ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР

Современная технология АПС

І

Базовыми элементами АПС являются: механическое оборудо­вание (станки), устройства контроля и транспортные устрой­ства. Этими устройствами управляют ЭВМ или подобные им контроллеры. Механическое оборудование связано с транспорт­ными устройствами и ЭВМ в единую систему — гибкий произ­водственный модуль (рис. 8.1). Иерархическая система ЭВМ координирует действия и управляет работой всей производст­венной системы. В настоящей главе рассматривается каждый элемент и его взаимодействие с остальными компонентами системы.

Числовое программное управление

T

Ъермиа «числовое программное управление» используют обыч­но применительно к механическому оборудованию (станкам), управляемому потоком числовых данных. В механическом цехе традиционной структуры человек-оператор управляет работой станков, пользуясь чертежом-«синькой» и картой (планом) технологического процесса. Всевозможные вентили, н;- борные устройства, рычаги и приспособления устанавливают в нужное положение вручную, а оперируя двумя органами управления одновременно, рабочий выполняет обработку заготовки в соот-j ветствии с чертежом. Для получения высококачественной про J дукции необходимы квалифицированные рабочие с точным гла­зомером и хорошей координацией движений. / ЧПУ позволяет устранить человека из процесса управления станком. Оператор только устанавливает заготовку и инстру­мент на станок и загружает управляющую программу при по­мощи устройства считывания данных с перфоленты. С этаго момента все дальнейшие операции выполняются автоматически. Типичный станок с ЧПУ показан на рис. 8.3. /

Структура системы числового программного управления I

Система ЧПУ состоит из трех основных компонентов: механи­ческого оборудования (станка), контроллера и управляющей программы (рис. 8.3). С помощью механического оборудования выполняется обработка изделия, контроллер предназначен для управления движениями органов станка, а управляющая про-

Сигналы к двигателям

Современная технология АПС

Грамма задает специфическую для данной детали последова­тельность операций.

Механическое оборудование. Различные типы механического оборудования включают фрезерные, токарные, сверлильные станки и станки для раскроя материала. Поскольку имеются одн^ или более осей движения и механизм продольной подачи шпийделя, станок с ЧПУ можно использовать весьма эффек­тивна Хотя в принципе можно приспособить двигатели к орга­нам управления станков традиционной конструкции, станки для модулей с ЧПУ создают специально, снабжая их стальной ста­ниной, несколько более жесткой, чем в станках обычной кон­струкции.

Осевое движение органов станка обеспечивается специаль­ными двигателями (сервомоторами переменного или постоян­ного тока). Понижающая коробка передач уменьшает скорость, а затем вращательное движение преобразуется в поступатель­ное движение стола. Скорость вращения вала сервомотора поддается прецизионному управлению, а устройство обратной связи — обычно это цифровой датчик линейного или углового перемещения — обеспечивает обратную связь по положению для достижения необходимой точности позиционирования. В процес­се обработки можно производить смену режущего инструмента, изменять скорость подачи (скорость движения стола) и ско­рость вращения шпинделя. Станок с ЧПУ позволяет легко до­стичь точности 0,001 дюйма0, что удовлетворяет большинству требований к обработке деталей.

В некоторых новых типах станков (рис. 8.4) предусмот­рены устройства для автома­тической смены инструмента и рабочей палеты. В левой ча­сти представленного на рисун­ке станка имеется магазин с 32 сменными инструментами. Инструменты автоматически извлекаются из магазина и закрепляются на шпинделе станка (на рисунке в центре) в соответствии с командами управляющей программы. Уст­ройство смены палеты в перед- сменой инструмента и палет (С раз-

НРЙ чягти гтянкя гпгтпит ич Решения фирмы Cincinnati Milacron. Ней части станка состоит из Cincinnati Ohio 45209.)

Современная технология АПС

Рис. 84. Обрабатывающий центр со

Двух механических столов,

Положение которых может взаимно меняться. Различные опер^ ции по обработке детали могут выполняться за один ции Заготовку закрепляют на палете, которая затем сдвигается ка один из столов станка. За то время, пока происходит обработ­ка первой детали, оператор имеет возможность установить иго - рую заготовку. Эффективность использования оборудования при этом возрастает. Подобные станки известны под назвашіем обрабатывающих центров. В последние годы в их состав вжде - ны новые устройства, подобные роботизированным загрузчикам деталей. В некоторых недавних разработках использованы даже роботоподобные структуры для увеличения количества степеней свободы.

'> 1 дюйм равен 2,54 си. — Прим. перев.

Контроллеры. Традиционно контроллеры ЧПУ выполнялись как электронные устройства с жесткой логикой. Современные конт-_ роллеры ЧПУ — это устройства на основе ЭВМ, которые могут быть связаны с другими ЭВМ или управляющими устройствами.

Пульт управления типичного современного контроллера ЧПУ показан на рис. 8.5. Пульт состоит из дисплея на основе элек - тронно-лучевой трубки, клавиатуры, нескольких специальных функциональных клавиш и небольшого числа ручек и переклю-

Рве. 8.5. Операторский пульт контроллера ЧПУ на основе ЭВМ. Раз­Решения фирмы Industrial Computer Groups, Allen-Bradley Company, 747, Alfa Drive, Highland Heights, Ohio 44143.)

Чателей. На дисплее отображаются выполняемая программа, информация о состоянии станка и различные меню управления. Клавиатура используется для ввода инструкций или для моди­фикации программ. Специальные функциональные клавиши по - звоДрют оператору осуществлять управление станком в ручном режиме.

Обычно программа вводится в контроллер с помощью уст­ройства считывания данных с перфоленты. Память контролле­ра, как правило, энергонезависимого типа, например на ЦМД (цилиндрических магнитных доменах), позволяет хранить не-

Сколько различных программ. Типичный контроллер сначала считывает программу пользователя (управляющую программу),, а затем в соответствии с ней вырабатывает управляющие сиг­налы для сервоприводов. [Существуют международные стандар­ты, определяющие формат управляющих программ для систем ЧПУ (EIA'>, RS-273-A и RS-273-B), однако незначительные отличия форматов кодирования для различных систем ЧПУ все же имеются.]

Раньше на экране дисплея контроллера ЧПУ отображалась буквенно-цифровая информация. Некоторые современные стан­ки с ЧПУ обеспечивают цветной графический интерактивный

Рис. 8.6. Контроллер системы ЧПУ с управлением от ЭВМ, снабженный графическим дисплеем.

Интерфейс (рис. 8.6). Проектная информация о детали вводится разработчиком с клавиатуры в интерактивном режиме; при этом контроллер автоматически вычисляет траекторию движения ре­жущего инструмента и отображает результат в виде цветного графика на экране дисплея, существенно облегчая составление и отладку программ. Однако этот тип систем ЧПУ имеет более высокую стоимость и, возможно, меньшую производственную эффективность, поскольку во время программирования конт­роллера оператором станок простаивает. Поскольку использо­вание подобных контроллеров может оказаться неэкономич-

Electronic Industry Association — Ассоциация электронной промыш­ленности (США). — Прим. перев.

Ным, целесообразно иметь отдельную графическую вычисли­тельную систему для составления и верификации управляющих программ.

Существуют также системы ЧПУ, способные воспринимать подаваемые голосом команды и использующие в качестве уст­ройства ввода управляющих программ микрофон, а не клавиа­туру. Исчерпывающий набор инструкций может быть введен с помощью речевых команд. Имеются, однако, проблемы двоякого рода, препятствующие широкому распространению подобных систем:

1. Высокий уровень шума в цехах делает подаваемые голо­сом команды неразличимыми.

2. Каждый оператор станка должен выполнить утомитель­ную процедуру «обучения» контроллера перед началом его ис­пользования.

Управляющие программы. Управляющая программа представ­ляет собой набор инструкций контроллеру, указывающий ха­рактер и последовательность движений рабочих органов станка. Она состоит из блоков[6]' инструкций, каждый из которых содер­жит последовательный номер, линейные координаты по каждой из осей X, Y и Z, дополнительные координаты вращательного движения А, В и С, скорость подачи, скорость вращения шпин­деля, номер выбираемого инструмента, подготовительные коман­ды и вспомогательные команды (рис. 8.7). Наиболее часто ис­пользуемым носителем управляющих программ является бу­мажная перфолента, из которой каждый символ кодируется одним рядом отверстий. Для представления информации ис­пользуют два вида кодов (шаблонов расположения отверстий) — код EIA и код ASCII2) (иногда называемый также кодом ISO[7]'). Основное различие между ними заключается в том, что в коде EIA символы кодируются нечетным числом отверстий (контроль по нечетности), а в коде ASCII число отверстий, кодирующих один символ, всегда четио (контроль по четности). Контроллеры ЧПУ обычно воспринимают какой-либо из этих кодов.

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР

Этапы проектирования программного обеспечения интерфейса человек — ЭВМ

Проектирование качественного программного обеспечения ин­терфейса человек —ЭВМ не является жестким, статическим процессом. Характер и содержание каждого интерфейса варьи­руются в соответствии с конкретной областью его использова­ния, и в группах разработчиков часто …

Оценка эффективности человеко-машинных систем

Существует целый ряд общих методов оценки эффективности для различных уровней характеристик человеко-машинных сис­тем, однако оценка эффективности распознавания речи в слож­ней задаче управления, связанной с отображением информации, представляется задачей более трудной …

Потребность в документации

Соответствующая документация необходима для обеспечения эффективных и экономичных процедур разработки, использо­вания и сопровождения программных систем в целях организа­ции систематического обмена информацией между управленчес­ким персоналом, разработчиками системы и пользователями на всех …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.