Аппаратное обеспечение системы числового программного управления
Числовое программное управление – это область техники, которая связана с использованием цифровых вычислительных устройств для управления производственными процессами.
Оборудование с числовым программным управлением может быть представлено:
- периферийными устройствами,
- станочным парком,
- приводами асинхронных двигателей, которые используют векторное управление,
- характерной системой управления современными промышленными роботами.
Структурно система числового программного управления состоит из следующих элементов:
- Оперативная память, которая используется для временного хранения управляющих программ и системных программ, использующихся в данный момент.
- Консоль ввода/вывода или пульт оператора, который позволяет вводить управляющую программу и задавать режимы работы.
- Постоянное запоминающее устройство, представляющее собой память для долговременного хранения констант и системных программ.
- Операторская панель или дисплей, предназначенный для визуального контроля режимов работы и редактируемой управляющей программы. Данный элемент может быть реализован в виде отдельного устройства для управления оборудованием дистанционно.
- Контроллер, представляющий собой вычислительное устройство. Данный элемент решает задачи формирования траектории движения инструмента, также оно необходимо для осуществления технологических команд управления, управления общим управлением, редактирования управляющей программы и диагностики и вспомогательных расчетов.
На предприятиях, в качестве контроллера используется промышленный контроллер: микропроцессор, на котором построена встраиваемая система, программируемый логический контроллер; промышленный компьютер. Важная характеристика контроллера - количество каналов, которые он способен синхронизировать. В качестве исполнительных механизмов могут использоваться шаговые двигатели, следящие приводы. Для того, чтобы передавать данные между системой управления и исполнительными механизмами используется промышленная сеть, например, CAN, Profibus и т. п. Самыми крупными производителями систем числового программного управления являются: FANUC, HAAS, Siemens, Heidenhain, Mitsubishi Electric и другие.
Промышленный компьютер – это компьютер, который предназначен для обеспечения правильной работы программных средств в промышленном производственном процессе на предприятии.
Классификация систем числового программного управления
Системы числового программного управления классифицируются по следующим признакам:
- Технологические задачи управления процессом обработки. Согласно данному признаку системы числового программного управления делятся на позиционные, контурные и комбинированные. Позиционными системами обеспечивается управления процессом перемещения рабочих органов в соответствии с программами, которые определяют позиции. В большинстве случаев, такими системами оснащаются расточные и сверлильные станки для обработки деталей типа фланец, плита, крышка и другие. Контурными системами обеспечивается управление перемещением рабочих органов по траектории и с контурной скоростью, которая задается управляющей программой. В комбинированных системах числового управления сочетаются функции позиционных и контурных систем, но они являются более сложными и наиболее универсальными.
- Наличие обратной связи. Согласно данному признаку системы числового программного управления делятся на замкнутые и разомкнутые. Замкнутые системы управления делятся на системы с обратной связью по положению рабочих органов станка, системы с обратной связью по положению рабочих органов и с компенсацией погрешностей станка и адаптивные или самоприспособляющиеся системы числового программного управления. Разомкнутые системы числового программного управления строятся шаговых или силовых двигателей. Шаговый двигатель, как правило, используется в совокупности с гидроусилителем.
- Уровень электронной техники. Согласно данному признаку системы числового программного управления делятся на три класса: NC, SNC и CNC. Системы класса NC строятся по принципу цифровой модели. Программа водится в интерполятор, затем переработанная программа вводится в систему управления объектом. В системах класса SNC устройство для считывания программы управления применяется один раз - для ввода управляющей программы в бок памяти, в результате чего возрастает надежность работы объекта управления. Особенность систем управления класса CNC - структура, которая соответствует структуре управляющей электронно-вычислительной машины.
