Микропроцессоры и мини-ЭВМ в числовых системах управления
Микропроцессор – это устройство, отвечающее за выполнение логических, арифметических операций и операций управления, записанных в машинном коде, и реализованное в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.
Мини-ЭВМ – это устройство для обработки данных, состоящее из одного или нескольких микропроцессоров, оперативной и постоянной памяти, средств управления вводом и выводом информации.
В настоящее время разработчики станков с числовым программным управлением имеют принципиально новые технические средства - микропроцессоры для управления и мини-ЭВМ для отладки процессов управления. Появление микропроцессоров способствовало тому, что конструкторы стали активно использовать большие интегральные микросхемы. Это позволило привлекать современные средства автоматики и вычислительной техники к решению не уникальных технических задач. Микропроцессорные устройства систем числового программного управления создаются на основе микропроцессорных устройств автоматики с наращиванием их структуры дополнительными модулями, интерфейсами и периферийными устройствами. В большинстве случаев, за базовый вариант принимаются микропроцессорные системы на основе разработанных универсальных мини-ЭВМ с функциональной структурой и математическим обеспечением, проблемно ориентированным на управление технологическим оборудованием в реальном масштабе времени.
Благодаря программному способу легко можно заменить рабочие программы при переходе на изготовление нового изделия и быстро перестраивать алгоритм работы объекта управления. Благодаря набору отдельных блоков программ, можно скомпоновать программу для нужного процесса. В данном случае перенастройка устройства сводится к вводу в перепрограммируемую память электронно-вычислительной машины новой программы. К тому же, применение микропроцессорных систем позволяет решить задачу повышения гибкости производства.
В настоящее время на предприятиях эксплуатируется большое количество устройств с числовым программным управлением, построенных на разных принципах. Переход к большим интегральным схемам, микропроцессорным большим интегральным схемам и построенным микро-ЭВМ позволил создать систему числового программного управления, которая совмещает функции управления станком и решения отдельных задач подготовки управляющих программ.
Классы системы числового программного управления
Сейчас в промышленности используются системы числового программного управления следующих классов:
- HNC.
- CNC.
- DNC.
У систем класса HNC основным является режим ручного ввода программ в электронную память мини-ЭВМ с пульта. Из большого числа кадров программа легко набирается и исправляется при помощи переключателей или клавиш. По окончании отладки программа фиксируется до окончания процесса обработки партии одинаковых деталей. Такие системы позволяют осуществлять программирование с пульта в режиме диалога с применением стандартных подпрограмм из памяти, которые по команде вызываются на экран. В данном случае высвечиваются схемы обработки и текст, представляющий собой перечень данных по выбранной программе для ввода. В общем случае данные системы позволяют вести подготовку управляющей программы у станка по чертежам детали без предварительных работ технологического характера. Системы HNC обладают повышенным объемом памяти мини-ЭВМ; устройства для подключения сложной периферийной техники: систем считывания с перфолент и магнитных кассет; вывода данных, дополнительной памяти и т.п.
Современные металлорежущие станки оснащаются системами управление CNC. Особенность такой системы на базе мини-ЭВМ - возможность в период ее эксплуатации изменять и корректировать программу управления как для обработки детали, так и функционирования самой системы с целью максимального учета особенностей станка. Основу данной системы составляют:
- Микро-ЭВМ, которая запрограммирована на выполнение функции числового программного управления.
- Блоки связи с координатными приводами для выдачи технологических команд в необходимой последовательности.
- Системные органы управления и индикации.
- Каналы обмена данными с центральной электронно-вычислительной машиной.
Система класса DNC представляет собой группу станков с числовым программным управлением, которые управляются одной общей центральной электронно-вычислительной машиной, минуя считывающее устройства станка. Центральная электронно-вычислительная машина содержит архивную память, а числовое программное управление станков - оперативную. На каждом станке есть устройство числового программного управления, управляющее процессом выполнения конкретной операции при обработке заданной заготовки. В оперативной памяти содержится информация об обработке заготовки на данной операции в реальном времени. После окончания обработки партии заготовок, данное устройство сообщает об этом центральному компьютеру и делает запрос на получение следующего задания.
