Задачи программного управления

 

Описать функции устройства ЧПУ можно рассматривая его внешние взаимодействия. Во-первых, устройство ЧПУ выступает как управляющий автомат по отношению к своему объекту (станку, технологическому оборудованию). Во-вторых, устройство ЧПУ вместе со станком само является объектом управления в производственной среде. Описывая указанные функции, их можно разбить на четыре класса (рисунок 1.1).

 

 

Рисунок 1.1 – Четыре класса функций (задач) устройства ЧПУ

 

Взаимодействие устройства ЧПУ с объектом-станком состоит в управлении формообразованием детали (геометрическая задача ЧПУ), в управлении дискретной автоматикой станка (логическая задача ЧПУ), в управлении рабочим процессом станка (технологическая задача ЧПУ). Взаимодействие с окружающей производственной средой (терминальная задача ЧПУ) проявляется через диалог с оператором и информационный обмен с управляющей ЭВМ более высокого ранга.

Первой появилась геометрическая задача ЧПУ, и в то время у устройств ЧПУ она была единственной. Ведь получить изделие, соответствующее чертежу, управляя приводами подачи станка, – это тот минимум возможностей, который требуется от оборудования, действующего автоматически. Поскольку геометрическая задача ЧПУ раньше упрощенно сводилась к интерполяции, устройства ЧПУ первых поколений нередко называли интерполяторами.

Появление логической задачи ЧПУ явилось следствием автоматизации на станке большого числа многообразных вспомогательных простых или циклических операций: зажимы – разжимы, подводы – отводы, переключения, пуски – остановы, автоматическая смена инструмента и т.д. Большое число операций составляет специфику логической задачи. Это проявляется в большом количестве дискретных обменных сигналов (их десятки) между устройством ЧПУ и объектом.

Технологическая задача ЧПУ присутствует лишь в тех случаях, когда основной рабочий процесс сам становится объектом управления (либо с целью его поддержания, либо с целью его оптимизации). Примерами оптимизируемых рабочих процессов могут послужить фрезерование или токарная обработка, управление которыми состоит в изменении подачи и скорости резания с целью увеличения производительности, снижения приведённых затрат, повышения качества обработки.

Терминальная задача ЧПУ поддерживается устройством ЧПУ как персональным компьютером. Диалог с оператором охватывает управление объектом и устройством в различных режимах, а также операции с управляющей программой ЧПУ, некоторые действия системного характера.

Конфигурация системы ЧПУ, показанная на рисунке 1.2, способна решать все четыре класса задач. Конфигурация описывает состав аппаратных средств и обобщённые каналы связи, при выделении которых не уточняли число линий, характер сигналов и способы их передачи. Анализируя рисунок, можно предположить, что начало и завершение любой задачи выходят за границы собственно устройства ЧПУ.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) является более сложным объектом управления, чем традиционный станок, поскольку в состав модуля входят периферийные средства станка (робот, накопитель палет, устройство смены инструментальных магазинов и т.д.), нередко располагающие собственными средствами управления.

Для решения общей технологической задачи эти средства должны быть скоординированы, а потому объединяются в единую микролокальную вычислительно-управляющую сеть, которая и выступает в роли системы управления. Её функции можно определить посредством необходимых внешних взаимодействий с объектом (ГПМ) и окружающей производственной средой (рисунок 1.3).

Рассматривая функции системы управления ГПМ, можно разбить их на четыре класса (рисунок 1.4). Задача диспетчеризации обусловлена диспетчеризацией отдельных систем управления ГПМ, входящих в микролокальную сеть ГПМ, и осуществляется в рамках оперативного управления.

Другие функции взаимодействия микролокальной сети с объектом состоят в поддержании безлюдного режима и свойств гибкости на основе решения соответственно задач мониторинга и идентификации. Терминальная задача обусловлена взаимодействием с окружающей производственной средой, она проявляется в процессе диалога с оператором и информационного обмена с управляющей ЭВМ более высокого ранга.

Задача диспетчеризации вытекает из самого факта существования в микролокальной сети нескольких систем управления, развитие процессов в которой должно быть согласовано для достижения единой цели управления. Согласование состоит во взаимных передачах управления, блокировках, организации использования разделяемых ресурсов (местоположений, перегрузочных средств). Следует напомнить, что целью управления является получение готовых изделий заданного качества.

Задача мониторинга заключается в оценке нормального протекания процесса резания, в диагностике возникающих отклонений, в наблюдении за остаточным ресурсом стойкости, в принятии решений относительно выхода из нерегулярных ситуаций.

Задача идентификации решается с целью определения типа детали, поступившей в ГПМ, и её положения в системе координат станка, с целью определения необходимых коррекций инструмента, организации условных переходов в управляющих программах ЧПУ.

Терминальная задача системы управления ГПМ наполняется содержанием в тех случаях, когда эта система обретает в системе микролокальной сети собственный отдельный аппарат, например, в виде персонального компьютера. Тогда можно организовать диалог с оператором, информационный уровень которого превышает уровень диалога для отдельного конкретного устройства ЧПУ. Наряду с этим можно обеспечить «вход» оператора в систему оперативного управления и т.д.

В отношении других задач управления ГПМ можно сказать, что их полный состав необязателен, а функциональное насыщение сильно отличается в конкретных реализациях.

 

 

Рисунок 1.3 – Внешние взаимодействия системы управления ГПМ

 

 

 

Рисунок 1.4 – Четыре класса функций (задач) системы управления ГПМ

 

Очередным по рангу объектом с программным управлением в автоматизированном производстве является гибкая производственная система (ГПС). Управление ГПС построено на основе пространственно-распределённой локальной вычислительно-управляю-щей сети, а сам объект (ГПС) представляет собой пространственно-распределённую технологическую сеть.

Детализируя функции системы ГПС, определим четыре их класса (рисунок 1.5). Напомним, что здесь, как и ранее, выделяем только фундаментальные прикладные задачи, выполняемые главным образом в реальном времени.

Диспетчеризация вычислительных машин и систем управления, составляющих локальную вычислительно-управляющую сеть, осуществляется в рамках оперативного управления (задача диспетчеризации). Скоординированное управление в пространственно распределённой системе возможно лишь на основе динамически обновляемой информационной модели, ведение которой входит в информационную задачу. Локальная сеть может формировать отдельные команды управления технологическими и вспомогательными объектами ГПС, минуя управляющие программы ЧПУ, таким образом, возникает задача прямого управления. Взаимодействие с окружающей средой (терминальная задача) протекает в рамках диалога с оператором и информационного обмена со службой автоматизированной системы управления производством (АСУП).

Необходимость в решении задачи диспетчеризации определяется тем обстоятельством, что в поле зрения системы управления ГПС находятся одновременно несколько технологических процессов, выполнение которых связано с закреплением и перераспределением технических ресурсов ГПС.

Информационная задача состоит в сборе данных о состоянии всех ресурсов, подготовке данных, являющихся предметом отчётности, или данных, запрашиваемых оператором, накоплении данных диагностической системы.

 

 

Рисунок 1.5 – Четыре класса функций (задач) системы управления ГПС

 

Задача прямого управления вытекает из сложной структуры технологической сети и разнопланового характера задач управления. Многие функции управления просто не могут быть спланированы заранее и оформлены в виде управляющей программы ЧПУ.
К числу подобных задач относятся, например, функции управления транспортными средствами ГПС. Тогда и возникает задача прямого управления оборудованием.

Терминальная задача ГПС содержит два традиционных раздела (как и в рассмотренных ранее системах управления более низкого ранга):

- взаимодействие с оператором через пульт оператора ГПС;

- взаимодействие с сетью АСУТП для получения планирующей и другой информации.

Топология и архитектура локальных вычислительно-управляющих сетей ГПС разнообразны. Структурная схема системы управления может быть построена по иерархическому принципу. На нижнем уровне расположены объекты (станки, роботы, накопители) с собственными системами управления (устройствами ЧПУ, персональным компьютером). На среднем уровне находятся терминальные станции группового управления оборудованием и управляющая ЭВМ транспортно-складской системы. Верхний уровень принадлежит центральной группе из трёх персональных компьютеров, между которыми распределены отдельные задачи управления ГПС. Здесь же может находиться вычислительный центр службы АСУП, который может быть связан с локальной вычислительно-управляющей сетью ГПС.

Станок с ЧПУ, ГПМ, ГПС можно квалифицировать соответственно как объекты программного управления первого, второго и третьего рангов. Аналогичные рассуждения справедливы и в отношении задач управления. Анализ этих задач на уровне станка с ЧПУ, ГПМ, ГПС свидетельствует об их усложнении по мере повышения ранга объекта.

Геометрическая задача ЧПУ

 

Самой простой и самой первой задачей из семейства задач ЧПУ была геометрическая задача. Её можно определить следующим образом: описать совокупность таких формообразующих движений станка, которые материализуют чертёж в конечном изделии.

Формообразующие движения воспроизводятся обычно следящими приводами подачи станка. Следящие приводы подачи расположены так, что они соответствуют координатной системе станка, в которой и осуществляется в процессе обработки управляемое относительное движение инструмента и заготовки.

На трёхкоординатном станке должны быть три формообразующих следящих привода подачи, например, для перемещения стола, стойки и шпиндельной бабки. Следует заметить, что координатная система должна быть выбрана такой, чтобы геометрическая задача была реализуемой.

Оценим состав и объем информации, перерабатываемой устройством ЧПУ, на примере плоской детали.

Пусть на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ в декартовых координатах обрабатывают плоское фасонное окно концевой фрезой. Совокупным движением вдоль осей Х и Y приводов подачи стола и салазок станка необходимо обеспечить сложное относительное движение заготовки и инструмента (рисунок 1.6). При этом после выбора направления обхода окна придётся запрограммировать не относительное движение по контуру, заданному чертежом детали (траектория 1, 2,…, 8, 1), а движение вдоль эквидистанты заданного контура, отстоящей от него на радиус фрезы (траектория 1', 2',…, 8', 1'). Разделим траекторию 1', 2',…, 8', 1' на элементарные участки, описываемые уравнениями прямой линии или окружности. В данном примере таких участков будет пять: 1' 2' – 2' 3' 4' – 4' 5' – 5' 6' 7’ – 7' 8' 1'. Точки 1', 2', 4', 5', размещенные на стыке элементарных участков, будем называть опорными.

Рисунок 1.6 – Контурная обработка плоской детали

 

Теперь общую стратегию можно представить в следующем виде. Комбинацией установочных перемещений во всех трёх координатных системах (стола, салазок, шпиндельной бабки) совместим ось фрезы с начальной опорной точкой 1' в плоскости обработки. Цикл автоматического управления по программе начнём именно с этой опорной точки, например, по часовой стрелке. Управляющую программу составим из отдельных кадров, каждый из которых содержит описание, привязанное к очередному элементарному участку. Поскольку сейчас говорим лишь о геометрической задаче, в описании элементарного участка сделаем акцент на геометрической информации.

Первый кадр в закодированном виде будет содержать следующие данные: имя кадра (в виде его номера), признак движения по прямой, значения перемещений вдоль осей
X и Y при движении от опорной точки 1' к опорной точке 2', скорость подачи на первом элементарном участке.

Отработка первого кадра начнётся с момента его активизации, когда он станет рабочим. Отработка состоит в расчетах промежуточных относительных положений инструмента и заготовки от опорной точки 1' до опорной точки 2', а также в управлении движением в соответствии с расчетами. В результате движения по программе первого кадра ось фрезы окажется совмещённой с опорной точкой 2', где начинается второй элементарный участок.

Его кодированное описание составляет содержимое второго кадра управляющей программы: имя кадра, признак движения по окружности, местные координаты точки 2' относительно центра P, что создаёт определённость в задании окружности приращениями перемещений по осям X и Y при движении от опорной точки 2' к опорной точке 4', скорость подачи на втором элементарном участке. Отработка второго кадра управляющей программы завершится совмещением конца фрезы с опорной точкой 4'.

Последовательная активизация кадров управляющей программы и обработка содержащейся в них информации, сопровождающаяся выдачей оперативных команд на исполнительные приводы станка, приводит к последовательному обходу запрограммированного контура от одной опорной точки к следующей. Во избежание приостановки подачи на стыке двух элементарных участков, т.е. в момент активизации очередного кадра, этот очередной кадр должен быть заранее подготовлен к оперативным расчётам и отработке.
В таком подготовленном виде кадр называется буферным.

Укрупнённый алгоритм работы устройства ЧПУ в автоматическом цикле показан на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 – Укрупнённый алгоритм работы устройства ЧПУ в автоматическом цикле

Основным содержанием переработки информации в автоматическом цикле являются подготовка буферного кадра, отработка рабочего кадра. Подготовка буферного кадра состоит в преобразовании информации из того вида, в котором она представлена на физическом программоносителе или в памяти устройства ЧПУ, в тот вид, который наиболее удобен для выполнения расчетов, связанных с отработкой рабочего кадра.

Традиционным для устройств ЧПУ физическим программоносителем является перфолента. Для кодирования информации ЧПУ используется семиразрядный буквенно-цифровой код ISO-7 bit.

Кадр управляющей программы состоит из слов. Каждое отдельное слово содержит буквенный адрес, определяющий назначение последующих данных.

Представим в качестве примера описание геометрии начальных элементарных участков 1' 2' и 2' 3' 4'. Кодированное описание элементарных участков с конкретными численными значениями параметров отрезков траектории в виде управляющей программы:

N1 G01 X375.Y160.F1200.LF

N2 G02 I39.24J-91.98.X.0.Y183.96LF

Кадр открывается символом-адресом N1, означающим номер кадра, а завершается символом LF (другой вариант ПС), который выполняет функцию разделителя и означает конец кадра. Основное содержание кадра составляет последовательность слов.

Слова G01 и G02 называют подготовительными функциями, они указывают соответственно на движение по прямой линии в первом кадре и по дуге окружности во втором кадре. Слова с адресами Х, У есть размерные перемещения, представляющие в данном случае относительные кадровые приращения по соответствующим координатным осям, заданные с десятичной запятой (десятичной точкой). Слово с адресом F определяет скорость подачи в мм/мин., а отсутствие подобного слова во втором кадре свидетельствует о том, что подача не меняется. Слова с адресами I, J указывают положение начальной точки дуги относительно её центра в местной системе координат. Для всех слов с геометрической информацией знак плюс опущен и подразумевается по умолчанию.

Любой кадр управляющей программы в конце концов становится буферным, а затем и рабочим. Информация рабочего кадра укрупненно описывает геометрическую задачу, т.е. ту траекторию, которую необходимо воспроизвести, но ничего не говорит о способах её решения (т.е. о том, какими должны быть команды, оперативно выдаваемые на следящие приводы подачи). Вычислительную процедуру устройства ЧПУ, обеспечивающую переход от укрупнённого описания заданного перемещения к оперативным командам в функции времени для исполнительных приводов, называют интерполяцией.

Интерполяция осуществляется над целыми числами, каждая единица которых соответствует наименьшему перемещению или углу поворота рабочего органа станка. Такое соответствие трактуют как дискретность перемещения. Так как контроль перемещения на станке вдоль каждой координатной оси выполняет датчик обратной связи по положению следящего привода подачи, то и дискретность перемещения определяется ценой деления шкалы этого датчика.

Если дискретность перемещения некоторой системы ЧПУ составляет 1 мкм, то это означает, что цена одного деления шкалы датчика обратной связи по положению следящего привода подачи равна 1 мкм. Следовательно, заданное в некотором кадре перемещение, подготовленное для интерполяции, должно быть представлено целым числом микрометров. В общем случае заданное перемещение на уровне рабочего кадра представлено целым числом дискрет. Таким образом, под дискретой можно понимать управляющий импульс (команду), поступающий на вход следящего привода подачи. Следящий привод подачи отработает каждую дискрету соответственно её цене, т.е. в виде некоторого элементарного перемещения.

В нашем примере (см. рисунок 1.6) в первом кадре задано перемещение по прямой: Х375.У160. При дискретности перемещения 1 мкм это эквивалентно интерполируемому перемещению по X на 375000 дискрет и по Y на 160000 дискрет.

Исходя из заданной в кадре скорости подачи несложно рассчитать время τ отработки кадра. Линейная интерполяция могла бы состоять в равномерной выдаче за это время 375000 управляющих дискрет в привод подачи X и равномерной выдаче за то же время 160000 управляющих дискрет в привод подачи Y.

Однако с целью экономии затрат вычислителя процесс интерполяции выгоднее построить иначе. Координату Х, перемещение по которой больше, называют ведущей. Управляющие дискреты формируют так, что они поступают в привод подачи этой координаты и в самом деле равномерно. Что же касается управляющих дискрет для привода подачи по ведомой координате Y, то их выдача разрешена лишь в моменты времени, определяемые дискретами ведущей координаты. Это приводит, как правило, к некоторому запаздыванию по времени дискрет ведомой координаты. Теоретически неизбежно некоторое отклонение от заданной прямой линии, которое не превышает цены одной дискреты. Преимуществом же является то, что вычислительный цикл интерполяции завершается одновременной выдачей управляющих команд для приводов подачи всех координат.

Практически интерполяцию организуют следующим образом. В результате очередного вычислительного цикла, выполняемого с максимально высокой скоростью в машинном масштабе времени, определяют, в какие приводы подачи должны быть выданы дискреты на текущем этапе оперативного управления. Результат сохраняют в буфере, который опрашивают с частотой, соответствующей скорости подачи для ведущей координаты. Таким образом, расчеты машинного масштаба привязывают к реальному времени, развитие событий в котором определяется технологическими соображениями. Возможны и другие схемы интерполяции, например, на постоянной несущей частоте.

Линейная интерполяция для двух координат строится на тех же принципах, что и в многокоординатном пространстве. Вычисления, связанные с круговой интерполяцией, существенно сложнее.

Дело в том, что при круговой интерполяции частоты управляющих дискрет должны быть неравномерными. Качественная картина появления управляющих дискрет на входах следящих приводов подачи по координатам X и Y показана на рисунке 1.8.

 

 

 

 

Рисунок 1.8 – Круговая интерполяция

 

Отметим, что ведущая и ведомая координаты, начиная с некоторого момента времени, могут поменяться ролями. Напомним, что моменты выдачи управляющих дискрет ведомой и ведущей координаты связаны во времени. До момента t₁ ведущей является координата X, и именно на дискреты этой координаты настроены интерполяционные циклы. По истечении времени t₁ ведущей становится координата Y, которая начинает задавать допустимые моменты времени выдачи управляющих дискрет. Смещения управляющих дискрет ведомой координаты по отношению к моментам времени, определённым теоретически, не могут не внести некоторые искажения в отрабатываемую траекторию, однако подобные неточности невелики на фоне других погрешностей ЧПУ.

Как и при линейной интерполяции, интерполяционные расчёты машинного масштаба времени отделены от процесса выдачи управляющих дискрет в приводы подачи. Выдача производится по результатам опроса буфера с частотой, определяемой скоростью контурной подачи. При круговой интерполяции на постоянной частоте объёмы пачек управляющих дискрет, определяемые интерполяционными расчетами в соседних периодах, могут значительно отличаться.

Из сказанного, как для линейной, так и для круговой интерполяции, можно сделать следующий вывод. Интерполяционный процесс есть совокупность непрерывно повторяющихся до полной обработки всей информации кадра, вычислительных циклов, которые завершаются определением комбинации выдаваемых на приводы подачи управляющих дискрет или выдаваемых на приводы пачек управляющих дискрет.

Рабочую плоскость, в которой задана требуемая траектория, можно представить в виде квадратной решетки со стороной ячейки, равной дискретности перемещения. Интерполяция определяет такие узлы решетки и такие связи между узлами, которые дают наилучшее приближение к заданной траектории (рисунок 1.9 а). Любая пара соседних узлов принадлежит одной ячейке. В отличие от этого интерполяция на постоянной частоте определяет узлы решетки (не принадлежащие одной ячейке), расстояние между которыми может быть пройдено за период постоянной частоты (рисунок 1.9 б). Пачки импульсов, подготовленные к выдаче в приводы подачи для отработки в предстоящем периоде, образуют катеты прямоугольного треугольника, результирующее движение протекает по его гипотенузе. Это справедливо и для круговой, и для линейной интерполяций.

В технологически сложных задачах в процесс интерполяции может быть вовлечено до пяти управляемых координат. Пятикоординатное формообразование встречается при обработке так называемых «скульптурных» поверхностей, когда:

- инструмент удерживается вдоль нормали к обрабатываемой поверхности;

- инструмент удерживается под определённым углом к образующей в направлении движения;

- поверхность обрабатывается периферией инструмента;

- должна быть учтена коррекция на переменный радиус и рассчитана соответствующая эквидистанта.

Для реализации пятикоординатного формообразования к трем основным приводам подачи в декартовой координатной системе должны быть дополнительно добавлены приводы подачи:

- двух поворотных столов;

- поворотного стола и качающейся инструментальной головки;

- поворотного стола и поворотной головки;

- двух поворотных головок.

Алгоритмы многокоординатной интерполяции отличаются высокой сложностью вычисления, хотя в саму структуру геометрической задачи ЧПУ ничего нового не вносят.

Заключительный этап решения геометрической задачи состоит в отработке управляющих дискрет следящими приводами подачи в формообразующей системе координат станка. Рассмотрим простой пример, демонстрирующий использование фазового следящего привода подачи (рисунок 1.10). Абсолютная (накопленная интерполятором) текущая координата х, представленная в безразмерных дискретах, смещает фазу опорного сигнала Usin(ωt) на угол φ=хΔφ, где Δφ – дискретность перемещения в угловых величинах, приведённых к электрическому углу ψ поворота фазы датчика обратной связи по положению,
U – значение амплитуды гармонического сигнала.

Датчик обратной связи по положению передаёт косвенную информацию о перемещении исполнительного органа через поворот фазы своего гармонического сигнала на угол ψ. Покажем, что одна управляющая дискрета приведёт к такому перемещению исполнительного органа, которое повернёт фазу гармонического сигнала датчика обратной связи на угол ψ = Δφ.

 

 

 

а) б)

 

Рисунок 1.9 – Траектория движения в квадратной решетке
со стороной квадрата, равной одной дискрете: а) интерполяция с определением узлов,
из которых соседние принадлежат одному квадрату; б) интерполяция на постоянной
несущей частоте с расстоянием между соседними узлами, проходимым за один период

 

Пусть х=1, тогда φ=Δφ, рассогласование следящего привода Δ=К(Δφ - ψ). Следящий привод придёт в движение, пока не станет Δ=0, а это произойдёт при ψ = Δφ. Цена управляющей дискреты определяется значением Δφ (которое, в свою очередь, зависит от характеристики преобразователя «код-фаза»), а также и передаточным соотношением редуктора связи «перемещение исполнительного органа – электрический угол поворота фазы датчика».

 

 

Рисунок 1.10 – Отработка управляющих дискрет фазовым следящим приводом подачи

 

До этого момента геометрическую задачу ЧПУ рассматривали на примере контурной обработки фасонного профиля. Покажем теперь, что принципиально содержание геометрической задачи сохраняется и при позиционном управлении, когда взаимосвязь координатных перемещений отсутствует.

Обратимся к прямоугольной позиционной обработке на токарном станке с ЧПУ (рисунок 1.11). Прямоугольной её называют потому, что она последовательно использует отдельные следящие приводы подачи декартовой формообразующей системы координат.

Пусть обрабатывают шкив шестью последовательно сменяемыми инструментами, закреплёнными в револьверной головке. Управляющая программа будет иметь в своём составе шесть блоков, содержащих группу кадров, предусматривающих использование в рамках группы какого-то одного инструмента. Блок открывается кадром, в котором закодировано перемещение нужного инструмента в начальное перед очередной операцией положение. Далее следуют кадры, в каждом из которых закодировано перемещение между соседними опорными точками (на рисунке 1.11 опорные точки обозначены последовательными числами).

Опорные точки расставляют, во-первых, в тех местах, где происходит смена управляемых координат, и, во-вторых, там, где принудительно изменяется скорость подачи. Обработка блока, задающего, по существу, подцикл автоматического управления, завершается выводом револьверной головки в исходное положение, в котором происходит смена инструмента.

 

 

 

 

 

9 8

7 6 5

 

 

1 2 3

 

 

а) б)

 

Рисунок 1.11 – Многоинструментальная прямоугольная обработка на токарном станке
с ЧПУ: а) деталь; б) заготовка и одна из рабочих траекторий относительного движения
инструмента

 

Для того чтобы отдельные подциклы оказались автоматически «сшитыми», требуются точное определение положений рабочих кромок всех инструментов и автоматическая коррекция перемещений с учетом указанных положений.

Формальное содержание подготовки процесса переработки управляющей информации при прямоугольной обработке в устройстве ЧПУ аналогично контурной обработке:

– ввод, вычисления, связанные с определением промежуточных между опорными точками положений инструмента;

– выдача оперативных управляющих команд следящим приводам подачи станка.

В рассмотренной ранее конфигурации системы ЧПУ на рисунке 1.2, выделим лишь те связи, которые имеют отношение к геометрической задаче ЧПУ. В результате обозначится структурная схема этой задачи (рисунок 1.12). Проанализируем структуру геометрической задачи.

Начальная фаза состоит во вводе управляющей программы в память устройства ЧПУ с программоносителя или по каналу связи. На уровне размещения управляющей программы в памяти неизбежны некоторые изменения исходного текста, связанные с исключением пробелов, комментариев, непредусмотренных символов и др. На уровне размещения управляющей программы возможен также синтаксический и семантический контроль.

Важную роль в процессе вычислений играет подготовка буферного кадра, необходимая постольку, поскольку исходные тексты управляющей программы не содержат в явном виде всей информации, необходимой для траекторных расчетов. Подготовка буферного кадра включает расчеты эквидистант, преобразования координатных систем, определение данных, используемых алгоритмами интерполяции.

Алгоритмы интерполяции обслуживают тот кадр управляющей программы, который является в данный момент рабочим. Интерполяционные вычислительные циклы воспроизводятся с высокой частотой с тем, чтобы получить информацию, необходимую для оперативного управления следящими приводами подачи с целью движения по заданной траектории. Задача интерполяции состоит в управлении каждым отдельным приводом подачи и в согласовании приводов подачи между собой.