Программирование для автоматизированного оборудования: основные понятия
Программирование – это процесс создания компьютерной программы.
В число основных понятий, относящихся к программированию автоматизированного оборудования, входят следующие понятия:
- Управляющая программа, представляющая собой совокупность команд на языке программирования, которая соответствует заданному алгоритму функционирования оборудования.
- Числовое программное управление - управление процессом обработки заготовки в соответствии с управляющей программой. В данном случае данные управляющей программы заданы в цифровой форме.
- Позиционное управление - числовое программное управление, в случае которого рабочие органы технологического оборудования перемещаются в заданные точки, но при этом траектории перемещения не задаются.
- Контурное управление - числовое программное управление, при котором рабочие органы оборудования перемещаются с заданной скоростью и по заданной траектории, с целью получения необходимого контура обработки.
- Адаптивное управление - числовое программное управление, при котором обеспечивается автоматическое приспособление процесса обработки к изменяющимся условиям.
- Групповое управление - числовое программное управление, при котором группа станков управляется одной электронно-вычислительной машиной.
- Ручная подготовка управляющей программы. В данном случае подготовка управляющей программы осуществляется практически без применения электронно-вычислительной машины.
- Автоматизированная подготовка управляющей программы. В данном случае управляющая программа подготавливается и контролируется при помощи электронно-вычислительной машины.
- Программоноситель - носитель данных, на котором записывается управляющая программа.
Подготовка управляющей программы для автоматизированного оборудования
Подготовка управляющей программы может рассматриваться как процесс передачи и преобразования данных в системе «чертеж - готовая деталь».
Система «чертеж – деталь» - это совокупность технических процессов и средств, которые направлены на преобразование информации чертежа в материальную деталь, которая соответствует техническим требованиям и ряду технико-экономических показателей.
С точки зрения преобразования данных при подготовке управляющей программы для автоматизированного оборудования (например, станков с числовым программным управлением) в системе «чертеж – деталь» содержатся следующие подсистемы: технологическая подготовка, математические расчеты, изготовление и контроль управляющей программы, внедрение процесса обработки согласно управляющей программе.
Подсистема технологической подготовки состоит из следующих этапов: подготовка исходных данных для проектирования технологического процесса изготовления детали, разработка маршрута, проектирование операционной технологии изготовления детали. На первом этапе проводится технико-экономический анализ целесообразности изготовления детали на оборудовании, выбирается конкретное оборудование на основе определенных усилий. В результате проводится анализ технологичности детали по чертежу, разрабатывается более крупный план обработки. В результате второго этапа определяется операционная последовательность обработки детали, а также выбирается комплекс инструментов. На третьем этапе разрабатывается подробный план каждой операции обработки, строятся траектории перемещений рабочих органов, составляется расчетно-технологическая карта.
Математические расчеты состоят из двух этапов: расчет траекторий перемещения рабочих органов во время обработки и кодирование управляющей программы. Первый этап состоит из расчета координат опорных точек эквидистант при реализации линейной и круговой интерполяции с заданными шагами аппроксимации в ранее выбранной системе координат. Также проводятся расчеты времени перемещений и величин перемещений. На этапе кодирования осуществляются перевод расчетных параметров в координатную систему оборудования; использование в управляющей программе конкретных технических характеристик оборудования; использование в управляющей программе подготовительных и вспомогательных функций оборудования.
Подсистема изготовления и контроля управляющих программ состоит из контроля управляющей программы вне оборудования и записи управляющей программы на программоноситель. Проверка программы управления осуществляется визуально с использованием графопостроителей, дисплеев и т. п. Затем изготавливается программоноситель. Подсистема внедрения управляющей программы состоит из отработки программы на оборудовании без установки, обработки контрольной детали.
