombinacja liczb, która w różnych przypadkach określa prędkość skrawania lub prędkość wrzeciona. Do zakodowania prędkości ruchu głównego wykorzystuje się metody oznaczania bezpośredniego, postępy geometryczne i arytmetyczne oraz metodę symboliczną.

Metoda bezpośredniego oznaczenia jest najbardziej oczywista: słowo S800 oznacza na przykład wywołanie cyklu, który ustawia prędkość na 800 min-1. Podczas kodowania metodą postępu geometrycznego częstotliwość rotacji jest wyznaczana przez kod warunkowy 00, .... 98, a prawdziwe wartości tworzą postęp geometryczny: 0; 1.12; 1,25; 1,40; ...; 80 000.

Słowo informacyjne „Funkcja narzędzia” zaczyna się od adresu T, po którym następuje jedna lub dwie grupy cyfr. W pierwszym przypadku słowo wskazuje tylko numer wywoływanego narzędzia, a numer korekcji dla tego narzędzia jest określony innym słowem o adresie D. W drugim przypadku druga grupa cyfr określa numer długości narzędzia, przesunięcie pozycji lub średnicy. Np. w słowie Т1218: Т – adres, 12 – numer narzędzia; 18 - numer korektora.

Słowo informacyjne „Funkcja pomocnicza” definiuje różne polecenia do mechanizmów cyklicznych maszyny i samego CNC. Funkcje pomocnicze ustawia się za pomocą słów o adresie M i warunkowej dwucyfrowej kombinacji kodów 00, ..., 99. Niektóre powszechnie stosowane funkcje pomocnicze podano w tabeli. 1.2. Inne funkcje pomocnicze są wprowadzane podczas tworzenia konkretnej maszyny i konkretnego urządzenia CNC.

Sterowanie numeryczne maszyny do cięcia metalu nazywane są sterowaniem korpusami roboczymi maszyny podczas obróbki przedmiotu zgodnie z programem sterującym, który jest sekwencją poleceń w kodzie alfanumerycznym (w formie symbolicznej) w specjalnym języku. Podstawowa różnica między systemami CNC a wcześniej rozważanymi systemami sterowania polega na sposobie obliczania sekwencji sygnałów sterujących i przekazywaniu ich do organów roboczych maszyny.

Na rysunku informacje technologiczne prezentowane są w postaci obrazów graficznych (kontur), liczb (wymiarów), symboli (chropowatość), tekstu itp. We wcześniej rozważanych systemach sterowania program przetwarzający jest realizowany w fizycznych analogach: kopiarkach, krzywkach, ogranicznikach ruchu, położeniu wtyczek paneli krosowych itp. Ich wytwarzanie jest bardzo pracochłonnym procesem i towarzyszą mu błędy w obliczeniach profil kopiarki i błędy w ich produkcji. Podczas pracy atacyna kopiarki zużywają się, co wprowadza dodatkowy błąd.

W systemach CNC program sterowania obejmuje:

Polecenia technologiczne podobne do poleceń PLC (wybór narzędzia, ustawienie prędkości wrzeciona i posuwu, włączanie/wyłączanie chłodziwa itp.);

Polecenia geometryczne przesuwania ciała roboczego po określonej trajektorii, które nie są dostępne w PLC (ustawienie współrzędnych kolejnych pozycji RO);

Polecenia przygotowawcze służące do sterowania samym urządzeniem sterującym i ustawiania jego trybów pracy.

Każde polecenie to zbiór symboli i cyfr, łatwo dostępnych dla zrozumienia osoby (technologa-programisty urządzeń CNC), co upraszcza programowanie i zmniejsza ilość błędów w programie. Poniżej znajdują się główne terminy używane podczas programowania CNC.

Punkt zerowy części(część zero) — punkt części, którego współrzędne są przyjmowane jako zero w układzie współrzędnych skojarzonym z częścią. Od zera części odkładane są wymiary obrabianych powierzchni. Punkt zerowy maszyny(maszyna zero) - punkt w przestrzeni, który ma zerowe współrzędne w układzie współrzędnych powiązanym z maszyną (zwykle pokrywa się z punktem bazowym osprzętu). Osie współrzędnych układu obrabiarki są zwykle równoległe do prowadnic maszyny i osi obrotu wrzeciona

Ryż. 6.4. Przykłady obliczonych trajektorii

Centrum narzędziowe - punkt stały narzędzia względem oprawki, dla którego obliczana jest trajektoria. Dla noża jest to jego wierzchołek, dla noża jest to punkt przecięcia osi noża z jego powierzchnią czołową.

Układ współrzędnych maszyny jest określony przez projekt maszyny, a każda część może mieć jeden lub więcej własnych układów współrzędnych, które są określane na podstawie wygody opisywania powierzchni do obróbki. Polecenia geometryczne NC są ustawiane w układzie współrzędnych części i są przenoszone do układu współrzędnych maszyny podczas wykonywania NC.

punkt wyjścia(maszyna) - punkt w układzie współrzędnych maszyny, używany jako punkt początkowy operacji NC, łączący punkt zerowy maszyny i punkt zerowy.

Szacowana trajektoria - trajektoria środka narzędzia, która jest obliczana z geometrii obrabianych powierzchni z uwzględnieniem geometrii narzędzia. W najprostszym przypadku obliczona trajektoria pokrywa się z konturem części (np. podczas toczenia, gdy środkiem narzędzia jest wierzchołek narzędzia). Może to być krzywa równoodległa (ryc. 6.4, a) lub bardziej złożona krzywa (ryc. 6.4, b).

Geometria odniesienia lub punkt technologiczny - jest to punkt obliczonej trajektorii, w którym zmienia się prawo opisujące trajektorię lub zmieniają się warunki przetwarzania.

Poniżej przedstawiono najprostszy program w uniwersalnym języku programowania CNC CLDATA (Catter Location Data - dane o położeniu krawędzi skrawającej) do zewnętrznego toczenia powierzchni cylindrycznej i przycinania czoła (rys. 6.5) z komentarzami, zestawiony zgodnie z norma ISO.

Współrzędne punktów trajektorii są ustalane od punktu zerowego części, który w tym przykładzie jest punktem przecięcia osi części z jej prawym końcem, oś Z jest skierowana wzdłuż osi części w prawo, oś X - wzdłuż promienia.

Ryż. 6.5. Schemat toczenia zewnętrznej powierzchni cylindrycznej i przycinania czoła na maszynie CNC

N10 G90 G95 S670 M4 - współrzędne punktów toru - bezwzględne (G90), ustawienie prędkości wrzeciona: ustaw prędkość obrotową (G95) 670 obr/min (S670)), obrót w lewo (M4);

N15 GO X50 Z1.5 T1l M8 - szybki dojazd do narzędzia: pozycjonowanie (GO) narzędzia o kodzie 11 (T11) do punktu o współrzędnych X = 50 mm (X50), Z = 1,5 mm (Z1.5), 1 , 5 mm - sekcja wejściowa, włącz chłodzenie kodem 8 (M8);

N20 Gl Z-10 F0.35 - skok roboczy - toczenie: liniowe

interpolacja (G1) (trajektoria - odcinek prostej) od poprzedniego punktu X = 50 mm, Z = 1,5 mm do punktu o tej samej współrzędnej X i współrzędnej Z - -10 mm (Z-10) z posuwem osiowym S = 0 , 35 mm/obr (F0,35);

N25 G95 S837 M4 - ustawienie prędkości wrzeciona: ustawiam prędkość (G95) 837 obr/min (S837)), obrót ponownie przeciwnie do ruchu wskazówek zegara;

N30 Gl X56 F0.3 - licowanie w górę 5+1 mm: interpolacja liniowa (G1) do punktu X = 56 mm, Z = -10 mm (X56) z posuwem promieniowym S = 0,3 mm/obr (F0.3);

N35 GO X70 Z30 - szybkie wycofanie narzędzia w prawo: pozycjonowanie do punktu X = 70 mm, Z = 30 mm (Z30);

N40 M02 - koniec programu.

Program jest wpisywany na taśmie dziurkowanej lub nagrywany na taśmie magnetycznej lub dysku, po czym polecenia są wprowadzane do CNC, odszyfrowywane, CNC wydaje polecenia korpusom roboczym maszyny, czeka na zakończenie bieżącego polecenia i przechodzi do następnego. Każde polecenie zapewnia automatyczne wykonywanie przez układy sterowania maszyny złożonych działań związanych z ruchem ciał roboczych w czasie w warunkach zakłóceń ze środowiska zewnętrznego (wahania napięcia zasilającego, twardości przedmiotu, tarcia itp.) - Polecenia wykonywane są sekwencyjnie, przejście do kolejnego polecenia jest możliwe dopiero po zakończeniu bieżącego.

Blok programu sterującego - część UE, wykonywana w całości (dostawa narzędzi, przejazd itp.). Blok lub kierownik programu kontrolnego - zestaw ram wykonywany przy jednym ustawieniu układu technologicznego (przykład rozważany powyżej). Rama główna programu sterującego- pierwszy po zatrzymaniu przetwarzania ustawia nowe ustawienia układu technologicznego niezbędne do kontynuowania przetwarzania. Pozostałe ramki bloku (rozdziału) ustawiają sekwencyjną zmianę ustawień zdefiniowanych przez ramkę główną.

W ROM CNC jest umieszczony w postaci podprogramów sekwencji sygnałów sterujących niezbędnych do wykonania przez maszynę głównych czynności związanych z obróbką przedmiotu. CNC jest interpreterem, który dekoduje kolejne polecenie NC i uruchamia odpowiedni podprogram do wykonania tego polecenia (na przykład podprogram sterowania szybkim podejściem narzędzia do żądanego punktu G0), prowadzący do zadziałania przekaźników, sprzęgieł, przełączniki jazdy itp. oraz zapewnienie wykonania różnych poleceń technologicznych (zmiana narzędzia, przełączanie prędkości wrzeciona, ruch suwmiarki itp.).

Cykl stały - często występująca sekwencja poleceń NC, zaprojektowana jako standardowy podprogram CNC, wywoływana przez pojedynczą makroinstrukcję NC (np. podprogramy do toczenia powierzchni cylindrycznej, gwintowania, wiercenia otworów). Zastosowanie pętli upraszcza programowanie i zmniejsza długość NC.

Interpolator- blok CNC odpowiedzialny za obliczenie współrzędnych punktów pośrednich trajektorii, które narzędzie musi przebyć pomiędzy punktami określonymi w NC. Interpolator ma jako dane wejściowe polecenie NC, aby przesunąć narzędzie od punktu początkowego do końcowego po konturze w postaci odcinka prostej, łuku okręgu itp., na przykład:

N15 G0 X50 Z1.5 T1l M8 - szybkie podejście w linii prostej;

N20 Gl Z-10 F0.35 - skok roboczy w linii prostej.

Wynikiem działania interpolatora jest sekwencja impulsów sterujących dla napędu posuwów wydanych w odpowiednim czasie, zapewniających wymaganą prędkość i wielkość ruchu suwmiarki lub wymagane prawa X(t), Y{ t), Z(t) zmiany współrzędnych ciała roboczego w czasie. To interpolator jest nadrzędnym układem automatycznego sterowania wielowspółrzędnym napędem posuwu, który odtwarza wymaganą trajektorię.

Aby zapewnić dokładność odwzorowania trajektorii rzędu 1 µm (dokładność czujników położenia i dokładność pozycjonowania suwmiarki wynosi około 1 µm), interpolator generuje impulsy sterujące co 5…10 ms, co wymaga dużej szybkości z tego.

W celu uproszczenia algorytmu interpolatora, dany kontur krzywoliniowy jest zwykle tworzony z odcinków linii prostych lub z łuków okręgów, a często kroki ruchu wzdłuż różnych osi współrzędnych są wykonywane nie jednocześnie, ale naprzemiennie. Niemniej jednak, ze względu na dużą częstotliwość wydawania akcji sterujących i bezwładność mechanicznych jednostek napędowych, przerwana trajektoria jest wygładzana do gładkiego konturu krzywoliniowego.

UE jest skompilowany w oparciu o jakieś standardowe narzędzie, rzeczywiste narzędzie ma inne wymiary i zużywa się podczas pracy. Tworzenie nowej wersji UE dla każdego narzędzia jest pracochłonne, przechowywanie dużej liczby wariantów UE jest niewygodne. W maszynach CNC przewidziana jest możliwość korekty: ustawień CNC ręcznie lub komendami NC dla konkretnego narzędzia. Podczas wykonywania NC każde polecenie zostanie automatycznie dostosowane, aby uwzględnić rzeczywisty wysięg narzędzia (przez przesunięcie równoległe) i promień krawędzi skrawającej (poprzez obliczenie równej odległości). Na ryc. 6.5 przedstawia trajektorię końcówki narzędzia określonej w UE oraz trajektorię punktu bazowego F uchwyt narzędziowy, przesunięty w górę o L x - przesunięcie frezu wzdłuż osi X i prawo do L z - wysięg narzędzia wzdłuż osi Z

Możliwa jest automatyczna korekta trajektorii z uwzględnieniem ostrza narzędzia (korekta wysięgu) lub korekta posuwu z niedopuszczalnym wzrostem sił skrawania, momentu napędu wrzeciona, drgań (sterowanie adaptacyjne). podczas przetwarzania.

Systemy CNC dzielą się na systemy pozycyjne, przeprowadzenie montażu korpusu roboczego w danym punkcie przestrzeni, a trajektoria ruchu jest określana przez sam CNC, oraz systemy konturowe, zapewnienie ruchu korpusu roboczego po trajektorii określonej w UE z zadaną prędkością konturową.

Systemy pozycyjne są typowe dla operacji wiercenia, zgrzewania punktowego, cięcia, gdzie trajektoria nie ma znaczenia, a ruch odbywa się zwykle w linii prostej z naprzemiennymi lub równoczesnymi zmianami współrzędnych.

Systemy konturowania CNC są stosowane w obróbce powierzchni na tokarkach i frezarkach, gdy wymagana powierzchnia jest odtwarzana przez ruch połączenia narzędzia i przedmiotu obrabianego. Systemy konturowe CNC zazwyczaj zawierają funkcje systemów pozycyjnych. W ten sposób UE rozważane powyżej zostało skompilowane dla urządzenia sterującego konturem tokarki (trajektoria frezu podczas suwu roboczego jest ustalana przez polecenie G1), jednak w UE istnieje polecenie szybkiego zbliżania się do roboczego korpus (CO) typowy dla systemów pozycyjnych.

W celu sztywnej synchronizacji ruchu wzdłuż współrzędnych i obrotu wrzeciona w CNC, impulsy z czujnika prędkości obrotowej napędu głównego mogą być wykorzystane jako generator zegara (zamiast timera w komputerze). Napędy maszyny sterowane są głównie impulsami, dlatego CNC jest urządzeniem impulsowym wyposażonym w USO z wejściami i wyjściami impulsowymi.

Szybki rozwój elektroniki doprowadził do ciągłej komplikacji CNC. Najprostsze to systemy CNC klasy NC (Numeric Control).

Kolejną generacją CNC były układy klasy SNC (Stored Numeric Control) zbudowane na układach scalonych o większej niezawodności i możliwościach oraz mniejszych gabarytach, co doprowadziło do zwiększenia mocy poleceń języka wprowadzania, uproszczenia programowania i zmniejszenia rozmiaru NC. Systemy tej klasy miały pamięć RAM wystarczającą do zapamiętania całego NC; umożliwiło to pojedyncze wejście NC do pamięci RAM i jego wielokrotne wykonanie podczas przetwarzania serii części, właściwości operacyjne tych systemów znacznie się poprawiły.

Zastosowanie minikomputera sterującego jako CNC zamiast specjalnych jednostek sterujących doprowadziło do powstania systemów klasy DNC (Direct Numeric Control). Ze względu na wysoki koszt ówczesnego minikomputera i jego duże gabaryty, komputer znajdował się poza obszarem przetwarzania i sterował jednocześnie kilkoma maszynami.

Zastosowanie uniwersalnego komputera jako CNC pozwoliło:

implementować algorytmy sterowania w postaci programów komputerowych, co doprowadziło do elastyczności systemu;

budować NC z potężnych poleceń za pomocą podprogramów-cykli, co upraszcza programowanie i skraca NC;

załadować UE z dziurkowanej taśmy, dysku magnetycznego lub przenieść je przez sieć z archiwum.

Wraz z pojawieniem się mikrokomputerów stało się możliwe umieszczenie CNC bezpośrednio na maszynie w odniesieniu do tej konkretnej maszyny. Systemy tej klasy nazywane są CNC (Computer Numeric Control) i mają następujące cechy:

ten sam typ komputerów jest używany do sterowania różnymi maszynami, co umożliwia ujednolicenie CNC, obniżenie ich kosztów, zwiększenie niezawodności i uproszczenie programowania CNC;

W chipie ROM zawarte są algorytmy sterowania specyficzne dla maszyny, co zapewnia ich niezawodność przechowywania i elastyczność CNC dzięki łatwości wymiany jednego chipa ROM na inny.

Połączenie za pomocą sieci komputerowej poszczególnych systemów CNC sterujących obrabiarkami, robotami, urządzeniami transportowymi itp. z komputerem przechowującym archiwa NC i łączącym pracę poszczególnych jednostek wyposażenia CNC, doprowadziło do do tworzenie elastycznych systemów produkcyjnych. W tych systemach komputer centralny synchronizuje pracę wszystkich CNC wchodzących w skład FMS, monitoruje stan węzłów, służy jako konsola operatora, jest połączony przez sieć z systemami sterowania wyższego poziomu: automatyczne systemy kontroli produkcji (APCS) , automatyczne systemy projektowe itp., co zapewnia nieprzerwane dostawy surowców, narzędzi itp.

Wzrost mocy komputerów wykorzystywanych jako CNC klasy CNC doprowadził do powstania systemów klasy HNC (Handled Numeric Control) wyposażonych w potężny procesor, dysk magnetyczny i wysokiej jakości wyświetlacz, które umożliwiają proste ręczne wprowadzanie i debugowanie NC na maszynie za pomocą pomocniczych narzędzi programistycznych.

Im potężniejszy CNC, tym wydajniejsi operatorzy jego języka wprowadzania (do CLDATA), tym krótszy i bardziej przejrzysty NC, mniej błędów, łatwiejsze ręczne i automatyczne programowanie CNC.

Kompilowanie NC do przetwarzania skomplikowanych części wymaga wysoko wykwalifikowanego programisty, a błędy w nim prowadzą do awarii drogiego sprzętu i obrażeń ludzi. Dlatego programowanie ręczne zostaje zastąpione programowaniem automatycznym, w którym osoba w dialogu z systemem automatyzacji programowania CNC (SAP), zainstalowanym na komputerze ogólnego przeznaczenia, rozwiązuje problemy technologiczne, a CAP wykonuje szczegółowe, żmudne wykonywanie poleceń dla CNC.

Na ryc. 6.6 przedstawia schemat tworzenia i wykonywania programu dla CNC. Geometria części i informacje technologiczne są określone albo w postaci operatorów do opisu danych wyjściowych dla SAP (najczęściej jeden z wariantów ogólnie przyjętego języka APT), albo w dialogu z programem do przygotowania danych poprzez zobrazowanie geometrii części w edytorze graficznym i wybieraniu informacji z tabel i menu oferowanych przez komputer.

Każdy SAP to zestaw programów programistycznych, w tym programy takie jak preprocesor, procesor i postprocesor.

Preprocesor SAP jest przeznaczony do wstępnej analizy danych wyjściowych. Procesor SAP oblicza trajektorię, punkty odniesienia i tworzy NC, zwykle w CLDATA - języku programowania jakiegoś abstrakcyjnego CNC, przyjętym jako standard. Jeśli prawdziwa maszyna CNC wymaga NC w swoim języku wejściowym, NC jest tłumaczone na ten język w postprocesorze SAP. Następnie NC jest ładowane do CNC i wykonywane.

Operatory są kolejno dekodowane w urządzeniu sterującym (CU), które w razie potrzeby wysyła impulsy sterujące do sterowników napędu głównego, mocowania narzędzia itp. Polecenia geometryczne są przesyłane do interpolatora, który ustawia napęd posuwu wymagane prawa do zmiany współrzędnych środka narzędzia. Korektor uwzględnia cechy rzeczywistej geometrii narzędzia, po czym impulsy sterujące podawane są do napędu posuwu.

Podczas obróbki odpowiednie czujniki kontrolują pracę sprzęgieł i napędów elektrycznych, położenie zacisku, moment obrotowy napędu głównego, siły skrawania, poziom drgań itp.

SAP CNC opiera się na bankach danych (DBD) zawierających następujące komponenty:

Schematy i regulacje do obróbki typowych powierzchni (toczenie zewnętrzne/wewnętrzne, gwintowanie, rowkowanie, wiercenie, frezowanie rowków itp.);

Biblioteka najprostszych elementów graficznych dla obrazów geometrycznych (okręgi, elipsy, prostokąty, otwory, zęby, koła zębate itp.);

Charakterystyka techniczna maszyn, osprzętu, narzędzi;

Dane do obliczania trybów przetwarzania; archiwum opracowanych wcześniej przejść, operacji;

Archiwum gotowych UE;

Archiwum postprocesorów dla różnych CNC.

Maszyny CNC, a co za tym idzie SAP, specjalizują się w:

tokarki - 2 współrzędne w płaszczyźnie XZ;

frezarki, wiertarki - 2,5-współrzędne, trójwymiarowe figury podane są przekrojem w płaszczyźnie XY i wysokość Z; Maszyny 2,5-osiowe - oznacza to, że jednocześnie sterowane są dwie współrzędne (X oraz Y), po czym obróbka w płaszczyźnie XOU zostaje zatrzymana i następuje przegrupowanie wzdłuż osi Z na nową płaszczyznę XOY.

wiercenie i wytaczanie wielonarzędziowych centrów obróbczych - 3-współrzędne.

SAP umożliwia symulację i wyświetlanie na ekranie trajektorii narzędzia i procesu usuwania metalu, co jest wygodne dla sterowania NC. SAP umożliwia ręczną korektę UE na dowolnym etapie przygotowania.

pytania testowe

1. Jakie znasz formy reprezentacji algorytmu?

2. Jaki jest cel systemu operacyjnego?

3. Jaki jest cel testowania programu? (Wybierz poprawną odpowiedź):

a) zademonstrowanie klientowi działania programu;

b) identyfikowanie błędów i niedociągnięć w programie w „niekomfortowych” warunkach;

c) sprawdzenie działania programu w typowych warunkach.

4. Jaka jest różnica między PLC a komputerem sterującym?

5. Jaka jest różnica między PLC a CNC?

Pytania do egzaminu

1. Oprogramowanie komputerowe

2. Algorytmy (Schemat blokowy algorytmu obliczania wartości średniej)

3. Komputerowy system operacyjny

4. Programy (program uśredniający)

5. Programowalne sterowniki logiczne

6. Numeryczne systemy sterowania

Ryż. 6.6. Schemat przygotowania i wykonania programu sterowania maszyny CNC

Istnieje wiele SAP CNC, z których najprostsze zapewniają wprowadzanie danych początkowych w języku wejściowym typu APT, obliczanie trajektorii, generowanie NC na CLDATA i jego translację (w razie potrzeby) na język wejściowy CNC. Bardziej złożone SAP są w stanie, w porozumieniu z technologiem, według rysunku części, wykonanego na jednym ze standardowych pakietów rysunkowych maszyn, uformować proces technologiczny, zaprojektować poszczególne operacje z doborem niezbędnej maszyny, uchwytu, narzędzia , oblicz kolejność przejść i przejść, oblicz tryby przetwarzania itp. .

Wykorzystanie SAP, tworzonego przy udziale i na podstawie doświadczenia wykwalifikowanych technologów-programistów, znacznie upraszcza programowanie CNC i poprawia jakość programów, co stwarza warunki do powszechnego stosowania urządzeń CNC.

NUMERYCZNE SYSTEMY KONTROLI PROGRAMÓW MASZYN

Struktura systemów CNC

Ogólnie rzecz biorąc, strukturę kompleksu maszyn CNC można przedstawić jako trzy bloki, z których każdy wykonuje swoje zadanie: program sterujący (NC), urządzenie CNC (CNC) i samą maszynę (ryc. 1.1).

Ryż. 1.1. Schemat funkcjonalny sterowania maszyną CNC

^ KOMPLEKS „MASZYNA CNC”

Wszystkie bloki kompleksu działają w ramach jednej struktury. Program kontrolny zawiera powiększony zakodowany opis wszystkich etapów formowania geometrycznego i technologicznego produktu. Opis ten nie powinien pozwalać na niejednoznaczne interpretacje. W urządzeniu CNC informacje sterujące są przesyłane zgodnie z UE, a następnie wykorzystywane w cyklu obliczeniowym. Rezultatem jest tworzenie poleceń operacyjnych w czasie rzeczywistym maszyny.

Maszyna jest głównym odbiorcą informacji sterujących, częścią wykonawczą, przedmiotem sterowania oraz w sensie konstruktywnym - konstrukcją nośną, na której montowane są mechanizmy z automatycznym sterowaniem, przystosowaną do odbierania poleceń operacyjnych z CNC. Do mechanizmów tych należą przede wszystkim te, które bezpośrednio biorą udział w geometrycznym kształtowaniu produktu. W zależności od liczby współrzędnych ruchu określonych przez mechanizmy posuwu tworzony jest układ współrzędnych przetwarzania. Układ współrzędnych może być płaski, przestrzenny trójwymiarowy, przestrzenny wielowymiarowy. Funkcjonalność rzeczywistego systemu CNC (CNC) zależy od stopnia realizacji szeregu funkcji podczas sterowania urządzeniami. Rozważ krótki opis tych funkcji.

^ Wprowadzanie i przechowywanie oprogramowania systemowego(SPO). Darmowe oprogramowanie zawiera zestaw programów, które odzwierciedlają algorytmy funkcjonowania konkretnego obiektu. W CNC niższych klas oprogramowanie open source jest strukturalnie osadzone i nie można go zmienić, a CNC może sterować tylko tym obiektem (na przykład tylko maszyny z grupy tokarskiej z dwiema współrzędnymi). W systemach wielozadaniowych, które zapewniają kontrolę nad szeroką klasą obiektów, podczas konfigurowania systemu sterowania do rozwiązywania pewnego zakresu zadań, oprogramowanie open source jest wprowadzane z zewnątrz. Jest to konieczne, ponieważ różne obiekty różnią się algorytmami kształtowania pod względem liczby współrzędnych sterujących, prędkości i przyspieszeń ruchu narzędzia. Różnorodność typów napędów i skład poleceń technologicznych obiektów prowadzi do różnic w liczbie i charakterze sygnałów wymiany.

W samodzielnych wielofunkcyjnych urządzeniach sterujących oprogramowanie open source jest wprowadzane z taśmy dziurkowanej, z dyskietki, z dysku kompaktowego (CD) oraz w urządzeniach automatycznych (jako część zautomatyzowanego systemu sterowania procesem, GAP) - za pośrednictwem kanału komunikacyjnego z komputerem wyższego poziomu. Naturalnie oprogramowanie open source jest przechowywane w pamięci systemu do czasu zmiany obiektu kontrolnego. Przy wymianie obiektu sterującego (np. zamiast tokarki do CNC podłączony jest robot przemysłowy) konieczne jest wprowadzenie do CNC nowych programów (SPO), które określiłyby algorytmy funkcjonowania tego nowego obiektu.

Konieczne jest rozróżnienie między oprogramowaniem open source a programami sterującymi: oprogramowanie open source pozostaje niezmienione dla danego obiektu sterującego, a UE zmieniają się podczas wytwarzania różnych części tego samego obiektu. W wielozadaniowych CNC pamięć do przechowywania STR musi być nieulotna, tj. zapisać informacje w przypadku awarii zasilania.

^ Wprowadzanie i przechowywanie UE. Program sterujący można wprowadzić do CNC z panelu sterowania, z dyskietki lub poprzez kanały komunikacji z komputerem wyższego poziomu. Pamięć pamięci NC, zwykle reprezentowana w kodzie ISO, musi być nieulotna. W wyższej klasy CNC, NC jest zwykle wprowadzane natychmiast iw całości i przechowywane w pamięci RAM systemu. Wydajne komputerowe CNC umożliwiają nagrywanie i przechowywanie dużej liczby programów NC w pamięci komputera.

^ Interpretacja ramek. Program sterujący składa się z komponentów - ramek. Opracowanie kolejnej ramy wymaga szeregu wstępnych procedur zwanych interpretacją ram. Dla ciągłości kontroli konturu procedury interpretacji i 1. rama musi być zaimplementowana podczas kontroli obiektu przez i-ta rama. Innymi słowy, system sterowania musi być gotowy do natychmiastowego (bez przerw na odczytywanie i rozpoznawanie ramek) wydawania poleceń sterujących zgodnie z poleceniami następnej ramki po wykonaniu poleceń osadzonych w bieżącej ramce.

Interpolacja. Układ sterowania musi zapewniać z wymaganą dokładnością automatyczny odbiór (obliczenie) współrzędnych punktów pośrednich trajektorii elementów sterowanego obiektu według współrzędnych punktów skrajnych i określonej funkcji interpolacyjnej.

^ Sterowanie napędem posuwu. Złożoność sterowania zależy od typu napędu. W ogólnym przypadku problem sprowadza się do organizacji cyfrowych systemów śledzenia pozycji dla każdej współrzędnej. Wejście takiego systemu otrzymuje kody (kod) odpowiadające wynikom interpolacji. Kody te muszą odpowiadać położeniu wzdłuż współrzędnej (liniowej lub kątowej) poruszającego się obiektu. Ustalenie rzeczywistej pozycji poruszającego się obiektu i zgłoszenie jej do systemu sterowania realizowane są przez czujniki sprzężenia zwrotnego. Oprócz sterowania w trybie ruchu po danej trajektorii konieczne jest również zorganizowanie kilku trybów pomocniczych: koordynacja układu sterowania napędem z rzeczywistą pozycją czujników sprzężenia zwrotnego, ustawienie układu napędowego na stałe zero maszyny, kontrola przekroczenia dopuszczalnych wartości współrzędnych, automatyczne wyjście napędów w tryb hamowania wg określonych przepisów itp.

^ Sterowanie napędem głównego ruchu. Sterowanie przewiduje włączanie i wyłączanie napędu, stabilizację prędkości, aw niektórych przypadkach sterowanie kątem obrotu jako dodatkową współrzędną.

^ Sterowanie logiczne. Jest to kontrola węzłów technologicznych o działaniu dyskretnym, których sygnały wejściowe wytwarzają operacje, takie jak „włącz”, „wyłącz”, a sygnały wyjściowe stan „włącz”, „wyłącz”. Ostatnio pojawiły się CNC na najwyższym poziomie, posiadające właściwości niestandardowej logiki, rodzaj wysokiego poziomu intelektualnego.

^ Korekta wymiarów narzędzia. Korekta NC dla długości narzędzia sprowadza się do równoległego przeniesienia współrzędnych, tj. zrównoważyć. Uwzględnienie rzeczywistego promienia narzędzia sprowadza się do powstania takiej trajektorii, która jest równoodległa od zaprogramowanej. W wielu wysokopoziomowych CNC można skorygować i uwzględnić w NC do 15 różnych parametrów narzędzia.

^ Realizacja cykli. Przydział powtarzalnych (standardowych) sekcji programu, zwanych cyklami, jest skuteczną metodą redukcji NC. Tak zwane cykle stałe są typowe dla niektórych operacji technologicznych (wiercenie, pogłębianie, wytaczanie, gwintowanie itp.) i znajdują zastosowanie w produkcji wielu wyrobów. Podczas opracowywania UE w programie wskazane są stałe cykle, a ich przetwarzanie odbywa się zgodnie z określonym podprogramem zapisanym w pamięci systemu sterowania przez system oprogramowania lub schemat strukturalny. W wysokopoziomowym systemie CNC w pamięci komputera sterującego można zapisać do 500 standardowych cykli i podprogramów, dzięki czemu można z nich szybko korzystać.

Programowe cykle technologiczne odpowiadają powtarzającym się odcinkom danego przedmiotu. Cykle te w niektórych systemach sterowania mogą być również przydzielane i wprowadzane do pamięci sterowania systemu sterowania, a powtarzane zgodnie z poleceniami NC, mogą być realizowane przez wywołanie ich z pamięci głównej.

^ Zmiana narzędzia. Ta funkcja jest typowa dla maszyn wielonarzędziowych i wielozadaniowych. Zadanie wymiany narzędzia składa się z reguły z dwóch faz: wyszukania gniazda w magazynie z wymaganym narzędziem oraz wymiany używanego narzędzia na nowe. W GAP z magazynem narzędzi znajdują się rozbudowane systemy automatycznego zasilania (wymiany) narzędzi do magazynów obrabiarek.

^ Korekta błędów mechanicznych i pomiarowych urządzenia. Dowolna konkretna jednostka obróbkowa (tj. obiekt kontrolny) może być certyfikowana przy użyciu przyrządów pomiarowych o wystarczająco wysokiej klasie dokładności. Wyniki takiej certyfikacji w postaci tabel błędów (błąd międzystopniowy, błąd skumulowany, luzy, błędy temperaturowe) są wprowadzane do pamięci systemu sterowania. Podczas pracy systemu bieżące odczyty czujników jednostek są korygowane o dane z tabel błędów. Systemy wysokiego poziomu posiadają wbudowane kompleksy kontrolno-pomiarowe, które kontrolują główne parametry maszyny w tzw. tle. Wyniki kontroli są natychmiast wykorzystywane do przeprowadzenia niezbędnych poprawek.

^ Adaptacyjna kontrola przetwarzania. Do realizacji takiej kontroli niezbędne informacje pozyskuje się ze specjalnie zainstalowanych czujników, które mierzą moment oporu na przecięcie lub składowe sił skrawania, moc napędu ruchu głównego, drgania, temperaturę, zużycie narzędzia itp. Większość często adaptację przeprowadza się poprzez zmianę prędkości konturu lub prędkości napędu ruchu głównego.

^ Gromadzenie informacji statystycznych. Informacje statystyczne obejmują ustalanie aktualnego czasu i czasu pracy systemu oraz poszczególnych jego węzłów, określanie współczynnika obciążenia sprzętu, rozliczanie produkowanych wyrobów, ustalanie jego poszczególnych parametrów itp.

^ Automatyczne wbudowane sterowanie. Organizacja takiej kontroli w strefie przetwarzania jest szczególnie istotna dla GAP. Ciągła kontrola nad uformowanymi wymiarami przedmiotu obrabianego jest jednym z głównych zadań poprawy jakości obróbki.

^ Dodatkowe funkcje. Dodatkowe funkcje obejmują: wymianę informacji z komputerem nadrzędnym, skoordynowane sterowanie wyposażeniem modułu technologicznego, sterowanie elementami automatycznego systemu transportu i magazynowania, sterowanie urządzeniami zewnętrznymi, komunikację z operatorem, diagnostykę techniczną urządzeń technologicznych i sam system CNC, optymalizacja poszczególnych trybów i cykli procesu technologicznego itp.

^ STRUKTURA INFORMACJI O MASZYNACH CNC

CNC obejmuje środki zaangażowane w opracowywanie działań kontrolnych na organach wykonawczych maszyny i innych mechanizmów według danego programu, środki do wykonywania i sterowania działaniem korekt zewnętrznych i adaptacyjnych, a także środki do diagnozowania i monitorowanie wydajności CNC i maszyny podczas produkcji części. Obrabiarka CNC powinna zawierać: środki techniczne; oprogramowanie (do programowalnych systemów sterowania); dokumentacja operacyjna.

Środki techniczne systemu sterowania obejmują: część obliczeniowo-logiczną (w tym różnego typu urządzenia pamięciowe dla systemów programowalnych); środki kształtowania oddziaływań na organy wykonawcze maszyny (napędy posuwów i ruchu głównego, urządzenia wykonawcze elektroautomatyki itp.); środki komunikacji ze źródłami informacji o stanie kontrolowanego obiektu (różnego rodzaju przetworniki pomiarowe, urządzenia sterujące, adaptacja, diagnostyka itp.); środki zapewniające interakcję z systemami zewnętrznymi i urządzeniami peryferyjnymi (kanały komunikacji z komputerami najwyższej rangi itp.). Środki techniczne, zawarte w CNC są zazwyczaj projektowane konstrukcyjnie w formie urządzenie offline- UCZPU.

Głównymi cechami klasyfikacyjnymi CNC są poziom złożoności sterowanego sprzętu oraz liczba osi połączonych przez rozwiązanie pojedynczego problemu interpolacyjnego w czasie. Na tej podstawie maszyny CNC dzieli się na następujące grupy:


  • CNC z kształtowaniem prostokątnym wzdłuż jednej osi współrzędnych;

  • CNC z kształtowaniem konturu z ograniczonym zestawem funkcji wzdłuż dwóch lub trzech osi współrzędnych (kanały informacyjne);

  • CNC z rozszerzoną funkcjonalnością do wyposażania maszyn wielozadaniowych oraz maszyn w złożone kształtowanie wolumetryczne wzdłuż czterech do pięciu osi współrzędnych (kanały informacyjne);

  • CNC o rozszerzonej funkcjonalności, w tym specjalnych zadaniach sterowniczych, do wyposażenia ciężkich i niepowtarzalnych maszyn i modułów maszynowych w 10-12 osi współrzędnych (kanały informacyjne).

Złożoność struktury systemu sterowania jest zdeterminowana cechami informacyjnymi i jest szacowana przez liczbę i charakter kanałów informacyjnych wykorzystywanych w działaniu systemu. Ze względu na odmienne przeznaczenie informacyjne urządzeń i ich elementów wchodzących w skład systemu sterowania są one przypisane do różnych rang hierarchicznych. Zazwyczaj maszyny CNC mają strukturę dwu- lub trzystopniową, zapewniając jednocześnie dostęp do wyższych stopni do pracy jako elementy FMS, zautomatyzowane linie, sekcje i inne kompleksy produkcyjne.

W analizie strukturalno-informacyjnej systemu sterowania przyjmuje się pewien rozkład poziomów i kanałów informacyjnych.

Ranga poziomu 0 jest kombinacją czynników takich jak temperatura, jakość materiałów, dane oprzyrządowania itp.

Poziom 1 - są to konwertery, które tworzą informacje o kanale:

Zgodnie ze stanowiskiem organów wykonawczych maszyny,

Poprzez parametry technologiczne i wymiarowe charakteryzujące stan układu technologicznego;


  • zgodnie z parametrami zakłóceń wprowadzanych do układu technologicznego;

  • przez dokładność części przetwarzanej na maszynie;

  • w sprawie wymiany osprzętu, narzędzi i gotowości maszyny;

  • monitorowanie prawidłowego przebiegu procesu cięcia i rejestrowanie występujących problemów, a także opracowywanie sposobów ich eliminacji.

Poziom II stopnia to zespół wykonawczych nastawnych napędów i siłowników maszyny:

podstawowy, przeprowadzanie programowego ruchu organów wykonawczych,

pomocniczy, wykonywanie różnego rodzaju poleceń technologicznych, w tym przy pomocy robota

dodatkowy, przeznaczony do regulacji i ruchów korekcyjnych.

Poziom III stopień - poziom środków technicznych systemu sterowania.

Poziomy 4 i wyższe wykraczają poza kontrolę i maszynę. Poziom 4 rangi obejmuje np. komputer zewnętrzny.

W najbardziej ogólnym przypadku obrabiarki CNC mają strukturę trójstopniową.

Klasyfikacja urządzeń CNC

Wszystkie wątki sterowania automatycznymi mechanizmami maszyny zbiegają się z CNC. Strukturalnie CNC jest zaprojektowany jako autonomiczna jednostka elektroniczna z urządzeniem wejściowym NC, częścią obliczeniową, elektrycznym kanałem komunikacyjnym z automatycznymi mechanizmami maszyny.

Wygląd CNC jest w dużej mierze determinowany przez panel sterowania, z którego wybierany jest jeden z następujących trybów sterowania maszyną: ręczny, nastawczy, półautomatyczny, automatyczny; program jest korygowany w okresie jego debugowania, wprowadzana jest poprawka, monitorowane jest wykonywanie poleceń oraz poprawność działania maszyny i samego urządzenia CNC itp. Z kolei panel sterowania CNC (pilot) jest określone przez system programowania przyjęty dla tego urządzenia, cechy charakterystyczne przyjętego systemu sterowania programem, klasa CNC.

Zgodnie z międzynarodową klasyfikacją wszystkie CNC według poziomu możliwości technicznych są podzielone na następujące główne klasy: NC (sterowanie numeryczne); SNC (przechowywana kontrola numeryczna); CNC (komputerowe sterowanie numeryczne); DNC (bezpośrednia kontrola numeryczna); HNC (obsługiwana kontrola numeryczna); VNC (głosowe sterowanie numeryczne).

Analiza strukturalno-informacyjna tych systemów jest dość skomplikowana, chociaż pozwala na wyodrębnienie w nich obecności pewnych elementów funkcjonalnych i kanałów informacyjnych. Klasyfikacja dla rzeczywistych CNC jest również warunkowa, ponieważ realizacja funkcji CNC może być taka, że ​​rzeczywista wersja systemu sterowania jest syntezą indywidualnych cech systemów różnych klas. Dotyczy to zwłaszcza CNC z klasowymi funkcjami DNC, które są zaimplementowane jako systemy klasy DNC-NC, DNC-SNC, DNC-CNC i inne do klasy CNC CNC, które są realizowane jako systemy VNC, CNC-HNC itd.

SYSTEMY KLASY NC I SNC

Obrabiarki wyposażone w klasy CNC NC oraz SNC, są obecnie nadal dostępne w praktyce przedsiębiorstw, ale wydawanie systemów tych klas zostało już przerwane. Są to najprostsze systemy sterowania z ograniczoną liczbą kanałów informacyjnych. W ramach tych systemów nie ma działającego komputera, a cały przepływ informacji zamykany jest zazwyczaj na poziomie 3 stopnia. Znak zewnętrzny klas CNC NC oraz SNC to sposób na czytanie i opracowywanie UE.

^ Systemy klas NC.

W systemach klasy NC odczyt poklatkowej wykrojonej taśmy podczas cyklu przetwarzania każdego przedmiotu obrabianego. systemy klasy NC działają w następującym trybie. Po włączeniu maszyny i CNC odczytywany jest pierwszy i drugi blok programu. Jak tylko skończą czytać, maszyna zaczyna wykonywać polecenia z pierwszej klatki. W tej chwili informacje z drugiego bloku programu znajdują się w pamięci CNC. Po wykonaniu pierwszej klatki maszyna zaczyna opracowywać drugą klatkę, która w tym celu jest wyprowadzana z urządzenia pamięci. W trakcie opracowywania drugiej ramki przez maszynę, system odczytuje trzecią ramkę programu, która jest wprowadzana do urządzenia pamięci, które zostało uwolnione od informacji z drugiej ramki, i tak dalej.

Główną wadą rozpatrywanego trybu pracy jest to, że aby obrobić każdy kolejny detal z partii, system CNC musi ponownie odczytać wszystkie ramki wykrawanej taśmy, w procesie takiego odczytu często występują awarie z powodu niedostatecznego niezawodne działanie czytników CNC. W rezultacie poszczególne części z partii mogą być wadliwe. Dodatkowo przy takim trybie pracy taśma dziurkowana szybko się zużywa i brudzi, co dodatkowo zwiększa prawdopodobieństwo niepowodzenia odczytu. Wreszcie, jeśli blok zawiera czynności, które maszyna wykonuje bardzo szybko, CNC może nie mieć w tym czasie czasu na odczytanie następnego bloku, co również prowadzi do awarii.

Obecnie klasa CNC ^NC nie są już wydawane.
systemy klasy SNC.

Systemy te zachowują wszystkie właściwości systemów klasowych NC, ale różnią się od nich zwiększoną ilością pamięci. systemy klasy SNC umożliwiają odczytanie wszystkich bloków programu i umieszczenie informacji w urządzeniu pamięci masowej. Dziurkana taśma jest odczytywana tylko raz przed przetworzeniem całej partii identycznych części i dlatego niewiele się zużywa. Wszystkie półfabrykaty są przetwarzane zgodnie z sygnałami z urządzenia magazynującego, co znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo awarii, a w konsekwencji odrzucenia części. Obecnie klasa CNC SNC nie są już wydawane. Jednak schemat działania tych systemów jest bardzo orientacyjny i określa istotę sterowania programowego. Podczas obsługi maszyny sterowanej przez system NC lub SNC, zakodowany program jest wprowadzany na taśmie dziurkowanej. Ponadto poszczególne polecenia można wprowadzać z panelu sterowania CNC lub z panelu sterowania maszyny. Informacje z dziurkowanej taśmy przez bloki wejściowe i dekodujące trafiają do pamięci. Gdy maszyna pracuje w trybie automatycznym, polecenia programu przetwarzane przez interpolator są przesyłane do napędów przez jednostki sterujące. Prędkość napędów jest kontrolowana zgodnie z danymi systemu sprzężenia zwrotnego, a przemieszczenia napędów posuwu są sterowane zgodnie z danymi czujników ruchu PD.
SYSTEMY KLASY CNC, DNC, HNC

Rozwój technologii komputerowej, zmniejszenie rozmiarów jej elementów, rozszerzenie funkcjonalności umożliwiły stworzenie CNC opartego na komputerze, instalując wydajną technologię komputerową bezpośrednio na obrabiarce w halach produkcyjnych. Nowe systemy połączyły funkcje sterowania maszyną i rozwiązanie prawie wszystkich zadań przygotowania NC.

^ Systemy klas CNC

Podstawa klasy CNC CNC są:


  • komputer zaprogramowany do wykonywania funkcji sterowania numerycznego,

  • bloki komunikacyjne z napędami współrzędnościowymi, bloki do wydawania poleceń technologicznych w wymaganej kolejności logicznej,

  • kontrole i wskazania systemu,

  • kanały wymiany danych z komputerem centralnym wyższego poziomu.

W systemach klasy CNC w okresie eksploatacji możliwa jest zmiana i dostosowanie zarówno UE do obróbki części, jak i programów do działania samego systemu, aby w jak największym stopniu uwzględnić cechy tej maszyny. Każda z wykonywanych funkcji jest realizowana przez własny zestaw podprogramów. Podprogramy są połączone wspólnym programem dyspozytorskim koordynującym, który zapewnia elastyczną interakcję wszystkich bloków systemu.

Kompleks oprogramowania systemu sterowania może być zbudowany na bazie modułowej. Główne moduły takiego systemu to:


  • Program kontroli ładowania UE, w tym podprogramy do dekodowania danych wejściowych i ramek;

  • program sterowania maszyną, w tym podprogram do sterowania ruchami współrzędnych oraz podprogram do wykonywania poleceń technologicznych.

Program sterowania ruchem współrzędnych składa się z bloków interpolacji, ustawiania prędkości, sterowania szybkim posuwem, a te bloki z kolei zawierają następujące moduły:


  • program do przygotowywania danych;

  • organizowanie programu menedżerskiego;

  • kierowcy są standardowymi operatorami do pracy z urządzeniami zewnętrznymi.

Do pamięci systemowej CNC UE można wprowadzić całkowicie nie tylko z dyskietki lub przez zewnętrzny kanał komunikacyjny, ale także w osobnych ramkach - ręcznie z panelu sterowania CNC. Ramki programu mogą rejestrować nie tylko polecenia ustawiania poszczególnych ruchów ciał roboczych, ale także polecenia ustawiające całe grupy ruchów, zwane cyklami stałymi, które są przechowywane w pamięci urządzenia SPU. Wiele systemów posiada bibliotekę standardowych programów, wbudowany SAP itp. Prowadzi to do gwałtownego spadku liczby personelu PM, skrócenia czasu jego przygotowania i zwiększenia niezawodności maszyny.

systemy klasy ^ CNC umożliwiają proste dopracowywanie i debugowanie UE oraz ich edycję w trybie dialogowym za pomocą ręcznego wprowadzania informacji i ich wyświetlania, a także uzyskanie edytowanego i przetestowanego programu na dysku magnetycznym (dyskietce) itp. W trakcie pracy dozwolone są różne rodzaje poprawek.

Zalety systemów klasy CNC:

niska cena,

małe wymiary,

wysoka niezawodność,

wiele CNC tej klasy posiada oprogramowanie, za pomocą którego można uwzględniać i automatycznie korygować stałe błędy maszyny, a tym samym wpływać na zestaw czynników decydujących o dokładności obróbki,

zastosowanie systemów monitoringu i diagnostyki zwiększa niezawodność i wydajność maszyn CNC tej klasy ^ CNC.

Niektóre klasy CNC CNC posiadają specjalne programy testowe do sprawdzenia działania wszystkich elementów konstrukcyjnych systemu. Te programy testowe są opracowywane przy każdym włączeniu urządzenia i jeśli wszystkie części są w dobrym stanie, generowany jest sygnał, że system jest gotowy do pracy. Podczas pracy maszyny i CNC programy testowe są przetwarzane w częściach w tzw. trybie tła, bez ingerencji w rozwój głównego NC. W przypadku awarii na tabliczce sygnalizacyjnej pojawia się jej kod, a następnie na podstawie kodu z tabeli ustala się miejsce i przyczynę awarii. Dodatkowo system wykrywa błędy związane z niewłaściwą pracą urządzenia lub przekroczeniem warunków termicznych, pozwala znaleźć napięcie zasilania oraz inne parametry.

Integralna część klasy CNC CNC to rozbudowana pamięć wbudowana, którą można wykorzystać jako archiwum UE.

Bardzo ważnym sposobem optymalizacji połączenia między CNC a maszyną jest wprowadzenie do pamięci parametrów maszyny lub stałych. Za pomocą tych stałych można automatycznie uwzględnić ograniczenia w strefie obróbki, ustalane są wymagania dotyczące dynamiki poszczególnych napędów, kształtowane są trajektorie fazowe przyspieszania i zwalniania, uwzględniane są specyficzne cechy skrzyń biegów, napędy posuwu, błędy systematyczne tych przekładni są kompensowane itp.

Rzeczywista reprezentacja CNC wysokiego poziomu zakłada obecność dwóch konsol - panelu operatora i konsoli maszyny, kombinacji bloków CNC z programowalnym sterownikiem, oddzielnego typu posuwu i układu sterowania napędem wrzeciona. System wyróżnia się prostotą programowania i wygodą użytkownika, zapewnia wszelkiego rodzaju funkcje nowoczesnego CNC, rozbudowane systemy korekcji kompensacji luzów, błędy systemu pomiarowego, błędy skoku śruby, błędy NC, posiada zestaw standardowych cykli do programowania, uniwersalny interfejs itp.

^ Systemy klas DNC

systemy klasy DNC mogą być sterowane bezpośrednio przez napędy z komputera centralnego, z pominięciem czytnika maszyny. Jednak obecność komputera nie oznacza całkowitego wyeliminowania konieczności posiadania obrabiarki CNC. W jednym z najpopularniejszych systemów DNC każdy typ sprzętu na stronie zachowuje swoje klasy CNC NC, SNC, CNC. Normalny dla takiej sekcji jest tryb pracy ze sterowaniem komputerowym, ale w przypadku chwilowej awarii komputera taka sekcja pozostaje sprawna, ponieważ każdy rodzaj sprzętu może działać na przygotowanej wcześniej dyskietce na wypadek awarii. nagły wypadek.

W działaniu DNC obejmuje zarządzanie pozostałym wyposażeniem zautomatyzowanej sekcji, np. zautomatyzowanym magazynem, systemem transportowym i robotami przemysłowymi, a także rozwiązywanie niektórych zadań organizacyjnych i ekonomicznych związanych z planowaniem i harmonogramowaniem pracy obiektu. Integralna część oprogramowania i wsparcia matematycznego DNC może istnieć wyspecjalizowany system do automatyzacji przygotowania UE. Edycja UE w DNC jest to możliwe na komputerze zewnętrznym, na którym odbywa się automatyczne przygotowanie UE, na komputerze sterującym grupą obrabiarek oraz na komputerze wbudowanym w CNC danej maszyny. We wszystkich przypadkach przygotowane i wyedytowane UE dla wyposażenia obiektu są przechowywane w pamięci komputera grupy kontrolnej maszyn, skąd są przesyłane do maszyn kanałami komunikacyjnymi.

^ Systemy klas HNC

Klasa operacyjna CNC HNC umożliwiają ręczne wprowadzanie programów do pamięci elektronicznej komputera CNC bezpośrednio z jego konsoli. Program składający się z odpowiednio dużej liczby ramek można łatwo wpisać i poprawić za pomocą klawiszy lub przełączników na panelu sterowania CNC. Po debugowaniu jest ustalany do końca przetwarzania partii identycznych przedmiotów. Pierwotnie klasa CNC HNC, mając uproszczony schemat, w niektórych przypadkach nie miał możliwości dokonywania poprawek, pamięci buforowej i innych elementów.

Nowoczesna klasa CNC ^HNC zbudowany w oparciu o najlepszą klasę CNC CNC, tylko formalnie różni się od tego ostatniego brakiem urządzeń do wprowadzania UE z taśmy perforowanej. Ale klasa CNC HNC posiadać urządzenie wejściowe do podłączenia urządzeń zewnętrznych. Najnowsze modele klasy CNC HNC mają zwiększoną pojemność pamięci wbudowanego mikrokomputera. Takie urządzenia umożliwiają programowanie z poziomu konsoli CNC w trybie dialogowym oraz z wykorzystaniem dużego archiwum standardowych podprogramów zapisanych w pamięci wbudowanego mikrokomputera. Te podprogramy są wywoływane na ekranie za pomocą polecenia z pilota, zarówno schemat przetwarzania, jak i tekst z listą niezbędnych danych, które należy wprowadzić do CNC zgodnie z wybranym podprogramem, są wyświetlane na ekranie.

Zajęcia CNC CNC, DNC, HNC zapewniają również automatyczny wybór narzędzi spośród dostępnych w warsztacie, określają tryby obróbki wybranego narzędzia dla części wykonanych z różnych materiałów, znajdują optymalną kolejność operacji itp. - lub specjalne prace wstępne o charakterze technologicznym. To oczywiście nakłada zwiększone wymagania na profesjonalne przygotowanie operatora maszyny CNC. Szereg CNC rozważanej klasy umożliwia programowanie równolegle z pracą maszyny według wcześniej opracowanego i zapisanego w pamięci CNC programu, co eliminuje przestoje maszyny.

Zajęcia CNC CNC, DNC, HNC odnoszą się do urządzeń o zmiennej strukturze. Główne algorytmy działania tych urządzeń są ustalane programowo i mogą być zmieniane dla różnych warunków, co pozwala zmniejszyć liczbę modyfikacji CNC i przyspieszyć ich rozwój, w tym CNC z algorytmami samoregulacji. CNC tych klas mają budowę komputera i posiadają charakterystyczne cechy komputera. System CNC musi być odpowiednio zaprogramowany do działania. W tym celu takie systemy posiadają specjalne oprogramowanie i oprogramowanie matematyczne, które jest zespołem algorytmów do przetwarzania informacji otrzymanych w postaci UE. Oprogramowanie matematyczne można wprowadzić do systemu za pośrednictwem urządzenia wejściowego, a także głównego UE. Wtedy system CNC należy do klasy swobodnie programowalnych. W pozostałych przypadkach oprogramowanie jest osadzane w pamięci trwałej systemu na etapie jego wytwarzania. Jednak we wszystkich przypadkach istnieją możliwości zmiany, uzupełnienia, wzbogacenia tego oprogramowania, dzięki czemu takie CNC mają dużą elastyczność i możliwość rozbudowy funkcjonalnej.

Możliwości nowoczesnych klas CNC CNC, DNC, HNC nieograniczone i zdeterminowane jedynie możliwościami wykorzystywanych w nich komputerów.

Systemy klasy VNC

CNC klasy VNC umożliwiają wprowadzanie informacji bezpośrednio za pomocą głosu. Odebrane informacje są konwertowane do UE, a następnie wyświetlane w postaci grafiki i tekstu na wyświetlaczu, co zapewnia wizualną kontrolę wprowadzanych danych, ich korektę i obróbkę. Wprowadzanie mowy informacji jest szczególnie aktywnie wprowadzane do robotyki; W systemach sterowania robotami stosowane są dwie metody przetwarzania sygnałów mowy na polecenia: „synteza według reguł” lub „synteza według próbek”.

W pierwszym przypadku wprowadzanie głosowe jest realizowane tylko wtedy, gdy w pamięci konsoli operatora znajdują się reguły. Trudno tu uzyskać wysoką jakość ze względu na ograniczoną pojemność pamięci i złożoność programów do przesyłania wiadomości głosowych. System zawiera urządzenie do przechowywania kodów tekstowych komunikatów, konwerter tekstu oraz syntezator. Konwerter tekstu tłumaczy sygnały audio tekstu na znaki fonetyczne i przeprowadza parsowanie. Otrzymane symbole służą jako znaki kodowe do organizacji programu sterującego.

W metodzie „synteza przez próbki” syntezator opiera się na liniowym modelu produkcji mowy, opartym na głównych generatorach prądu, filtrze liniowym i modelu uczącym. Rozszerza to zakres poleceń wprowadzania mowy.

Jednak klasa CNC VNC nie zostały jeszcze przyjęte przez branżę, ale prawdopodobnie będą szeroko prezentowane w najbliższej przyszłości jako najbardziej zaawansowane konstrukcje zapewniające najwyższy poziom możliwości obsługi.

^ NEURO-FUZZY (HEYPO-FUZZY) SYSTEMY STEROWANIA

Początek pracy z komputerowymi sieciami neuronowymi sięga lat 40-tych, ale dopiero nowoczesne technologie komputerowe otworzyły drogę do ich komercyjnego wykorzystania. Obecnie wiele firm pracuje nad tworzeniem sieci neuronowych o różnym przeznaczeniu, ale jak dotąd tylko nielicznym udało się wdrożyć NEURO-FUZZY systemy zarządzania w praktyce produkcyjnej. W powszechnym przekonaniu systemy te należą do przyszłości.

Komputerowe sieci neuronowe to szczególny rodzaj komputerów, które w takim czy innym stopniu imitują procesy umysłowe mózgu. W tych komputerach dane są zorganizowane jak neurony mózgowe w sieci z wielopoziomowymi połączeniami. Systemy te po prostu rozwiązują nie tylko zwykłe standardowe zadania, ale przede wszystkim niestandardowe, niestandardowe zadania, które niespodziewanie pojawiają się podczas przetwarzania, których rozwiązanie wymaga niestandardowej logiki, tj. pewna inteligencja. Sieci neuronowe rozwiązują problemy, których zwykły szybki komputer nie jest w stanie rozwiązać.

^ Neuro-Fuzzy Generatory CNC W(solidny SODICK Sp., Japonia) to pierwszy na świecie przemysłowy system sterowania ze sztuczną inteligencją oparty na komputerowej sieci neuronowej. System służy do sterowania elektroerozyjnej wiertarki współrzędnościowej. Oprócz komputerowej sieci neuronowej, neuro-rozmyte obejmuje również rozmyty system sterowania lub sterowanie za pomocą zbiorów rozmytych z wykorzystaniem eksperckiej logiki rozmytej.

System zapewnia w pełni zautomatyzowaną kontrolę obróbki elektroerozyjnej, zapewniając jej optymalne warunki i tryby. Programowanie obróbki odbywa się w dialogu operator-CNC, w którym operator odpowiada jedynie na graficznie zilustrowane i intuicyjne pytania dotyczące maszyny (rys. 1.2).

Aby ustawić dane początkowe, tabele trybów i instrukcji nie są wymagane, operator wprowadza minimum danych, a sam system automatycznie oblicza tryby i warunki pracy maszyny. Jednocześnie od pozycjonowania do końca obróbki nie są potrzebne żadne kody CNC, a także specjalne doświadczenie na tym sprzęcie.

Ryż. 1.2. Schemat blokowy generatora Neuro-fuzzy CNC W
Rozmyta kontrola trybów i postępu obróbki z natychmiastową reakcją na wszelkie odchylenia optymalizuje proces pod kątem maksymalnej produktywności i wydajności. Neuronowy system uczenia się automatycznie koryguje wyniki i osiąga wymaganą jakość i wydajność. Doświadczenie samouczenia jest stosowane przez system w dalszym przetwarzaniu, ponieważ system pamięta, co robi. System nie wymaga długiego czasu opanowania, na maszynach z takimi systemami nawet niedoświadczony operator pracuje szybciej i wydajniej niż wykwalifikowany operator na maszynie z konwencjonalnymi systemami CNC.

ZADANIA ZARZĄDZANIA

Sterowniki programowalne

Kontroler to specjalistyczne urządzenie wyposażone w terminal w postaci komputera osobistego. Zwiększenie mocy i poziomu obsługi komputera osobistego umożliwia połączenie terminala, programatora i samego sterownika w jeden system komputerowy z dodatkowym modułem wejścia-wyjścia sygnałów elektrycznych.

Istnieje przedobraz zwany systemem ^ PCC (osobisty kontroler komputera)- osobisty sterownik programowalny). Rozwój RSS idzie w następujących kierunkach:


  • korzystanie z wersji jednokomputerowej z systemem Windows;

  • wzrost liczby funkcji interfejsu operatora dzięki sterowaniu wielotrybowemu i wykorzystaniu wbudowanych systemów narzędzi programistycznych;

  • utrzymywanie dynamicznych modeli graficznych zarządzanego obiektu w czasie rzeczywistym;

  • wykorzystanie wizualnego programowania elektroautomatyki (np. według rodzaju języka graficznego) wysoki wykres firmy Siemens).

Głównym zadaniem sterownika jest jednoczesne wykonywanie kilku poleceń i równoległe przetwarzanie sygnałów zewnętrznych. Każdy proces kontrolera, który musi przydzielić oddzielny wątek, działa w ramach procesu głównego. Czas procesora przydzielony przez system operacyjny procesorowi głównemu musi być podzielony między wątki. Czas procesora jest przydzielany do wątków w osobnych kwantach. W każdej kwantowej można zaimplementować tylko jeden wątek. Wszystkie strumienie podzielone są na grupy priorytetowe – im krótszy czas reakcji na wpływy zewnętrzne, tym wyższy priorytet strumienia

Polecamy również

Ładowanie...Ładowanie...