Материал: Верстати з системами програмних управлінь

Верстати з системами програмних управлінь

Зміст

1. Вступ

. Загальний розділ

.1 Призначення, склад, принцип роботи ПЧПУ 2Р22

.2 Системний канал ПЧПУ2Р22

.3Адресний простір ЧПУ

. Конструкторсько-налагоджувальний розділ

.1 Структура субблоку SВ-884

3.2 Елементна база субблоку SВ-884

. Спеціальний розділ

4.1 Штатні засоби діагностики субблокуSВ-884

4.2 Алгоритм пошуку несправностей SВ-884

Перелік прийнятих скорочень

Література

1. Вступ

Одним з основних напрямів автоматизації серійного, дрібносерійного виробництва є застосування верстатів з програмним управлінням (ПУ).

Верстати з системами програмних управлінь (ЧПУ) широко застосовують практично в усій металообробній промисловості. На основі автоматизованих копіювальних систем управління були розроблені верстати з програмним управлінням які оснащені слідкуючими приводами та системами ЧПУ.

Раціональна область застосування верстатів з ЧПУ в металообробці значно розширюється при ускладненні характеру обробки. Розглядаються три показника можливості обробки: швидкість різання, величина знімання металу в одиницю часу та якість обробки, по цьому особливе значення набуває задача створення найбільш досконалих конструкцій сучасних верстатів з ЧПУ. Організація серійного випуску та повне використання їх технологічних можливостей на підприємстві.

Технічне переозброєння машинобудування на базі складної високопродуктивної техніки поставило задачу підготовки висококваліфікованого персоналу, який бере участь у їх створенні, освоєнні та експлуатації.

Освоєння нового обладнання з програмним управлінням та його налагодження вимагають від обслуговуючого персоналу широкого кола знань у різних галузях техніки

Підвищення ефективності виробництва та якості продукції у чималій ступені визначається створенням машин, які дозволяють здійснювати комплексну автоматизацію технологічних процесів у машинобудуванні.

Автоматизація технологічного процесу - застосування неживої природи у технічному процесі або його складових частин для їх виконання та управління ними безпосередньої участі людей, яке здійснюється з метою скорочення трудових витрат, поліпшення випуску та якості продукції.

На першому етапі автоматизації здійснювалась автоматизація робочого циклу, тобто створювалися напівавтоматичні автомати, металообробне обладнання з ЧПУ та роботи. Другий етап автоматизації представляє комплексна автоматизація, коли створюються гнучкі виробничі системи, які забезпечують дві базові умови і гнучкість, тобто оперативність перебудови виробництва на новий тип виробу, та орієнтації на безлюдну технологію, тобто можливість функціонування без втручання людини протягом однієї -трьох змін.

2. Загальний розділ

.1 Призначення, склад, принцип роботи ПЧПУ 2Р22

Використана в блоці ЕОМ в сукупності з необхідним програмним забезпеченням реалізує заданий склад алгоритмів управління, включаючи обслуговування зовнішніх пристроїв вводу-виводу, облік траєкторій і швидкостей переміщення рухомих органів верстата, видачу управляючих програм і т. д.

Блок має функціонально-модульний принцип побудови, тобто всі функціональні блоки, пристрої виконані у вигляді закінчених пристроїв:

- блок ЕОМ;

блок зв'язку з ПУ;

блок зв'язку з верстатом;

таймер;

блок зв'язку з КНМС;

блок перетворювачів кодів і блок умноження;

блок зв'язку з ФСУ;

блок зв'язку з ЕОМ вищого рангу;

блок зв'язку з пультом корекцій;

блок силовий;

блок зв'язку з перфоратором.

Основою модуля ЕОМ є центральний процесор (ЦП), ОЗУ і ПЗУ.

Зв'язок між модулями здійснюється через єдиний канал обміну інформацією. Канал обміну інформацією є простий швидкодіючої системою зв'язків, що з'єднує ЦП, пам'ять і всі зовнішні пристрої. Оскільки зв'язок між окремими елементами системи, включаючи ЦП, що здійснюється через канал однаково, зовнішні блоки легко доступні для ЦП, як і ОЗП ЦП, рисунок 2.1.

Інтерфейс пристрою - апаратура, яка виконує функції зв'язку з верстатом усі сигнали передаються на верхню панель, де проходить магістраль верстатній периферії.

У пристрої єдиний канал зв'язку умовно розбитий на дві частини. На нижній панелі пристрою проходить канал блоку ЕОМ. Через інтерфейс зв'язку з верстатом усі сигнали передаються на верхню панель, де проходить магістраль верстатній периферії.

Канал пристрою містить 39 ліній зв'язку, з яких 32 лінії є двосторонніми. Це означає, що за одним і тим же лініям інформація може братися, так і передаватися щодо одного і того ж блоку.

Зв'язок між двома блоками, підключеними до каналу, який здійснюється за принципом «керуючого - керований» (активний - пасивний). У будь-який момент часу тільки один блок є активним. Активний блок управляє циклами звернення до каналу, а пасивний блок є тільки виконавцем. Він може приймати і передавати інформацію тільки під. управлінням активного блоку.

У пристрої активним є наступні блоки:

процесор;

блок зв'язку з ЕОМ вищого рангу;

блок зв'язку з ПУ;

блок вхідних сигналів;

таймер;

блок зв'язку з КНМС;

блок зв'язку з ФСУ;

блок зв'язку з КНМЛ;

блок зв'язку з пультом корекцій;

блок регенерації пам'яті;

блок зв'язку з перфоратором.

Зв'язок через канал замкнутий, тобто на управляючий сигнал, який передається активним блоком, повинен надходити відповідь сигнал від пасивного блоку.

Асинхронне виконання операції передачі даних усуває необхідність в тактових імпульсах. В результаті обмін з кожним блоком може відбуватися з максимально можливим для даного блоку швидкодією. Обмін може здійснюватись як з 16-розрядними словами, так і байтами (8 розрядів).

Канал забезпечує три типи обміну даними: програмний обмін, обмін в режимі переривання програми і обмін в режимі прямого доступу до пам'яті.

Програмний обмін - це передача даних з ініціативи й під. керуванням програми. В режимі програмного обміну працюють всі блоки пристрою.

Обмін даними з ініціативи зовнішнього блоку може виконуватися при прямому доступі до пам'яті (ПДП) і в режимі переривання програми.

Обмін в режимі ПДП є самим швидким способом передачі даних між пам'яттю і зовнішнім блоком. Він не змінює стану ЦП і тому може виконуватися в проміжках між циклами звернення до каналу, що проводяться ЦП. У режимі ПДП пристрій працює при регенерації пам'яті.

Обмін даними в режимі переривання програми - це виконання програми обслуговування на вимогу зовнішнього блоку. Після завершення виконання програми обслуговування ЦП відновлює виконання перерваної програми з того місця, де вона була перервана. В режимі переривання програми працюють перераховані вище активні блоки пристрою.

Кожен блок, що вимагає переривання, має програму обслуговування, вхід в яку здійснюється автоматично з допомогою вектора переривання. Векторів переривання - це адреса комірки пам'яті, де знаходиться нове слово стану процесора.

Крім того, кожен блок, здатний викликати переривання , має пріоритет обслуговування, заснований на його розташування по відношенню до процесору. Коли два блоку (або більше) вимагають переривання, то блок, фізично ближче розташований до ЦП має більш високий пріоритет. Отримавши сигнал надання переривання, він заборонить подальше поширення цього сигналу вздовж каналу.

ЦП управляє розподілом часу використання каналу зовнішніми блоками і виконує всі необхідні арифметично-логічні операції для обробки інформації. ЦП має ОЗП динамічного типу ємністю 8 Кбайт.

Блок зв'язку з ПУ дозволяє вводити дані з ПУ і з ЭПМ в ЦП і виводити дані для сигналізації в ПУ.

Блок зв'язку з верстатом включає в себе:

блок вхідних сигналів від верстата;

блок вихідних сигналів на верстат;

блок зв'язку зі стежить приводом;

блок зв'язку з кроковим приводом;

блок адаптивного управління;

блок зв'язку з датчиками.

Кожен функціональний елемент пов'язаний з верстатом (32 вихідних дискретних сигналу, 16 вхідних дискретних сигналів, 1 канал керування приводом, 1 канал зв'язку з датчиками, 2 каналу адаптивного управління, 1 канал зв'язку з кроковим приводом) виконаний на одному субблоці.

Блоки вхідних і вихідних сигналів забезпечують безконтактну видачу сигналів на верстат і безконтактний прийом сигналів від верстата. Серед сигналів надходять від верстата, виділені сигнали, що викликають переривання програми процесора і отримання назва ініціативних сигналів.

Блок зв'язку зі стежить приводом призначений для видачі управляючих сигналів напряженим ±10 V на слідкуючий привід координат і привід головного руху. Кожен канал управління складається з 2 цифро-аналогових перетворювачів (ЦАП), один з яких перетворює код помилки по дорозі, а інший перетворює код швидкісною компенсації.

В режимі контурної зварки блок керування приводом здійснює перетворення коду шляховий помилки і коду швидкісний компенсації в напруги відповідної полярності та величини, підсумовування цих величин і видачу сумарного сигналу на привід верстата.

Блок зв'язку з кроковим приводом призначений для зв'язку крокового приводу з магістраллю УЧПУ, перетворення паралельного дволичного швидкості коду в унітарний, отримання інформації шляху методом цифрового інтегрування величини швидкості. Блок адаптивного управління призначений для утворення аналогового сигналу датчика моменту в цифру для виконання оптимального закону керування приводом подач. Блок зв'язку з датчиками призначений для зміни переміщень як лінійних, так і кругових.

Таймер - це блок, який видає сигнали з інтервалом, що визначаються частотою 100 кГц і програмно-заданої величиною. Після закінчення заданого інтервалу часу відбувається переривання програми і перехід на програму обслуговування через вектор з адресою 100.

Блок зв'язку з БВСІ призначений для отримання з ЦП кодів символів і видачі КНМС управляючих сигналів.

Блок перетворювачів кодів і блок умноження виконують перетворення двійково-десяткового 7-розрядного коду в двійковий код і двійкового коду в двійково-десятковий і множення двох 24-розрядних чисел.

Блок умноження необхідний для збільшення швидкодії системи при розрахунку траєкторії руху під час контурної зварки.

Блок зв'язку з ФСУ призначений для прийому даних від фотозчитувача і передачі їх в ЦП.

Блок зв'язку з КНМС призначений для обміну інформацією КНМЛ з ЦП.

Блок зв'язку з ЕОМ вищого рангу призначений для послідовного обміну інформацією між УЧПУ і ЕОМ вищого рангу.

Блок зв'язку з пультом корекції призначений для обміну інформацією між пультом корекції і ЦП.

Силовий блок призначений для отримання необхідних величин і напруг змінного струму.

Блок зв'язку з перфоратором призначений для керування виведенням даних з пристрою на стрічковий перфоратор.

2.2 Системний канал ПЧПУ

Конструктивно канал являє собою систему печатних провідників, за допомогою яких з'єднуються контакти розеток субблоків, утворюючи 39 сигнальних ліній каналу та лінії живлення. Найменування сигналу і умовне позначення наведено в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - Сигнали каналу

2.3 Адресний простір ЧПУ

Розподіл адрес каналу і регістрів ВУ наведено в таблиці 2.2. Усі адреси дано у вісімковому коді. Буква К використовується для позначення числа, що дорівнює 1024. Канал дозволяє адресуватися до 32 До 16-розрядних слів або 64 Кбайт.

Таблиця 2.2 - Адресний простір ПЧПУ