Построение автоматизированных систем управления технологическим процессом механической обработки
Покупка
Издательство:
ФЛИНТА
Год издания: 2019
Кол-во страниц: 100
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9765-4208-2
Артикул: 781155.01.99
Эксплуатация станков с ЧПУ возможна при наличии не только соответствующего технологического процесса, но и обеспечивающих его исполнение управляющих программ (УП). Поэтому программирование обработки для станков с ЧПУ отличается трудоемкостью и сложностью, требует от технолога высокой профессиональной подготовки, знания не только ряда технологических дисциплин, но и основ программирования, некоторых разделов математики.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 519: Комбинатор. анализ. Теория графов. Теория вер. и мат. стат. Вычисл. мат., числ. анализ. Мат. кибер..
- 667: Производство и применение красителей и лакокрасочных материалов. Технология нанес. лакокрас-х покрыт
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.01: Машиностроение
- 15.03.02: Технологические машины и оборудование
- 22.03.01: Материаловедение и технологии материалов
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
С. Н. Сергиенко, О. А. Клецова, Н. В. Фирсова ПОСТРОЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Учебное пособие 2-е издание, стереотипное Москва Издательство «ФЛИНТА» 2019
УДК 519.87: 6691 ББК 34.3в631.0 С 32 Научный редактор Грызунов В. И., доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой машинострое ния, материаловедения и автомобильного транспорта Орского гуманитарно-технологического института (филиала) ОГУ Рецензенты: Щеголев А. В., кандидат технических наук, генеральный директор АО «Механический завод»; Лысов В. И., кандидат технических наук, помощник заместителя главного инженера по научной работе АО «Механический завод» С 32 Сергиенко С.Н. Построение автоматизированных систем управления технологическим процессом механической обработки : учебное пособие / С.Н. Сергиенко, О.А. Клецова, Н.В. Фирсова. — 2-е изд., стер. — Москва : ФЛИНТА, 2019. — 100 с. — ISBN 978-5-9765-4208-2. — Текст : электронный. Эксплуатация станков с ЧПУ возможна при наличии не только соответствующего технологического процесса, но и обеспечивающих его исполнение управляющих программ (УП). Поэтому программирование обработки для станков с ЧПУ отличается трудоемкостью и сложностью, требует от технолога высокой профессиональной подготовки, знания не только ряда технологических дисциплин, но и основ программирования, некоторых разделов математики. УДК 519.87: 6691 ББК 34.3в631.0 ISBN 978-5-9765-4208-2 © Сергиенко С.Н., Клецова О.А, Фирсова Н.В., 2019 © Издательство «ФЛИНТА», 2019
Содержание Основные сокращения …………………………………… 4 Введение ………………………………………………….. 6 1 Основные понятия и определения ……………………. 8 2 Структура систем управления ………………………… 17 3 Классификация устройств …………………………….. 22 4 Модели ………………………………………………….. 23 5 Особенности изготовления ……………………………. 28 6 Траектории перемещений ……………………………... 31 7 Интерполяция …………………………………………... 41 8 Создание расчетно-графических карт (РГК) ………… 44 9 Особенности расчета …………………………………... 47 10 Структура и ее формы ………………………………... 52 11 Код ISO-7 ВIT ………………………………………… 54 12 Строение программоносителя ………………………. 61 13 Структура УП ………………………………………… 64 14 Составляющие кадры ………………………………… 66 15 Система координат …………………………………… 89 Библиографический список ……………………………... 99
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ АРМ – автоматизированное рабочее место; АСИ – автоматическая смена инструмента; АСПДЛ – автоматизированная система подготовки данных на перфоленте; АСТПП – автоматизированная система технологической подго товки производства; АСУ – автоматизированная система управления; АСУП – автоматизированная система управления производ ством; АЦП – аналого-цифровой преобразователь; АЦПУ – автоматизированное цифровое печатающее устройство; БД – база данных; БИС – большая интегральная схема; БПУ – бюро программного управления; ВТ – вычислительная техника; ГАП – гибкое автоматизированное производство; ГПК – гибкий производственный комплекс; ГПМ – гибкий производственный модуль; ГПС – гибкая производственная система; ДОС – датчик обратной связи; ДП – диалоговое прерывание; ИО – информатор ошибки; ИОС – информация обратной связи; КД – конструкторская документация; КИП – компьютерно-интегрированное производство; КЦПП – кустовой центр подготовки программ; НИР – научно-исследовательские работы; НМД – накопитель на магнитных ЭВМ дисках; ОГТ – отдел главного технолога; ОТК – отдел технического контроля;
ПК – персональный компьютер; ПМО – программно-математическое обеспечение; ППЗУ – перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство; ПЦ – постоянный цикл; РТК – расчетно-технологическая карта; САП – система автоматизации программирования; САПР – система автоматизированного проектирования; СОЖ – смазочно-охлаждающая жидкость; СПД – система подготовки данных; СПО – системное программное обеспечение; СПУ – система программного управления; СУБД – система управления базами данных; СЧПУ – система числового программного управления; ТД – технологическая документация; ТЗ – техническое задание; ТП – технологический процесс; ТПП – технологическая подготовка производства; ТУ – технические условия; УП – управляющая программа; УЧПУ – устройство числового программного управления; ФСУ – фотосчитывающее устройство; ЧПУ – числовое программное управление; ШД – шаговый двигатель; ЭВМ (компьютер) – электронно-вычислительная машина; ЭЛТ – электронно-лучевая трубка.
Введение Эксплуатация станков с ЧПУ возможна при наличии не только соответствующего технологического процесса, но и обеспечивающих его исполнение управляющих программ (УП). Поэтому программирование обработки для станков с ЧПУ отличается трудоемкостью и сложностью, требует от технолога высокой профессиональной подготовки, знания не только ряда технологических дисциплин, но и основ программирования, некоторых разделов математики. Программирование технологических процессов для станков с ЧПУ – качественно новый этап, на котором выполняется значительная часть работы, перенесенная из сферы непосредственного производства в область его технологической подготовки. Так, действия квалифицированного рабочего, обрабатывающего заготовку на обычном станке, заменяются на станке с ЧПУ автоматической работой станка по управляющей программе, содержащей подробную информацию о последовательности и характере функционирования его исполнительных механизмов. Требования к квалификации оператора станка снижаются, так как задачи формообразования теперь решает технолог-программист в процессе подготовки УП. При подготовке УП перерабатывается большой объем техноло гической информации. В ряде случаев поиск и нахождение оптимальных решений возможны лишь при широком использовании в процессе программирования электронно-вычислительных машин. Методы и организация подготовки УП на предприятиях зависят от доступа к ЭВМ, наличия и совершенства специального программноматематического обеспечения (ПМО), типизации технологических процессов, серийности изделий, профессионального уровня работников технологических служб. Развитие и широкое распространение в промышленности средств вычислительной техники, применение ЭВМ для управления участками станков и создание автоматизированных рабочих мест – все это создает предпосылки для полного пе
рехода на автоматизированную подготовку УП для станков с ЧПУ. При этом неизбежно слияние систем автоматизации программирования (САП) изготовления изделий с системами автоматизации их проектирования (САПР), что связано с решением насущного вопроса производства – комплексной автоматизации проектирования и изготовления.
1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Ниже приведены применяемые в науке, технике и производстве термины и основные понятия в области систем числового программного управления металлорежущими станками, установленные Стандартами Российской Федерации [1]. Абсолютный размер – линейный или угловой размер, задавае мый в УП и указывающий положение точки относительно принятого нуля отсчета. Автоматизированная подготовка УП – подготовка и контроль УП с применением ЭВМ. Автоматическая работа системы устройства ЧПУ (автомати ческая работа) – функционирование СЧПУ (УЧПУ), при котором отработка УП происходит с автоматической сменой кадров УП. Адаптивное ЧПУ станком (адаптивное управление) – ЧПУ, при котором обеспечивается автоматическое приспособление процесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям. Адрес ЧПУ (адрес) – часть слова УП, определяющая назначение следующих за ним данных, содержащихся в этом слове. Алгоритм – формальное предписание, однозначно определяю щее содержание и последовательность операций, переводящих совокупность исходных данных в искомый результат – решение задачи. Аппаратное устройство ЧПУ – устройство ЧПУ, алгоритмы ра боты которого реализуются схемным путем и не могут быть изменены после изготовления устройства. Аппроксимация – процесс замены одной функциональной зави симости другой с определенной степенью точности. Байт – единица скорости передачи информации; 1 байт = 1 бит/с.
Бит – одноразрядная единица двоичной информации. Бод – единица количества двоичной информации, равная восьми битам. Ввод УП (ввод) – функционирование УЧПУ, при котором ввод данных в память УЧПУ с программоносителя происходит от ЭВМ верхнего ранга или с пульта оператора. Вывод УП (вывод) – функционирование УЧПУ, при котором происходит вывод хранимой в памяти УЧПУ управляющей программы на носитель данных. При выводе УП могут выводиться дополнительные данные, используемые при отработке УП и хранящиеся в памяти УЧПУ, например константы. Геометрическая информация – информация, описывающая фор му, размеры элементов детали и инструмента и их взаимное положение в пространстве. Геометрический элемент – непрерывный участок расчетной траектории или контура детали, задаваемый одним и тем же законом в одной и той же системе координат. Главный кадр – кадр УП, содержащий все данные, необходимые для возобновления процесса обработки заготовки после перерыва. Главный кадр УП обозначают специальным символом. Групповое ЧПУ станками (групповое управление) – ЧПУ груп пой станков от ЭВМ, имеющей общую память для хранения управляющих программ, распределяемых по запросам от станков. Датчики обратной связи (ДОС) – устройства, с помощью кото рых собирается информация обратной связи. Дискретность задания перемещения – минимальное перемеще ние или угол поворота рабочего органа станка, которые могут быть заданы в УП. Дискретность отработки перемещения – минимальное пере мещение или угол поворота рабочего органа станка, контролируемые в процессе управления.
Дисплей – устройство визуального отображения алфавитно цифровой и графической информации. Наиболее распространены дисплеи телевизионного типа. Задающая информация (программа управления) – информация, известная до начала технологического процесса и зафиксированная тем или иным способом на материальном носителе, называемом программоносителем. В программе даются сведения о характере движения рабочих органов, их синхронизации, режимах обработки, различные технологические и другие команды. Зеркальная отработка – функционирование СЧПУ (УЧПУ), при котором рабочие органы станка перемещаются по траектории, представляющей собой зеркальное отображение траектории, записанной в УП. Значение коррекции диаметра фрезы (коррекция на фрезу) – расстояние по нормали к заданному контуру перемещения фрезы, на которое следует дополнительно переместить центр фрезы. Значение коррекции длины инструмента (коррекция на длину инструмента) – расстояние вдоль оси вращающегося инструмента, на которое следует дополнительно сместить инструмент. Значение коррекции положения инструмента (коррекция на по ложение инструмента) – расстояние по оси координат станка, на которое следует дополнительно сместить инструмент. Интерполятор системы ЧПУ станком – вычислительный блок системы ЧПУ, задающий последовательность управляющих воздействий для перемещения рабочих органов станка по осям координат в соответствии с функциональной связью между координатами опорных точек, заданных программой управления станком. Интерполяция – получение (расчет) координат промежуточных точек траектории движения центра инструмента в плоскости или пространстве. Интерфейс – совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих совместимость (взаимодействие) различных функ