11.4.2. Системы чпу класса cnc.

Разработка систем ЧПУ с использованием мини-ЭВМ, а затем микропроцессора и БИС-памяти, получивших название систем класса CNC (Computer Numerical Control), привела к коренным изменениям в технике программного управления станками (рис.32). На рисунке 1 - блок считывания; 2 - пульт управления и индикации; 3 - блок ввода; 4 - постоянное запоминающее устройство (запоминаются программы декодирования, интерполяции и др.); 5 - оперативное запоминающее устройство (запоминаются величины коррекции, программа обработки и др.); 6 - центральное арифметическое устройство; 7 - блок управления приводом (импульсно-фазовый преобразователь и др.); 8 - блок управления приводами подач; 9 - блок согласования со станком; ТГ - тахогенератор; ДОС - датчик обратной связи.

Особенностью систем управления класса CNC является их структура, соответствующая структуре управляющей ЭВМ, включающая вычислительное устройство (процессор), блоки памяти и ввода-вывода информации. При этом объем функций, характер проводимых операций и их последовательность определяются не специальными схемами, как было раньше в системах класса NC, а специальными программами функционирования, которые вводятся в блок памяти устройства и хранятся там постоянно или до замены. Переработка исходной информации, содержащейся в программе управления, ведется в соответствии с программами функционирования. Согласно этим же программам формируются команды на приводы подач станка и его электроавтоматику.

Рис. 32. Структурная схема системы ЧПУ класса C N C

С появлением систем класса CNC значительно расширились функциональные возможности программного управления, появились функции, которые раньше не могли быть реализованы: хранение программы управления и ее редактирование непосредственно на рабочем месте, расширенные возможности индикации на дисплее, диалоговое общение с оператором, широкие возможности коррекции, в том числе и погрешностей станка, развитая система диагностики неисправностей, возможность изменения программным способом функций системы управления в процессе ее эксплуатации, реализации функций электроавтоматики и др.

Первое поколение систем ЧПУ класса CNC было построено на базе универсальных мини-ЭВМ. Мини-ЭВМ в системе ЧПУ сохраняла свою универсальность в обработке данных и ориентировалась на решении задач программного управления путем соответствующего математического обеспечения, вводимого в виде программ в перфоленты в память системы. Данные системы ЧПУ получили название систем со свободно программируемыми алгоритмами. Их недостатком является высокая стоимость.

Системы ЧПУ класса CNC, построенные на базе микропроцессорных наборов и относительно дешевых и контактных интегральных схем памяти (БИС-памяти), являются системами с жестко программируемыми алгоритмами. Это означает, что основной объем функций управления в виде программ содержится в постоянном энергонезависимом запоминающем устройстве. Он определяется при изготовлении системы и в дальнейшем не изменяется. То же самое касается функций, реализуемых в виде схем. Но и при этом имеются функциональные участки системы, в которых обеспечивается возможность так называемого свободного программирования, т.е. доступ оператора к содержимому памяти системы управления и возможности его изменения в режиме диалога. Сюда относятся хранение и редактирование управляющих программ; ввод и изменение хранимых в памяти величин различных коррекций и параметров; реализация функций цикловой логики станка; формирование типовых технологических циклов обработки, что значительно упрощает составление программы управления за счет обращения к набору этих постоянных циклов.

Особо необходимо отметить большие возможности систем ЧПУ по коррекции погрешностей станка (погрешности изготовления ходового винта привода подач, отклонений от прямолинейности перемещений рабочих органов, тепловых деформаций и др.), а также диагностики состояния станка и системы ЧПУ.

По своим функциональным характеристикам современные микропроцессорные системы управления можно разделить на два типа: с вводом программы на перфоленте и с вводом вручную.

Второй тип систем ЧПУ получил название систем класса HNC (Hand Numerical Control). Программа управления в этих системах вводится оператором с помощью клавишей на панели управления и хранится в памяти системы. Поэтому при применении данных систем ЧПУ повышается роль и значение квалифицированного оператора, который может сам составлять и вводить программу управления.