Конспект лекций




НазваниеКонспект лекций
страница8/16
Дата публикации30.01.2014
Размер1.98 Mb.
ТипКонспект
zadocs.ru > Информатика > Конспект
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   16

^ 3.10 Моделирование процесса управления гибкими производственными модулями (ГПМ)
С точки зрения управления ГПМ является более сложным объектом, чем станок с ЧПУ. Он включает в себя (кроме станка с ЧПУ) робот, накопители деталей, магазины заготовок и инструментов, транспортную систему, а также систему автоматического контроля. Все эти компоненты ГПМ снабжены собственными средствами управления, которые объединяются в единую локальную управляющую сеть. Взаимодействие всех средств управления осуществляется с помощью программы диспетчера. Диспетчеризация – это основная функция СУ ГПМ, обеспечивающая автоматизацию процесса изготовления деталей.

Особенность ГПМ заключается в его использовании для обработки однотипных изделий с различным содержанием операций, набором применяемых инструментов, геометрическими параметрами. Поэтому СУ ГПМ должна решать следующие задачи:

  1. определять по специальным признакам технологический процесс обработки детали и необходимый для этого инструмент, т.е. решать задачи идентификации;

  2. наблюдать за ресурсом работы инструмента, диагностировать отклонения размеров обрабатываемых поверхностей и вводить коррекцию, принимать решения для выхода из нештатных ситуаций, т.е. решать задачу мониторинга;

  3. воспринимать команды вышестоящего уровня, вести диалог с оператором, передавать информацию о ходе выполнения заданий и др., то есть решать терминальную задачу.

Для обеспечения взаимодействия объектов ГПМ разрабатывается программа диспетчера. При разработке этой программы необходимо:

  1. определить состав параллельных процессов управления, их аппаратные структуры, информационные и исполнительные устройства;

  2. разделить каждый процесс на отдельные управляющие программы (дескрипторы), составить спецификации программ;

  3. выделить условия выполнения каждой программы в рамках ГПМ, определить необходимые для этого обменные и блокировочные сигналы, разработать средства для их передачи;

  4. разработать алгоритм анализа условий и вызова программ.

Рассмотрим упрощенную структуру ГПМ в составе станка, робота и магазина для заготовок и деталей (рис. 3.13).

Каждая единица оборудования имеет собственное устройство программного управления и возможности объединения в сеть.

Рисунок 3.13 – Упрощенная структура ГПМ
СУ магазина путем поворота и фиксации магазина обеспечивает подачу заготовки в позицию х0, а также прием в свободное место (гнездо) обработанной детали.

СУ робота позволяет перемещать захват в начальное состояние х1 захватывать заготовку в зоне х0 , переносить её в позицию х2 для обработки заготовки и выводить его в безопасную зону х3, управлять процессом зажима и разжима захвата.

СУ станка обеспечивает закрепление, раскрепление и обработку заготовки.

Спецификация программ и их условные обозначения представлены в таблице 3.4.

Процесс взаимодействия программ требует учета следующих условий:

  1. начальная установка СУ может осуществляться одновременно;

  2. сначала диспетчер должен разрешить выполнение программы М1 (подача заготовки в зону х0);

  3. до начала обработки детали выполняется программа Р1 (захват заготовки в магазине и ее перемещение в зону станка х2), затем С1 (зажим заготовки), после этого захват выводится в безопасную зону x3 программой Р2;


Таблица 3.4 – Спецификация и обозначение управляющих программ


Система управления



п/п

Содержание программы

Условное обозначение

Магазин

1

2

3

4

Начальная установка (состояние готовности)

Подача заготовки в зону х0

Подача в зону х0 свободного места под деталь

Поворот в начальное состояние для загрузки и выгрузки магазина

М0

М1

М2

М3

Робот

1
2
3
4

5
6

Начальная установка, перемещение захвата в зону х1

Захват заготовки в зоне х0 и перемещение ее в зону обработки х2 через безопасную зону х3

Разжим захвата, перемещение захвата в безопасную зону х3

Перемещение захвата в зону х2, захват детали

Перемещение захвата в зону х0, разжим захвата, выход в позицию х1

Выход в состояние перепрограммирования или ожидания

Р0
Р1
Р2
Р3

Р4
Р5

Станок

1

2

3

4

5

Начальная установка станка

Зажим заготовки

Обработка заготовки

Разжим заготовки

Выход в состояние перепрограммирования или ожидания

С0

С1

С2

С3

С4




  1. после обработки детали (программа С2) разрешается выполнение программ в следующей последовательности: Р3 (захват детали), С2 (разжим заготовки), М2 (подготовка места для приема детали) и Р4 (установка детали в магазин и выход в зону х1);

  2. если имеется задание на обработку следующей детали, диспетчер выводит СУ в состояние начальной установки, а если нет, то выполняются М3, Р5 и С4, т.е. производится перепрограммирование, настройка и смена инструмента.

Сеть Петри для процесса управления ГПМ показана на рисунке 3.14.


Рисунок 3.14 – Сеть Петри для процесса управления ГПМ
^ 4 РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ
4.1 Базовые понятия
Кадры программы. Система ЧПУ исполняет кадры программы последовательно, один за другим. Каждый кадр состоит из некоторой совокупности слов, которые, в свою очередь, содержат адресную часть и цепочку цифр. К примеру, кадр может состоять из девяти слов с адресами N_G_ Х_У_Z_Р_S_Т_М. Последовательность полноформатных слов выглядит, например, так: G00 Х-23450 Y40 M03 S250. Незначащие нули цифровой части слова пропускают. Числа типа real записывают с десятичной точкой; причем, незначащие нули в дробной части также опускают. Например, Х100.500 соответствует Х100.5. Число слов в кадре переменно. Слова, описывающие перемещения, могут иметь знак (+/-). При отсутствии знака перемещение полагается положительным.

Модальный эффект. Большинство слов модальны. Это означает, что они остаются в силе на протяжении нескольких кадров, пока значение слова не изменится, или пока функция, представленная словом, не будет выключена. Пусть, например, с помощью функции G1 запрограммирована линейная интерполяция с некоторой скоростью подачи. В последующих кадрах эта функция сохранит свою активность, пока интерполяция не изменится на круговую (функция G2) или линейную с ускоренной подачей (функция G0). Слова, которые действуют только в своем кадре, - немодальны.

Слова имеют смысл инструкций (например, при задании типа перемещений вдоль координатных осей X, Y, Z, С) или специальный функций (например, при назначении подачи, частоты вращения и др.).

G-адреса. G-адреса используют, например, для программирования типа перемещения (с линейной или круговой интерполяцией, и др.). Слова с G-адресами относятся к числу инструкций, которые называют подготовительными функциями. Подготовительные функции разбиты на группы; причем функции из разных групп взаимно независимы. С другой стороны, G-функции одной и той же группы взаимно модальны, т.е. действуют до отмены или замены G-функцией из той же группы. В кадре может быть представлена только одна G-функция из своей группы.

^ Адреса X, Y, Z, С и др. Эти адреса используют для обозначения координатных осей, вдоль которых осуществляются перемещения. Пример: N G60 Х10 Y10 В135; где X, Y - координатные оси подачи; B1 - ось вспомогательных перемещений.

^ Специальные функции. Примерами адресов специальных функций могут послужить: F (подача), S (частота вращения шпинделя), M (вспомогательная функция; связанная, например, с управлением электроавтоматикой), Т (выбор инструмента). В примере показан кадр, в котором присутствуют позиционная информация и специальные функции: G01 Х40 Y50 F250 S500 T05 M03. Здесь задано перемещение Х40 Y55 (траекторная информация); а также и специальные функции: подачи F250, частоты вращения шпинделя по часовой стрелке S500; функции инструмента Т05б обеспечивающей его доступность в инструментальном магазине.

^ Номера кадров. Именем кадра, открывающим кадр слева в строке, служит его номер. Имя состоит из адреса N и собственно номера (например, N10). Нумерация облегчает чтение программы. Принято нумеровать кадры последовательно, по возрастающей степени, с приращением 10 (например, N10 N20 N30 и т. д.). При этом возникает возможность включать дополнительные кадры при редактировании программы. При ветвлениях и переходах программы номера кадров служат метками. Номера кадров используют также и в циклах, и в подпрограммах.

Комментарии. Комментарии служат для пояснений и документирования. Хорошо комментированная программа служит прообразом для других программистов при любых изменениях программы. Однако каждый символ комментария увеличивает длину файла управляющей программы на один байт. Комментарии указывают в скобках или предваряют кавычками. Комментарии в скобках игнорируются системой ЧПУ, а предваряемые кавычками - визуализируются на экране монитора.

^ Работа управляющей программы. При отсутствии инструкций, управляющих потоком кадров, кадры отрабатываются последовательно один за другим. Эта последовательность может быть нарушена инструкциями: пропуска кадров, вызова подпрограмм, перехода к другим кадрам.

Если кадры программы помечены соответствующим образом (/), то система управления проигнорирует их, если активен сигнал Skip.

Подпрограммы. Если какая-то часть технологического процесса повторяется, ее целесообразно оформить в виде подпрограммы, которая вызывается по мере надобности. Существуют два способа вызова подпрограммы: с P адресом или без него. Синтаксис вызова подпрограммы с P-адресом выглядит так: Р<имя_подпрограммы> DIN; где DIN означает, что все кадры подпрограммы написаны в коде DIN 66025 (ISO 6983), т.е. в коде ISO-7bit.

Подпрограммы могут быть также вызваны под G и M адресами (об этом далее). Подпрограммы можно вызывать и без Р-адреса: в этом случае достаточно указать имя подпрограммы. Кроме того, 16 G-функций зарезервированы для вызова подпрограмм. Как правило, основная программа, кадры подпрограммы и циклы исполняются в том порядке, в каком они запрограммированы. Порядок может быть нарушен переходами, условными и безусловными. Инструкции перехода зависят от конкретной системы ЧПУ и выходят за рамки стандарта DIN 66025 (ISO 6983).

^ 4.2. Координатные оси и координатные системы
Физические и логические оси. Приводы станка относятся к приводам подачи и главного движения. Приводы подачи определяют положение в рабочем пространстве станка. Различают физические и логические координатные оси. Физические оси называют также системными. Они группируются по каналам ЧПУ; причем в рамках канала координатные оси находятся в единообразном технологическом отношении друг к другу. Таким образом, группы осей могут работать (выполнять технологические операции) независимо и параллельно. Физические оси, не привязанные к каналу, называют асинхронными, или вспомогательными. Вспомогательные оси служат, к примеру, для организации перемещений в механизмах смены инструмента.

Отдельные оси внутри группы канала ЧПУ называют логическими. Они объединены интерполяционными алгоритмами, и в этой связи их называют также синхронными осями. Логические оси канала имеют индексы. Связывание физических и логических осей осуществляют при помощи так называемых «машинных параметров» станка.

^ Координатная система.

Обычно используют вправо-ориентированную координатную систему (рис. 4.1), в которой предусмотрены линейные перемещения вдоль координат Х, Y и Z; каждая из которых связана с круговыми вращениями поворотных осей А, В и С.

Рисунок 4.1 – Координатная система станка
Если станок имеет единственный шпиндель, то Z-ось параллельна оси шпинделя; в противном случае она перпендикулярна плоскости зажима детали. Положительные направления осей соответствуют относительному движению инструмента и заготовки. Х-ось расположена в горизонтальной плоскости – плоскости зажима заготовки. Соответственно определяется Y-ось. Оси Х, Y и Z являются главными. Кроме того, возможны параллельные управляемые оси (рис. 4.2), которым придают адреса U, V, W. Поворотные движения, привязанные к базовым координатам, имеют адреса. А, В и С.

Положительное направление поворотных осей соответствует движению против часовой стрелки, если смотреть со стороны положительного направления соответствующей прямолинейной оси. Оси, параллельные основным Х, Y, Z имеют адреса U, V и W, а если существуют дополнительные параллельные координатные системы, то они имеют адреса Р, Q и R.

^ Рисунок 4.2 – Расположения параллельных и поворотных осей
Координатные системы.

Для того, чтобы исполнять управляющую программу без всяких изменений по отношению к чертежу, приходится определить несколько координатных систем. Некоторые из них машинно-независимы, другие же определяются свободно. Переход от одной координатной системы к другой называется координатным переходом.

^ Осевая координатная система ACS.

Совокупность осей любого канала образует «осевую координатную систему» ACS (Axes Coordinate System). Заданное движение вдоль координаты осевой координатной системы воспроизводится путем движения привода одной физической оси.

^ Машинная координатная система MCS.

Осевая координатная система зависит от типа и кинематики технологической машины, а потому имеет небольшое значение при спецификации движений, связанных с обработкой деталей. По этой причине, используют так называемую MCS (Machine Coordinate System), привязанную к каналу. Как правило, эта система - декартова, следовательно, не зависит от кинематики технологической машины.

У каждого канала может быть своя машинная координатная система. Ее нулевую точку М называют машинной.

Отношение между осями машинной и осевой координатных систем называется осевой (или «обратной») трансформацией. На рисунке 4.3 представлены примеры подобных отношений.

Рисунок 4.3 – Отношения между осями координатных систем
Относительную нулевую точку называют R и обозначают т. Она служит для установления связи между нулем машинной координатной системы и точкой автоматического выхода в нуль следящих приводов подачи в том случае, если датчики обратной связи по положению следящих приводов работают по приращению (т. е. в относительной системе измерения). Приводы должны быть выведены в относительную точку при включении и выключении питания на станке. В этом нет необходимости, если приводы подачи располагают абсолютной измерительной системой.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   16

Похожие:

Конспект лекций iconЭтика курс лекций (на основе книги: Этика (конспект лекций)
Этика (конспект лекций). – М.: «Приор-издат», 2002. Автор-составитель Аристотель. Никомахова этика. Сочинения: в 4-х т. Т. М.: Мысль,...

Конспект лекций iconКонспект лекций для студентов направления 070104 «Морской и речной транспорт»
Конспект лекций рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Судовождение» кгмту

Конспект лекций iconКонспект лекций Утверждено Редакционно-издательским советом в качестве...
Чижов М. И., Юров А. Н. Информатика и информационные системы: Конспект лекций. Воронеж: Воронеж гос техн ун-т, 2003. 148 с

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Безопасность в чрезвычайных ситуациях и гражданская оборона. Конспект лекций. Рубцов Б. Н. М. Миит, 2001

Конспект лекций iconКонспект лекций для студентов сектора второго высшего образования...
Конспект лекций разработан кандидатом экономических наук, доцентом кафедры «Экономическая теория и кибернетика» Одесского государственного...

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине "инвестирование"
Конспект лекций по дисциплине «Инвестирование» для студентов экономических специальностей всех форм обучения Сост.: В. М. Гридасов...

Конспект лекций iconКонспект лекций Киров 2010 удк 681. 332
Теория автоматов (часть I). Конспект лекций /Киров, Вятский государственный университет, 2010, 56с

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине «Делопроизводство»
Опорный конспект лекций по дисциплине «Делопроизводство» для студентов 2 курса (3 семестр) сгф для направления 101100. 62 «Гостиничное...

Конспект лекций iconКонспект лекций Содержание Введение 4 Тема Экономическая теория:...
Предлагаемый читателям конспект лекций разработан в соответствии с типовой программой дисциплины «Основы экономических теорий» для...

Конспект лекций iconКонспект лекций по философии подготовлен в соответствии с типовой...
Философия : конспект лекций для студентов всех специальностей дневной и заочной форм обучения / сост. А. П. Мядель : Учреждение образования...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов