Глава 2. Устройство станков с чпу

ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

На машиностроительных предприятиях эксплуатируются станки с системами программного управления (ПУ) различных годов выпус- ка или, как принято говорить, системами ПУ различных поколений. Поэтому значение этапов развития устройств ПУ имеет не только по- знавательное значение, но позволяет правильно принимать решения по организации эксплуатации и модернизации оборудования. Разно- образие систем ПУ объясняется главным образом быстрым их мо- ральным старением, обусловленным бурным развитием электроники.

 

Структура системы УЧПУ, построенной на основе ПЭВМ

Структурная схема СЧПУ класса PCNC может быть рассмотре- на на примере широко распространенной системы NC-201 российско- го производства [1]. Рассматриваема система представляет собой ин- дустриальный компьютер, построенный на основе AMD 5x86-133 процессора. Внешний вид пульта управления такой системы показан на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Лицевая панель пульта оператора

УЧПУ является программно-управляемым устройством, имеет аппаратную и программную части. Структурная схема УЧПУ пред- ставлена на рис. 2.2. Структура УЧПУ включает блок управления (БУ), пульт оператора (ПО) и блок питания (БП).

БП обеспечивает преобразование первичного сетевого напря- жения во вторичные необходимые для работы всех систем СЧПУ с требуемыми электрическими характеристиками.

БУ управляет работой УЧПУ и внешнего подключаемого обо- рудования. Ядром БУ является плата CPU. Взаимодействие модулей БУ обеспечивают сигналы внешней локальной шины процессора ISA BAS 16.

Через каналы модуля ECDA I/O осуществляется управление перифе- рийным оборудованием:

- следящим электроприводом подач и главного движения с об- ратной связью;

- преобразователями перемещений фотоэлектрического типа

(энкодерами);

- шпинделем;

- электронным штурвалом фотоэлектрического типа.

По каналам входа/выхода модуль ECDA I/O обеспечивает дву- направленную связь (опрос/управляющее воздействие) между УЧПУ и электрооборудованием управляемого объекта. Обмен информацией происходит под управлением программного обеспечения.

Управление дополнительными устройствами ввода/вывода про- изводится платой CPU через интерфейсы внешних устройств: RS- 232/485, FDD, LAN, USB.

ПО обеспечивает выполнение всех функций управления и кон- троля в системе «ОПЕРАТОР-УЧПУ-ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ».

Структура ПО включает в себя блок дисплея и блок клавиатуры.

В качестве элементов управления ПО используются клавиши, кнопки и переключатели, а в качестве элементов контроля – дисплей и светодиоды. Эти элементы позволяют оператору управлять работой системы, вести с ней активный диалог, получать необходимую ин- формацию о ходе управления объектом.

 

 

 

Рис. 2.2. Структурная схема УЧПУ NC-201

 

Связь УЧПУ с объектом управления и дополнительными уст- ройствами ввода/вывода осуществляется через внешние разъёмы.

 

 

Система ЧПУ фирмы Fanuc

Компания GE Fanuc Automation – лидер в области поставки но- вейших высокоэффективных устройств с ЧПУ и соответствующего оборудования для станкостроения. Компания GE Fanuc Automation выпускает ЧПУ открытого и традиционного типов, которые увеличи- вают производительность станков путем обеспечения возможности

доступа к информационным и программным средствам в самом стан- ке. Системы ЧПУ компании GE Fanuc рассчитаны на такой широкий спектр операций, как шлифование, сверление, резка, фрезерование, перфорирование, токарная обработка, обработка древесины и прочее.

Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам и на- дежности, ЧПУ традиционного типа обслуживают самые разные ста- ночные системы по всему миру. Встроенная в блок миниатюрная пе- чатная плата ЧПУ позволяет полностью использовать возможности самых современных БИС и технологий поверхностного монтажа. Плата монтируется за жидкокристаллическим дисплеем. Система ЧПУ включает также высокоскоростную сервошину последователь- ного действия и компактный распределяемый модуль ввода-вывода, что позволяет подключать один блок управления ЧПУ и сразу не- сколько сервоусилителей к одному волоконно-оптическому кабелю. Различные модули ввода-вывода могут монтироваться на рабочей па- нели и на пульте управления станком, что позволяет значительно уменьшить объем электроавтоматики станка и его размеры(рис.2.3).

 

Рис.2.3. Стойка, оснащенная системой Fanuc CNC

 

Весь спектр ЧПУ открытого типа компании GE Fanuc представ- лен сериями 160i, 180i, 210i and 160is, 180is, 210is, разработанными на базе 16i, 18i и 21i серий. ЧПУ открытого типа обеспечивают высо- коэффективную реализацию функций управления ЧПУ компании GE Fanuc одновременно с функциями персонального компьютера и воз- можностью их дальнейшего расширения. Устройство ЧПУ и станок могут управляться с помощью графического пользовательского ин-

терфейса персонального компьютера. Кроме того, сетевые возможно- сти могут быть использованы для обмена информацией, а программ- ные средства базы данных - для управления сервисными программа- ми. Программное обеспечение компании GE Fanuc (библиотека CNC) используется для ввода-вывода внутренней информации ЧПУ. Такое программное обеспечение может поддерживать стандартный набор языков программирования Microsoft (Visual Basic или Visual C++TM), а также интерфейс OLE/DDE interface.

 

 

Система ЧПУ фирмы Siemens

Представляем ЧПУ Siemens – серии высококачественных систем управления для обрабатывающих станков. ЧПУ Siemens представле- ны такими сериями: SINUMERIK 802D, SINUMERIK 810D, SINUMERIK 840D(рис.2.4).

Рис. 2.4. Стойка, оснащенная системой ЧПУ фирмы Siemens

 

Система управления станком представляет собой целостный комплекс взаимодействующих компонентов: устройство ЧПУ — управляющее ядро системы, компоненты управления для общения оператора с системой, контролирующий электроавтоматику ПЛК, си- ловые исполнители: привода и двигатели в различных исполнениях в зависимости от задач, обратные связи измерительных систем, соеди- нительные силовые и сигнальные кабели и, пожалуй, один из важ-

нейших компонентов — ПО: системное, операторское, ввода в экс- плуатацию, администрирования и информационного обмена, приво- дов.

Фирма Siemens предлагает две группы УЧПУ:

· Семейство SINUMERIK 802C, 802S, 802D, которое ориентирова- но на применение в простых токарных и фрезерных станках. Эти УЧПУ ограничены по количеству осей и имеют оптимальные функциональные возможности, соответствующие их назначению.

· Семейство SINUMERIK 810D, 840D. SINUMERIK 810D — для станков с небольшими рабочими усилиями. SINUMERIK 840D — наиболее распространенное базовое модульное УЧПУ для широ- кого круга станков и технологических задач.