УДК 681.142.2

Цифровые системы управления и обработки информации. Конспект лекций. Модуль 1: Организация и программирование систем ЧПУ. (для студентов специальности 7.05020201 “Автоматизированное управление технологическими процессами”) / Сост. А. А. Сердюк. - Краматорск: ДГМА, 2013. – 162 с.

Излагаются особенности проектирования современных систем ЧПУ. Освещается архитектурная организация систем ЧПУ. Приводятся методики проектирования информационной модели систем ЧПУ и разработки программного обеспечения систем ЧПУ.

Составитель А. А. Сердюк, доц.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ

СИСТЕМ ЧПУ............................................................................................... 5

1.1 Задачи числового программного управления станками....................... 5

1.2 Варианты архитектурной организации современных систем ЧПУ...... 6

1.3 Варианты реализации открытой архитектуры систем ЧПУ............... 13

1.4 Организация связей между компонентами системы управления........ 17

1.5 Особенности реализации стандартов в системах ЧПУ........................ 19

1.6 Реализация интерфейсных OPC в системах ЧПУ................................. 23

1.7 Сущность производственных стандартов STEP.................................. 28

1.8 Разработка управляющих программ в стандарте STEP-NC.............. 30

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ.................... 36

2.1 Управление процессами операционной системой ЧПУ....................... 36

2.2 Состав информационной модели.......................................................... 41

2.3 Система ЧПУ и объект управления как функциональный автомат.... 43

2.4 Языки программирования и управление систем ЧПУ........................ 45

2.5 Анализ кадра управляющей программы............................................. 48

2.6 Пример проектирования управляющей таблицы МП-автомата......... 49

3 МЕТОДЫ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИКОЙ...... 52

3.1 Применение метода маскирования....................................................... 52

3.2 Метод бинарных программ (разложение в ряд Шеннона)................. 53

3.3 Метод адресных переходов.................................................................. 54

3.4 Метод маскирования многоместных логических функций................. 56

3.5 Формализм описания сложных автоматических циклов..................... 58

3.6 Графическое представление параллельных процессов сетью Петри.. 63

3.7 Формальное определение сети Петри.................................................. 65

3.8 Применение сетей Петри для моделирования...................................... 67

3.9 Разработка сети Петри для моделирования цикла автоматической
смены инструмента..................................................................................... 70

3.10 Моделирование процесса управления гибкими производственными модулями (ГПМ)........................................................................................................... 73

4 РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ................................ 75

4.1 Базовые понятия.................................................................................... 75

4.2. Координатные оси и координатные системы...................................... 77

4.3 Программирование интерполяции....................................................... 85

4.4 Сплайновая интерполяция.................................................................. 100

4.5 Что дает применение сплайновой интерполяции?............................. 104

5 МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ЧПУ....................................................... 107

5.1 Анализ целей и задач модернизации.................................................. 107

5.2 Модернизация станков ЧПУ на базе систем ЧПУ SINUMERIK....... 112

5.3 Разработка структурной схемы системы ЧПУ станка и её конфигурирование.................................................................................................................... 121

5.4 Разработка алгоритмов программного обеспечения........................ 129

6 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРЫ И КОМПОНЕНТОВ SIMODRIVE.................................................................................................................... 133

6.1 Общая характеристика двигателей..................................................... 133

6.2 Обзор датчиков................................................................................... 135

6.3 Обзор приводных модулей SIMODRIVE.......................................... 139

6.4 Модули питания.................................................................................. 145

7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИВОДА SIMODRIVE.......... 148

7.1 Принципы выбора двигателей, датчиков и плат управления........... 148

7.2 Косвенная регистрация положения с аналоговым и цифровым интерфейсами.................................................................................................................... 150

7.3 Прямая регистрация положения с аналоговым управлением........... 152

7.4 Прямая регистрация положения с цифровым управлением............. 155

7.5 Выбор и подключение модулей структуры привода........................ 158

ЛИТЕРАТУРА........................................................................................... 162