Программные средства автоматизации в металлообработке

 Состав программных средств системы ЧПУ.

Структура управляющих программ для станков с ЧПУ приведена на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Структура управляющей программы для станков с ЧПУ

Пример кадра управляющей программы:

N001 G60 X0.60 Y- 4.22 F112 S24 T01 M03 ПС

Все символы приводятся в коде ISO-7bit (см. главу 4). Буквенные символы имеют значение адреса, закрепленное постоянно. За буквой следует числовая количественная информация.

Символ раньше записывался в одной строке 8-дорожечной перфоленты, используемой как программоноситель управляющей программы. 8-й бит информации используется для ее контроля (для обеспечения помехозащищенности) – в каждой строке (байте информации) должно находиться и считываться только четное число отверстий. Перфолента – основной программоноситель в СЧПУ, выпущенных до 1985 года, и основной источник сбоев в станках с ЧПУ.

Управляющие программы для станков с ЧПУ.

Формат – принятый (рекомендуемый) для данного УЧПУ порядок расположения слов в кадре и структура каждого отдельного слова по ГОСТ 20999–83. Различные УЧПУ имеют и разные форматы УП, примеры которых приведены в табл. 7.1.

Форматы УП УЧПУ

Существуют следующие способы подготовки УП:

1) ручная;

2) в технологическом бюро;

3) на станке с системой ЧПУ типа CNC в диалоговом режиме, используя систему автоматизированной подготовки программы.

Ручная подготовка программ в коде ISO-7bit требует кропотливого отбора технологических решений, трудоемких геометрических расчетов, тщательного документирования отдельных этапов и может проводиться квалифицированными инженерами-техноло­гами. Такой способ существовал только в начале развития станков с ЧПУ.

В 90-х годах основным способом подготовки управляющих программ являлась их подготовка в технологических бюро, на инструментальной ЭВМ, с использованием систем автоматизированного программирования (САП УП для станков с ЧПУ).

В настоящее время в связи с увеличением памяти МПС системы автоматизированного программирования (САП) широко встраиваются в СЧПУ. Подготовка УП ведется в диалоговом режиме на станках с СЧПУ.

 Системы автоматизированного программирования для станков с ЧПУ - системы САР/CAE/САМ.

CAD Computer Aided Design или Computer Aided Drafting (проектирование и конструирование с помощью ЭВМ или черчение с помощью ЭВМ). Понятия «конструирование» и «черчение с помощью ЭВМ» – всего лишь малая часть функций, выполняемых САПР. Многие из систем выполняют существенно больше функций, чем просто черчение и конструирование

САЕ – Computer Aided Engineering (инженерные расчеты с помощью ЭВМ, исключая автоматизирование чертежных работ). Иногда этот термин использовался как понятие более высокого уровня – для обозначения всех видов деятельности, которую инженер может выполнять с помощью компьютера.

CAM – Computer Aided Manufacturing. Программирование устройств ЧПУ станков с помощью CAD-систем – отождествляют с понятием CAM (так называемые CAD/CAM-системы). В иных случаях под САМ понимают применение ЭВМ в управлении производством и движением материалов.

CAD/CAM-системы находят применение, начиная с решения сравнительно простых задач проектирования и изготовления конструкторско-техноло­гической документации и кончая задачами объемного геометрического моделирования, ведением проекта, управлением распределенным процессом проектирования и т.п. Современные изделия можно создать только с использованием CAD/CAM-систем на всех стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации.

CAD/CAM-системы находят применение в широком диапазоне инженерной деятельности, начиная с решения сравнительно простых задач проектирования и изготовления конструкторско-техноло­гической документации и кончая задачами объемного геометрического моделирования, ведением проекта, управлением распределенным процессом проектирования и т.п. Современные изделия можно создать только с использованием CAD/CAM-систем на всех стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации.

 Особенности многозадачных ОС РВ.

Управление станками ЧПУ, предъявляющими высокие требования к времени выполнения задач осуществляется операционными системами реального времени. Они обеспечивают гарантированное время реакции на внешние события и минимальные задержки.

Операционная система реального времени, ОСРВ (англ. Real-Time Operating System) — тип операционной системы.

Классическим примером задачи, где требуется ОС РВ, является управление роботом, берущим деталь с ленты конвейера. Деталь движется и робот имеет лишь маленький промежуток времени, когда он может её взять. Если он опоздает, то деталь уже не будет на нужном участке конвейера, и следовательно, работа не будет сделана, несмотря на то, что робот находится в правильном месте. Если он спозиционируется раньше, то деталь ещё не успеет подъехать, и он заблокирует ей путь.

Операционные системы реального времени (ОСРВ) имеют особенности:

· требование быстродействия решения задач, т.к. происходит управление реальными процессами;

· наличие многих задач, в которых изменяются только условия (операнды), но нет необходимости менять всю задачу;

· обеспечение организации очередей (приоритетов) решения задач и заявок к МПС;

· защита таблиц параметров, корректоров от искажения и несанкционированного доступа;

· инициализация (запуск) задач входными данными от датчика или оператора вызывает работу той или иной задачи с прерыванием предыдущей задачи (в зависимости от приоритета);

· динамическое изменение приоритетов: нормальный режим - работа по приоритетам, аварийный режим, когда МПС не успевает решать задачи низшего приоритета и они накапливаются - МПС должна прорешать задачи низшего приоритета, не решив задачи высшего приоритета;

· работа с нестандартными периферийными внешними устройствами и необходимостью создания дополнительных драйверов:

· требование высокой надёжности (дублирование, диагностика);

· наличие архивирования, статистики о работе МПС.