Вопрос 1. Основные принципы классификации систем управления технологическим оборудованием.
Управление - это целенаправленное воздействие на какой-либо объект или протекающий процесс с целью качественного или количественного изменения параметров и достижения определенных целей.
Всякое управление технологическим объектом включает в себя следующие компоненты:
- сбор первичных сведений об управляемом объекте (сведения об изделии, оборудовании и приемах обработки, записанные в УП), вторичных сведений (сведения, полученные во время управления)
- обработку полученных сведений (выполнение необходимых расчетов, анализ данных, проверка условий и т.д.);
- выводы и принятие необходимых решений;
- обеспечение управляющих воздействий.
УЧПУ наиболее полно и эффективно реализует все компоненты автоматического управления. ЧПУ придает технологическому оборудованию гибкость, так как перестройка его на новый вид технологического процесса, изделий сводится к переналадке оборудования и загрузке УЧПУ новыми управляющими программами с перезаписью новых параметров в массивы данных.
• По структуре: одноступенчатая и двухступенчатая.
1. Одноступенчатая - центральный диспетчерский пункт (ЦДП) имеет непосредственные линии связи и каналы телемеханики со всеми объектами и комплексами производства.
2. Двухступенчатая - связь осуществляется через промежуточные пункты (операторские или диспетчерские).
• По характеру использования:
1. для оперативного вмешательства в ход процесса;
2. для совершенствования организации управления;
3. для создания новых схем и конструкций, совершенствования машин и комплексов.
• По степени централизации:
1. централизованные (характеризуются наличием в системе единого командоаппарата, с помощью которого осуществляется управляющее воздействие на рабочие органы станка, определяющие требуемую последовательность, скорость, подачу, величину перемещений.)
Преимущества - компактность, малопротяженность линий связи.
Недостатки - значительные затраты на переоборудование из-за изменения конструкции командоаппарата.
Пример: коленвал токарно-револьверного станка;
2. Децентрализованные (характеризуются отсутствием командоаппарата, управляющее воздействие формируется каждым отдельным рабочим органом, с помощью упоров и путевых выключателей). Все операции в таких системах выполняются последовательно.
Преимущества - возможность организации управления значительным количеством объектов; исключение последующих сигналов при невыполнении предыдущих, быстрое перерегулирование.
Недостатки - большая протяженность линий связи (увеличение погрешности), из-за регулировки и переустановки упоров значительные затраты времени.
Пример: робототехнический комплекс (РТК) следящего привода.
• По управлению движением:
1. путевые (управление по положению с помощью путевых выключателей, упоров, кулачков);
2. командные (управление по времени с помощью командоаппаратов и ПМК);
• По типу программоносителя: магнитные ленты и диски; перфокарты и перфоленты; ЛВС - локально-вычислительные сети; копиры и шаблоны; кулачки и маховые механизмы.
• По элементной базе: электрические; механические; гидравлические и пневматические.
2. Задачи СУТО:
1) Обеспечение требуемых действий исполнительных механизмов.
2) Обеспечение заданных режимов.
3) Обеспечение требуемых параметров объекта производства.
4) Выполнение вспомогательных параметров.
Требования.
1) Обеспечение высокой мобильности.
2) Обеспечение выполнения сложных задач функционирования.
3) Простота конструкции и низкая себестоимость.
4) Возможность дистанционного управления.
5) Возможность саморегулирования.
Команды СУТО.
- Технологические - предусмотренные техпроцессом.
- Цикловые - изменение параметров, инструмента, СОЖ, реверс.
- Служебные - выполняемые с помощью логических операций.
Классификация систем, по характеру информации записанной на программоносителе; системы непрерывные, дискретные и дискретно-непрерывные.
В непрерывных системах программа записывается непрерывно. Если применяется система с фазовой модуляцией, то программа представляется синусоидальным напряжением, фаза которого пропорциональна программируемым перемещениям; в системах с амплитудной модуляцией перемещениям пропорциональна амплитуда этого напряжения.
В дискретных (импульсных) системах информация о перемещениях задается соответствующим числом импульсов. Если механизм перемещения оснащен датчиком импульсов и для учета перемещения используется счетная схема, то систему называют счетно-импульсной. Если исполнительным устройством является шаговый двигатель, то систему называют шагово-импульсной.
В импульсно-фазовых устройствах ЧПУ суммирование импульсов, задаваемых программой, производится в фазовом преобразователе, выходной, сигнал которого в виде угла сдвига фазы переменного напряжения пропорционален количеству импульсов программы.
Классификация систем по изменению режимов обработки системы ЧПУ
По изменению режимов обработки системы ЧПУ подразделяются на цикловые, программные и адаптивные.
Цикловые системы осуществляют движения с повторяющимися циклами. В них применяется кулачковое, аппаратное, микропрограммное и программируемое управления. При кулачковом управлении используют для задания режимов штекерные панели, аппаратное управление осуществляют при помощи релейно-контактной или бесконтактной аппаратуры. Для микропрограммного управления применяют запоминающие устройства микрокоманд, а программируемое управление режимами обработки основано на использовании средств программируемой логики.
В программных системах ЧПУ изменение режимов обработки осуществляется программными средствами с использованием программоносителя или памяти ЭВМ.
Применение адаптивного управления позволяет производить автоматическое изменение режима обработки независимо от программы.
Числовое программное управление обеспечивает управление по нескольким координатам, поэтому его широко применяют на многооперационных станках (обрабатывающих центрах) с автоматической сменой инструмента и обрабатываемых деталей.
Все СУТО включают в себя следующие узлы (Рисунок 37): считывающее устройство, предназначенное для ввода управляющей программы с программоносителя (СУ); пульта ввода (ПВ); который предназначен для ввода управляющей программы с помощью клавиатуры, а также для назначения режимов работы, подачи разовых команд и индикации контроля состояния устройства; узла ввода (УВв), обеспечивающего выбор режима ввода, режима управления станком и устройством, вызов автоматических циклов по специальной команде G80 с встраиванием в циклы фактических параметров, управление лентопротяжным механизмом в старт-стопном режиме во время отработке управляющей программы (УП) и управление перемоткой ленты в начало программы, расшифровку адресов команд, временное хранение их содержимого и ввод в соответствующие регистры памяти содержимого команд по расшифрованному адресу. Кроме того, данное устройство управляет лентопротяжным механизмом во время поиска кадра N, заданного на переключателе
Рисунок 37- Структурная схема типового позиционного УЧПУ
Пульт коррекции (ПК) предназначен для набора и хранения коррекции по предусмотренным адресам. Узел коррекции (УК) обеспечивает последовательное считывание цифровой информации, установленной на переключателях, ввод считываемой информации с нормализацией по запросам в УП в соответствующие адреса (адреса инструментов или координат).
Пульт индикации (ПИ) обеспечивает индикацию информации на экране по задействованным адресам (построчно или по страницам) и представляет собой лучевую трубку, в левой части которой растровые строки индицируют действительное положение рабочих органов, а в правой части - заданные значения в УП. Пульт индикации может работать в рабочем и проверочном (без отработки) режимах, что дает возможность получить необходимую информацию. Пульт индикации вместе с пультом ввода является видеомонитором.
Вопрос 2. Технические характеристики систем, их особенности.
