Программа характеризации оси С.

При установке поворотного 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 поворотному столу осуществляется специальным программным обеспечением характеризации объекта управления. Оно представляет собой файловую систему содержащую множество отдельных файлов характеризации каждого из исполнительных и контролируемых элементов. Алгоритм характеризации координат из интерфейса ЧПУ представлен в графической части.

Файл характеризации представляет собой набор адресов и параметров присваиваемых каждому адресу. Файлы характеризации для оси «С» содержит следующие параметры:

N30100 $MA_CTRLOUT_SEGMENT_NR[0,С1]=1

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

N30110 $MA_CTRLOUT_MODULE_NR[0,С1]=5

Определяет порядковый номер привода по какому он идентифицируется в СЧПУ.

N30132 $MA_IS_COORDINATE_BY[0,С1]=1

Ось является координатной?

N30132 $MA_IS_ROTARY_BY[0,С1]=1

Ось является вращательной?

N30132 $MA_IS_VIRTUAL_BY[0,С1]=0

Ось является виртуальной?

N30132 $MA_IS_DIAMETRICAL_BY[0,С1]=0

Ось является диаметральной?

N30200 $MA_NUM_ENCS[С1]=1

Число датчиков, установленных на координате.

N30242 $MA_ENC_IS_INDEPENDENT[0,С1]=1

Является ли датчик независимым?

N30250 $MA_ACT_POS_ABS[0,С1]=0

Внутренняя позиция датчика

N31020 $MA_ENC_RESOL[1,С1]=3600

Деления датчика на оборот

N31044 $MA_ENC_IS_DIRECT2[0,С1]=0

Датчик установлен через редуктор?

N31200 $MA_SCALING_FACTOR_G70_G71[С1]=25.4

Коэффициент для перерасчёта значения при активных G 70/ G 71

N32000 $MA_MAX_AX_VELO[С1]=5400

Максимальная скорость оси, град/мин

N32000 $MA_MIN_AX_VELO[С1]=1

Минимальная скорость оси, град/мин

N32010 $MA_JOG_VELO_RAPID[С1]=5400

Скорость традиционного быстрого хода, град/мин

N32300 $MA_MAX_AX_ACCEL[С1]=360

Ускорение оси, град/с

N32260 $MA_RATED_VELO[0,С1]=1500

Номинальное число оборотов двигателя, об/мин

N32200 $MA_POSCTRL_GAIN[0,С1]=3

Коэффициент кольцевого усиления

N32310 $MA_MAX_ACCEL_OVL_FACTOR[С1]=1.2

Коэффициент перегрузки для осевых скачков скорости

N32452 $MA_BACKLASH_FACTOR[0,С1]=1

Поправочный коэффициент для обратного люфта

N32490 $MA_FRICT_COMP_MODE[0,С1]=1

Вид компенсации трения

N32500 $MA_FRICT_COMP_ENABLE[С1]=0

Компенсация трения активна

N32800 $MA_EQUIV_CURRCTRL_TIME[0,С1]=0.0005

Постоянная времени контура управления током

N32810 $MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME[0,С1]=0.004

Постоянная времени контура управления числом оборотов

N32920 $MA_AC_FILTER_TIME[С1]=0

Постоянная времени фильтра сглаживания для адаптивного управления

N34020 $MA_REFP_VELO_SEARCH_CAM[С1]=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 z₀ - 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.

Рисунок 5 – 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_i в 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 .

Рисунок 6 – Алгоритм круговой интерполяции

 

Заключение

В данном курсовом проекте была реализована модернизация многоцелевого горизонтально-фрезерного станка ИР-500. При этом добавилась дополнительная координата «С».

Для реализации были разработаны модернизированная кинематическая схема станка и модернизированная электрическая принципиальная схема подключения УЧПУ к станку и к электроавтоматике станка.

Связь дополнительной координаты со станком была осуществлена с помощью обновления программы в файле характеризации осей.

При выполнении этого проекта были использованы знания и навыки, полученные при изучении дисциплин «Оборудование автоматизированного производства», «Электроника и микропроцессорная техника систем управления», «Теория автоматического управления».

Библиографический список

1. Сосонкин В. Л. Микропроцессорные системы числового программного управления станками. - М., 1985. - 198 c.

2. Станки с программным управлением и промышленные роботы. Локтеева С. Е. - М., 1986. - 320с.

3. Станки с программным управлением: Справочник. - М., 1981. - 200с.

4. Ратмиров В. А. Управление станками гибких производственных систем. - М., 1987. - 272с.

5. Гнатек О. Р. Справочник по цифроаналоговым и аналогово-цифровым преобразователям /Пер. с англ. под ред. Ю. А. Рюжина. - М., 1977. - 76с.

6. Волчкевич Л. И., Ковалев М. П., Кузнецов М. М. Комплексная автоматизация производства. - М., 1983. - 270с.

7. Аналоговые и цифровые интегральные схемы: Справочник / Под ред. С. В. Якубовского. - М.: Радио и связь, -1985.- 360с.

8. Микропроцессоры. В 3-х кн.: Учеб. для втузов / Под ред. Л. Н. Преснухина. Кн. 1. Архитектура и проектирование микро-ЭВМ. Организация вычислительных процессов. - М.: Высш. школа,1986.

9. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах / В. В. Сташин и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

10. Микропроцессоры имикропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник. В 2-х т. / Под ред. В. А. Шахнова. - М.: Радио и связь, 1988.

11. Федорков Б. Г., Телец В. А., Дегтяренко В. П. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. - М.: Радио и связь, 1984. - 282с.

12. ГОСТ 2.708-81 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники. - М.: Госстандарт СССР, 1981. - 32с.

13. ГОСТ 3.1418-82. Оформление техдокументации. - М., 1982. - 29с.