Задачи числового программного управления станками

Задачи программного управления определяют спецификацию функций, которые должна выполнять система управления.

В общем случае перечень этих функций может представлять сотни позиций, однако большинство функций формируется как бы автоматически, согласно сформированным представлениям и опыту проектирования систем ЧПУ по сравнительно небольшому перечню основных требований.

В зависимости от сложности технологических процессов и задач управления системы ЧПУ можно разделить на четыре группы:

· простые системы с минимальным набором функций, которые используются для управления автоматикой в манипуляторах, пилах, подъемниках, штамповочных молотах и др.;

· системы со стандартным набором функций, например, устройства ЧПУ для токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных станков, в которых предусмотренные стандартные программное и аппаратное средства, которые удовлетворяют большинства требований потребителей;

· системы с гибкими возможностями для уникального оборудования, которые разрешают управлять большим числом координат, создать оптимальную конфигурацию системы управления и отличаются широким спектром функций;

· системы, объединенные в локальные вычислительные сети с несколькими операционными системами, предназначенные для решения задач комплексной автоматизации участка или цеха.

Приступая к проектированию системы программного управления, необходимо, в первую очередь, изучить технологические процессы, проанализировать их особенности и недостатки, которые следует устранить, сформулировать требования к техническим и программным средствам.

На основе подготовленных требований формулируется структура задач ЧПУ, что в общем случае сводится к следующему.

1. Терминальная задача. Она содержит в себе ряд функций:

· введение управляющих программ, анализ их корректности, редактирование и хранение программ;

· общение с оператором, задание необходимых режимов работы;

· тестирование и диагностика;

· обеспечение связи и взаимодействия с другими системами.

2. Логическая задача. Эта задача содержит в себе функции:

· управление автоматикой (количество устройств автоматики на оборудовании средней сложности достигает нескольких сотен единиц);

· сбор и обработка информации от датчиков о состоянии объекта;

· чтение пульта, вывод сообщений на пульт.

3. Геометрическая задача. Эта задача включает функции программного управления координатными движениями, регулирование параметров технологической системы, компенсация нелинейностей и др.

Решение каждой задачи требует конкретизации функций прикладной компоненты NC.

Варианты архитектурной организации современных систем ЧПУ

Классификация архитектурных решений позволяет проследить эволюцию ЧПУ, а также понять содержание структурных преобразований систем ЧПУ. Системы ЧПУ, которые выпускаются в настоящее время можно разделить на две группы:

1. Программно-аппаратные системы CNC. Эти классические системы выпускаются лишь фирмами, которые имеют опыт разработки собственной высококачественной микроэлектронной аппаратуры. В настоящее время фирмы предлагают модификацию классической системы с персональным компьютером, который используется как терминал для удовлетворения нужд пользователей, желающих иметь гибкий интерфейс оператора.

2. Однокомпьютерные и двухкомпьютерные системы PCNC. PCNC-система содержит две компонента - терминальную (PC) и прикладную (NC). Каждая из компонент реализована или на отдельном компьютере (двухкомпьютерный вариант), или на одном компьютере, в котором на отдельной плате реализованное ядро операционной системы реального времени (однокомпьютерный вариант).

Варианты реализации отражают суммарный опыт разработчиков систем ЧПУ и перспективные тенденции.