Программа характеризации оси А.

 

При установке наклонного стола на станок необходимо привязать его к СЧПУ. Эта привязка включает в себя два этапа:

1. Аппаратное соединение всех исполнительных органов и контролируемых элементов стола с СЧПУ. Определение алгоритмов выполнения функций управления включает в себя задание взаимодействия выходных каналов между собой и входных каналов с выходными.

2. Программная идентификация всех исполнительных органов и контролируемых элементов. Формализация алгоритмов взаимодействия их между собой.

Программная привязка СЧПУ к наклонному столу осуществляется специальным программным обеспечением характеризации объекта управления. Оно представляет собой файловую систему содержащую множество отдельных файлов характеризации каждого из исполнительных и контролируемых элементов. Характеризация дополнительных координат “В” и “A” осуществляется с помощью файлов «AX4_TEA.INI» и «AX5_TEA.INI» соответственно. Редактировать эти файлы можно как непосредственно из интерфейса ЧПУ, так и на ПК. Алгоритм характеризации координат из интерфейса ЧПУ представлен в графической части Д0410.FSQ100.00.000И1.

Файл характеризации представляет собой набор адресов и параметров присваиваемых каждому адресу. Файлы характеризации для оси “А” содержит следующие параметры:

 

N30100 $MA_CTRLOUT_SEGMENT_NR[0,A1]=1

Определяется тип привода для координаты, в данном случае цифра 1 обозначает сервопривод.

 

N30110 $MA_CTRLOUT_MODULE_NR[0,A1]=5

Определяет порядковый номер привода по какому он идентифицируется в СЧПУ.

 

N30132 $MA_IS_COORDINATE_AX[0,A1]=1

Ось является координатной?

 

N30132 $MA_IS_ROTARY_AX[0,A1]=1

Ось является вращательной?

 

N30132 $MA_IS_VIRTUAL_AX[0,A1]=0

Ось является виртуальной?

N30132 $MA_IS_DIAMETRICAL_AX[0,A1]=0

Ось является диаметральной?

 

N30200 $MA_NUM_ENCS[A1]=2

Число датчиков, установленных на координате.

 

N30242 $MA_ENC_IS_INDEPENDENT[0,A1]=0

N30242 $MA_ENC_IS_INDEPENDENT[1,A1]=0

Является ли датчик независимым?

 

N30250 $MA_ACT_POS_ABS[0,A1]=0

N30250 $MA_ACT_POS_ABS[1,A1]=0

Внутренняя позиция датчика

 

N31020 $MA_ENC_RESOL[0,A1]=18000

N31020 $MA_ENC_RESOL[1,A1]=2048

Деления датчика на оборот

N31044 $MA_ENC_IS_DIRECT2[0,A1]=0

N31044 $MA_ENC_IS_DIRECT2[1,A1]=0

Датчик установлен через редуктор?

N31050 $MA_DRIVE_AX_RATIO_DENOM[0,A1]=314928

Знаменатель силового редуктора

N31060 $MA_DRIVE_AX_RATIO_NUMERA[0,A1]=2925

Числитель силового редуктора

N31200 $MA_SCALING_FACTOR_G70_G71[A1]=25.4

Коэффициент для перерасчёта значения при активных G 70/ G 71

N32000 $MA_MAX_AX_VELO[A1]=5400

Максимальная скорость оси, град/мин

N32000 $MA_MIN_AX_VELO[A1]=1

Минимальная скорость оси, град/мин

N32010 $MA_JOG_VELO_RAPID[A1]=5400

Скорость традиционного быстрого хода, град/мин

N32300 $MA_MAX_AX_ACCEL[A1]=360

Ускорение оси, град/с

N32260 $MA_RATED_VELO[0,A1]=3000

Номинальное число оборотов двигателя, об/мин

N32200 $MA_POSCTRL_GAIN[0,A1]=3

Коэффициент кольцевого усиления

N32310 $MA_MAX_ACCEL_OVL_FACTOR[A1]=1.2

Коэффициент перегрузки для осевых скачков скорости

N32452 $MA_BACKLASH_FACTOR[0,A1]=1

Поправочный коэффициент для обратного люфта

N32490 $MA_FRICT_COMP_MODE[0,A1]=1

Вид компенсации трения

N32500 $MA_FRICT_COMP_ENABLE[A1]=0

Компенсация трения активна

N32800 $MA_EQUIV_CURRCTRL_TIME[0,A1]=0.0005

Постоянная времени контура управления током

N32810 $MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME[0,A1]=0.004

Постоянная времени контура управления числом оборотов

N32920 $MA_AC_FILTER_TIME[A1]=0

Постоянная времени фильтра сглаживания для адаптивного управления

N34020 $MA_REFP_VELO_SEARCH_CAM[A1]=720

Скорость перемещен к референтной точке, град/мин

 

Алгоритм интерполяции

Алгоритм интерполяции координирует движения приводов по осям станка.

Существует ряд алгоритмов, решающих эту задачу. Для обеспечения управления приводами подач с высокой скоростью при­меняют метод покодовой интерполяции, при котором выдаваемая на управление информация содержит приращение по координатам за некоторое время t. На высоких скоростях эти приращения существенно больше величины дискреты, однако информация поступает с частотой, намного превышающей пропускную способность привода.

Можно выделить два способа реализации алгоритмов покодо­вой интерполяции: непосредственный с расчетом приращений по исходным формулам и косвенный, согласно которому приращения получаются в результате приведения исходных формул к опре­деленному виду.                                  

Примером косвенного способа является реализация алгоритмов покодовой интерполяции с использованием метода оценочной функции с переменным шагом и представлением данных в разрядности слова процессора. Эти алгоритмы могут быть использованы не только в процессе интерполяции, но и при расчете эквидистанты, скорости перемещения по координатам и при других расчетах, требуемых для получения геометрической информа­ции.

Для круговой интерполяции против часовой стрелки  и  - соответственно в первой и второй половинах первого квадранта; здесь х₀ и у₀ - координаты точки дуги окруж­ности, от которой рассчитываются очередные приращения по координатам. Следует отметить, что до обращения к алгоритму определяется перемещение по ведущей оси (  или ) в зависимости от заданной скорости и времени t, а окон­чание отработки перемещений в заданном кадре контролируется вне алгоритма.

Рис.8. Покодовая круговая интерполяция.

Алгоритм работает следующим образом. По заданному   (остаток перемещения по оси Х; при i = 0 ) выбирается такой шаг Hi,  чтобы выполнялось условие . Далее делается шаг по оси Х величиной H_i, рассчитывается значение и анализируется F_i . Если , то делается шаг H_iв положительном направлении оси Y, а если , то шаг в отрицательном направлении, и рассчитываются значения  впервом случае и  во втором случае.

Шаги H_i по оси Y делаются до тех пор, пока выполняется условие Fi < 0. Если оно не выполняется, т. е. , то проис­ходит переход к следующему циклу, для которого рассчитывается  и . При , и процесс прекращается.

В начале отработки алгоритма Fi = 0. Промежуточная точка траектории, определяемая приращениями  и , в общем случае не лежит на прямой, заданной координатами  и , поэтому конечное значение . Во избежание накопления ошибки при последовательных вычислениях значений , за­поминается конечная величина Fi, полученная в предыдущем цикле вычислений, и добавляется к текущему значению Fi следу­ющего вычисления.

Величина начального шага выбирается исходя из характери­стик привода.

В первом полуквадранте решается уравнение вида  по оценочной функции . Ведущей координатой является Y. Во втором полуквадранте решается уравнение вида  и ведущей является коорди­ната X. При этом изменяется содержание трех блоков алгоритма.

Порядок работы блоков следующий. В блоке 1 исходные данные  , ,  , ,   и вводятся в рабочие ячейки. Начальный шаг Hi выбирается в блоках 2, 3 и 4. На этом работа вспомогательной части алгоритма заканчивается, и происходит переход к основной части, причем в ячейке W сохраняется значение .

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте был реализован общий подход к задачам проектирования СЧПУ металлорежущих станков, их разработки и эксплуатации.

Был произведен анализ кинематики станка и обоснован тип и число управляемых и контролируемых параметров, разработаны электрические принципиальные схемы подключения УЧПУ к станку и электроавтоматики станка, а также алгоритм позиционирования. При выполнении этого проекта были использованы знания и навыки, полученные при изучении дисциплин «Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов», «Электроника и микропроцессорная техника систем управления», «Теория автоматического управления», «Управление процессами и объектами в машиностроении».

 

 

Библиографический список

 

Основная литература

1.	Босинзон, М.А. Современные системы ЧПУ и их эксплуатация: учебник для нач.проф.образования. 4-е изд., стер. / М.А.Босинзон;под ред.Б.И.Черпакова.— М.: Академия, 2010.— 192с. (6 экз)
2.	Ловыгин, А.А. Современный станок с ЧПУ и CAD/CAM система / А.А.Ловыгин,А.В.Васильев,С.Ю.Кривцов.— М.: Литкон-Пресс, 2006.— 286с. (5экз)

 

Дополнительная литература

 

1.	Шарин Ю.С., Проектирование элементов и систем автоматизированного производства.: учеб. пособие. ч.1: контроль размеров при обработке – М.:Машиностроение.-1995.-112с.:ил (14 экз.)
2.	Мясников В.А., Программное управление оборудованием. / Мясников В.А.,Игнатьев М.Б., Покровский А.М., 2-е изд., перераб. и доп. -Л.:Машиностроение, Лен.отд., 1984.-427с (5 экз.)
3.	Ратмиров В.А. Управление станками гибких производственных систем. М.:Машиностроение, 1987.-272с.
4.	Шадский, Геннадий Викторович. Управление эффективностью многоцелевых станков в технологических комплексах промышленных предприятий: монография / Г. В. Шадский, В. С. Сальников, О. А. Ерзин; ТулГУ.— Тула: Изд-во ТулГУ, 2009.— 187 с. (2экз)
5	Маталин, А.А. Многооперационные станки / А.А.Маталин,Т.Б.Дашевский, И.И.Княжицкий.— М.: Машиностроение, 1974.— 320с. (17 экз)
6	Станки с программным управлением и промышленные роботы. Локтеева С. Е. - М., 1986. - 320с.

 

Периодические издания

 

1.	Мехатроника. Автоматизация.Управление: теоретический и прикладной научно-технический журнал.— М.: Новые технологии, 2014-.— ежемесячно.— ISSN 1684-6427.
2.	Проблемы теории и практики управления: международный журнал.— М., — ISSN 0234-4505.
3.	Автоматика и телемеханика / РАН — М.: Наука, 1936.— Основан в 1936г. — ежемесячно.— ISSN 0005-2310.