ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы СТАНКИ С АДАПТИВНЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ из "Адаптивные робототехнические комплексы " Терминология в области систем ЧПУ станков устанавливается ГОСТ 20523—80. Согласно этому стандарту, управляющей программой называется совокупность команд, реализующая алгоритм обработки детали на языке программирования. Устройством ЧПУ называется автоматическое устройство, формирующее управляющие воздействия на исполнительные приводы в соответствии с заданной управляющей программой и сигналами обратной связи о состоянии станка. Наконец, системой ЧПУ называется устройство ЧПУ вместе с необходимым программным обеспечением, обеспечивающим автоматическое управление станком в соответствии с заданной программой. [c.105] Современные системы ЧПУ принято делить на два класса системы с жесткой (постоянной) структурой и системы с гибкой (программируемой) структурой. [c.105] В системах ЧПУ с жесткой структурой все функции управления (алгоритмы интерполяции, типовые циклы и т. п.) реализуются аппаратно. Примерами таких систем могут служить отечественные системы ЧПУ Контур-2ПТ и Н-22 (для токарных станков), Контур-ЗП и Н-33 (для фрезерных станков), Раз-мер-2М и П-33 (для координатно-расточных станков). В этих системах управляющая программа обычно кодируется на перфоленте и вводится в устройство ЧПУ. [c.105] Системы ЧПУ с постоянной структурой в обозначениях международного стандарта ISO относятся к типу N Numeri al ontrol). Они обладают рядом недостатков. Так, хранение управляющей программы на перфоленте и ее ввод по частям (кадрам) существенно снижает надежность систем ЧПУ около 70 % сбоев в N -системах приходится на работу с перфолентой. Кроме того, затруднено переобучение станка новым технологическим операциям из-за необходимости всякий раз заново перебивать перфоленту. [c.105] Гибкость компьютерных систем ЧПУ делает их эффективным средством управления не только станками, но и другим оборудованием РТК (роботами, складами и т. п.), поэтому N -системы широко используются в системах управления РТК и ГАП. Отечественная промышленность освоила серийный выпуск различных систем ЧПУ типа N . К ним, в частности, относятся системы 2У-32, 2С-42, 2Р-22, НЦ-80-31 и Размер-4 . В ближайшие годы производство N -систем резко возрастет. [c.106] Недостатком DN -систем на базе мини-ЭВМ является сравнительно высокая стоимость и большие габариты. В связи с этим сначала считалось, что индивидуальное использование мини-ЭВМ для ЧПУ станком слишком дорого и можно обойтись более простыми системами ЧПУ типа N и N . Что же касается DN -систем, то их предполагалось использовать для ЧПУ группой станков. Согласно стандарту США EIA DN -система трактуется как система, содержащая некоторое число станков с ЧПУ, объединенных общим запоминающим устройством для хранения программ, запрашиваемых для управления станками . [c.107] Обычно станки с ЧПУ специализируются на выполнении какой-либо одной группы технологических операций фрезеровании, сверлении и т. п. Вследствие этого значительная доля рабочего времени затрачивается на передачу детали с одного станка на другой, а доля времени работы системы ЧПУ очень мала (менее 20 % полного цикла обработки). Для устранения этих потерь были разработаны многооперационные станки с ЧПУ, получившие название обрабатывающих центров . Основная идея, реализуемая в таких станках, заключается в том, чтобы осуществлять всю обработку изделия с одной установки в рабочей зоне — центре обработки. Для этого станок снабжается несколькими шпинделями, магазином инструментов и устройством автоматической смены инструмента при переходе с одних операций на другие. В результате получается универсальный комбинированный станок, объединяющий возможности нескольких различных специализированных станков с ЧПУ. Для управления такими сложными обрабатывающими центрами обычные N - и N -системы зачастую непригодны. Наиболее адекватным средством ЧПУ или АПУ такими многооперационными станками являются DN -системы, обладающие необходимыми быстродействием и памятью. [c.107] На практике задача согласования решается посредством адаптации системы ЧПУ к данному станку. Для этого в системах ЧПУ типа N и DN , использующих в своем составе микро-или мини-ЭВМ, выделяются две специальные области памяти, которые закрепляются за станочными параметрами и параметрами системы ЧПУ. Присваивая определенные значения этим параметрам, можно уточнить или ограничить функции ЧПУ, скорректировать управляющие программы, скомпенсировать неопределенности и возмущения, настроить подсистемы контроля и диагностики и т. п. [c.108] Полный набор параметров станка и системы ЧПУ, нуждающихся в согласовании, достигает нескольких десятков или сотен, поэтому согласование вручную чрезвычайно трудоемко и далеко не оптимально. Трудности усугубляются тем, что согласуемые параметры разнородны (функциональные переменные, константы, двоичные признаки) и сильно различаются по назначению (условный или безусловный переход, блокировка, задание границ изменения переменной и т. д.), по характеру ввода (однократный при стыковке системы ЧПУ с данным станком и непрерывный при с онастройке параметров системы ЧПУ в процессе эксплуатации) и по доступности (доступны наладчику, требуют дополнительных измерений и испытаний). Для преодоления возможных трудностей необходимы дальнейшие исследования по классификации и систематизации согласуемых параметров, организации банков данных и созданию программных средств автоматического приспособления (адаптации) системы управления к конкретному станку и условиям его эксплуатации в составе РТК или ГАП. [c.108] Главными достоинствами адаптивных систем DN являются возможность составления и корректирования программ движения непосредственно в процессе работы станка, способность автоматической компенсации погрешностей и возмущений, а также возможность автоматической диагностики неисправностей. Алгоритмы программирования движений, самонастройки законов управления и диагностики неисправностей реализуются в виде прикладного программного обеспечения для мини-ЭВМ. [c.108] Важную роль при разработке систем АПУ станков и обрабатывающих центров играет активный контроль размеров обрабатываемой детали и инструмента. Наряду с выносным контролем (на базе координатно-измерительных машин и роботов) все шире применяется и оперативный встроенный контроль. Для его организации используются различные средства контроля и измерения ультразвуковые, тактильные, телевизионные, оптические (в том числе лазерные и голографические) и другие виды датчиков. Организация обратных связей по сигналам, снимаемым с этих датчиков, и адаптивная коррекция коэффициентов усиления в каналах обратной связи позволяет существенно повысить эффективность управления станком в изменяющихся производственных условиях. Такие условия особенно характерны для Г АП. [c.109] Дальнейшее совершенствование станков с адаптивным управлением связано с введением в DN -системы элементов искусственного интеллекта. Сегодня уже ведутся интенсивные исследования в области интеллектуального управления станками. При этом значительное внимание уделяется визуальному контролю качества обработки, распознаванию ситуаций (например, аварийных ситуаций типа поломки инструмента), планированию технологических операций и оптимизации режимов обработки в недетерминированной рабочей обстановке. [c.109] Комплексирование станков и роботов с общим программным, адаптивным или интеллектуальным управлением от ЭВМ позволяет создавать РТК новых типов и поколений. Эти адаптивные РТК представляют собой основное технологическое оборудование как для некоторых современных, так и для многих перспективных ГАП. [c.109] В общем случае система автоматизации программирования (САП) станков состоит из двух основных элементов станочно-ориентированного языка программирования и собственно системы программирования на ЭВМ. [c.109] Система программирования состоит из комплекса системных (сервисных) и прикладных программ для ЭВМ, представляющих собой программное обеспечение. В процессе работы САП станка эти программы заносятся в оперативную память компьютера и осуществляется ввод и интерпретация (расшифровка содержания) текста программы обработки. После необходимых вычислений результаты кодируются в виде управляющей программы, ориентированной на конкретный станок. [c.110] Появление в последние годы DN -систем на базе мини-ЭВМ открыло принципиально новые возможности для построения систем АПУ станками. Такие DN -системы позволяют программно реализовать алгоритмы адаптивного управления практически любой сложности. Для изменения алгоритмов управления достаточно изменить соответствующие программы мини-ЭВМ. [c.110] Системы АПУ типа DN относятся к классу систем с гибкой перепрограммируемой) структурой. Они настраиваются на обработку определенной детали выбором соответствующих программ адаптивного управления, хранящихся в ПЗУ. При этом широко используются программные средства автоматизации программирования и диагностики неисправностей, которые органически сочетаются со средствами адаптивного управления приводами. Благодаря наличию всех этих средств на одной и той же мини-ЭВМ резко сокращается время программирования и увеличивается эффективность и надежность DN -системы АПУ, что особенно важно в условиях ГАП с большой номенклатурой изделий. [c.110] Автоматическое программирование систем АПУ обычно производится непосредственно перед началом обработки. В ряде случаев процесс программирования упрощается, так как вместо полного задания технологии обработки детали достаточно задать лишь основные параметры технологических операций. Так, например, для сверления отверстий радиуса г, центры которых расположены на окружности радиуса R R 2г), достаточно задать величины г и / , а также угловые координаты ф расположения отверстий относительно координатной оси. Для сравнения заметим, что при изготовлении программы на перфоленте для обычной N -системы программист должен предварительно рассчитать координаты всех точек сверления и соответствующим образом их закодировать. Мини-ЭВМ в DN -системах выполняет подобные вспомогательные операции автоматически. [c.110] Вернуться к основной статье