Оператор чпу расшифровка: ЧПУ расшифровка | что такое ЧПУ: как переводится аббревиатура оборудования

Содержание

ЧПУ расшифровка | что такое ЧПУ: как переводится аббревиатура оборудования

Программы для станка создаются одним из трех методов: ручным программированием, программированием с пульта оперативной системы ЧПУ, при помощи САD- и СAM-систем. Аббревиатурой CAD обозначают процесс автоматизированного проектирования, CAM — автоматизированного производства. В CAD-программах создают трехмерный дизайн изготавливаемых объектов, посредством CAM-программ превращают виртуальные модели в трехмерные предметы.

Что такое станок ЧПУ и как расшифровывается аббревиатура?

Аббревиатура ЧПУ расшифровывается как числовое программное управление. Такие станки оснащены компьютеризированными системами, обеспечивающими оптимальное функционирование столов, суппортов и шпинделей на протяжении технологического процесса. Операторы контролируют процесс специальными командами — кодами M- и G-типа.

В CAD-программах создают трехмерный дизайн изготавливаемых объектов, посредством CAM-программ превращают виртуальные модели в трехмерные предметы.

Из каких компонентов состоит система ЧПУ?

В систему ЧПУ входят следующие компоненты:

Шкаф с операторским пультом.
Дисплей.
Контроллер управления.
Запоминающие устройства.

Одно из запоминающих устройств является оперативным, второе постоянным.

Назначение станков с ЧПУ и целесообразность применения

Станки с ЧПУ востребованы для металлообработки, шлифовки камней и прочих твердых природных материалов, изготовления мебели, производства ювелирных украшений, выпуска пластиковых деталей, игрушек и сувениров (в том числе с криволинейными формами). Но стоят такие устройства недешево — поэтому там, где можно обойтись без ЧПУ, на них экономят.

Насущная потребность в ЧПУ возникает в следующих случаях:

В деталь в процессе изготовления могут вноситься незначительные конструктивные изменения, и тогда оператор с пульта подкорректирует программу.
Присутствует необходимость особо точного исполнения. Благодаря дискретному шагу привода отклонения колеблются в диапазоне до 3 мкм.
Сложная поверхность заготовок требует проведения ряда технологический операций в процессе механической обработки.
Готовые детали будут применяться для особо ответственных заданий — например, они станут элементами медицинских аппаратов либо комплектующими для авиатехники.

В большинстве случаев ЧПУ-станки закупают для выпуска регулярных или крупносерийных партий изделий.

Принцип работы современного станка с системой ЧПУ

Микроконтроллер выдает на исполнительные механизмы станка управляющее воздействие, то есть электрические импульсы определенной продолжительности. В роли исполнительных механизмов выступают электродвигатели привода, электромотор шпинделя, вспомогательные системы. Также контроллер обеспечивает движение режущих инструментов по поверхности детали в соответствии с заданной программой обработки.

Классификация оборудования с числовым программным управлением

В зависимости от способа обработки материала, ЧПУ-станки бывают:

Сверлильными. Сверло вращается и перемещается вокруг блока исходного материала и в контакте с ним.
Токарными. Блоки сырьевых материалов вращаются против головок бура.
Фрезерными. Материал удаляют из заготовок с помощью вращающихся режущих инструментов.
Оснащенными иными режущими инструментами. Резка может выполняться с помощью лазера, плазмы, кислорода либо водоструйной технологии.
Для химической и электрической обработки. Материал можно резать посредством следующих типов обработки: электрохимической, электронно-лучевой, электроэрозионной, фотохимической, ультразвуковой.

ЧПУ-станки применяются для обработки обширного разнообразия материалов: стали, дерева, титана, меди, латуни, алюминия, стекловолокна, полипропилена, пластмассы.

Фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерные ЧПУ-станки способны заменить собой до 300 инструментов. Они режут заготовки любых форм, в том числе сложных пространственных, раскраивают металлические листы, выбирают пазы, загибают углы. Расположение шпинделя у них бывает горизонтальным либо вертикальным. Станки для фрезеровки могут быть консольными либо нет, с одной или несколькими деталями. Контроль может осуществляться одновременно по двум, трем или более координатам. На позиционных фрезерных станках выполняют сверлильные работы, на контурных — обрабатывают криволинейные поверхности сложных форм, с помощью комбинированных — решают комплексные задачи.

ЧПУ-станки для фрезеровки обладают мощными корпусами и станинами. Ребра жесткости придают их шпинделям повышенную прочность. Чтобы инструменты быстро перемещались по горизонтали, в комплекте к таким устройствам идут рельсы и точные винты.

В группе фрезерных ЧПУ-станков насчитывается несколько сотен моделей: от компактных с мощностью менее 750 Вт до габаритных, с 10-метровыми рабочими столами.

Токарный станок с ЧПУ

Такие устройства оснащены резцами со сменными пластинами. На центровых токарных станках точат фасонные поверхности, конические и цилиндрические заготовки. На патронных — зенкеруют, создают резьбу, обтачивают внутренние и внешние плоскости под втулки, диски, шестерни и фланцы. На универсальных моделях выполняют операции, свойственные обоим вышеперечисленным типам станков. На карусельных — обрабатывают крупногабаритные и неправильные по форме элементы. Компоновка станков бывает вертикальной или с крутым наклоном.

Шлифовальный станок с ЧПУ

С помощью таких станков различные поверхности подвергают обработке абразивными материалами. При шлифовке снимается гораздо больший объем металла или иного вещества, чем при обтачивании и фрезеровке. Только такой способ обработки позволяет выполнять хрупкие детали для электронных и точных вычислительных приборов.

Зубообрабатывающий станок с ЧПУ

На таких станках нарезают и отделывают зубья для колес различных передач. Колеса нарезаются методом следа или обкатки. Зубообрабатывающие станки для мелкосерийного производства автоматизированы в большей степени, чем модели для серийного выпуска деталей.

Многоцелевой станок с ЧПУ

Такие устройства предназначены для комплексных обработок заготовок и оснащены комбинированными системами программного обеспечения. Они одинаково успешно обработают как плоскую, так и сложную криволинейную форму, нарежут фаски и резьбу, выполнят расточку и раскрой, осуществят фрезерование. Ради облегчения предварительной настройки инструментов многоцелевые станки укомплектовывают сменными магазинами. Компоновка таких устройств может быть горизонтальной либо вертикальной.

Степень автоматизации

В управляющих системах ЧПУ-станков выделяют следующие ключевые параметры:

Разновидность привода. Двигатель может быть шаговый, ступенчатый либо регулируемый.
Метод контроля: непрерывный, позиционный, прямоугольный, смешанный.
Как загружается программное обеспечение: через flash-носитель, на диске, с помощью магнитной или перфорированной ленты.
Сколькими координатами можно управлять одновременно и каков диапазон допустимой погрешности при их введении.

Та цифра, что идет в артикуле станка после буквы Ф, характеризует степень автоматизированности устройства:

1 — данные набираются на клавиатуре, предусмотрена цифровая индикация.
2 — у фрезерного или токарного станка это означает прямоугольный метод контроля, у сверлильно-расточного — позиционный.
3 — управление контурное или непрерывное. Таким способом удобно обрабатывать сложные детали.
4 — многооперационное оперирование. Оно сочетает в себе вышеперечисленные функции.

Если вместо цифры стоит буква “Ц”, это означает “циклический тип”. Алгоритм у таких станков дешевый и простой, но этого достаточно для производства серий заготовок одинакового типа.

Преимущества систем с ЧПУ

Системы ЧПУ являются техникой полного цикла. Она исключительно надежная, обладает обширным функционалом, поддается гибкой настройке, рассчитана на длительную интенсивную эксплуатацию. Производственные затраты и процент брака минимизируются.

С помощью таких устройств удается выполнять чрезвычайно точную и сложную обработку, которая ранее была не под силу ни предыдущим поколениям станков, ни мастерам ручного труда. Производительность ЧПУ-станка в 5 раз выше, чем аналога без ЧПУ. Наладить и запустить нужную схему сможет даже оператор без профильного образования токаря или фрезеровщика.

24 августа 2020
9209

Получите консультацию специалиста

Какая расшифровка у ЧПУ аббревиатуры и как работают станки на основе ЧПУ

Многие начинающие мастера по изготовлению мебели сталкиваются с необходимостью создания фасадов на основе плит МДФ. Причем требования к изделиям в условиях высокой конкуренции – достаточно высоки.

Изделия должны быть качественными, отвечать современным стандартам и трендам, кроме того, чтобы иметь стабильный поток клиентов, их заказы предприниматель должен выполнять как можно быстрее. Сделать работу качественно и быстро можно лишь при условии применения технологичных приспособлений для работы. В данном случае – это станки с ЧПУ. Что они представляют собой и как работают, мы и расскажем ниже.

Что означает данная аббревиатура?

Расшифровка этого понятия такая: Числовое Программное Управление. То есть, станок, работающий на числовом программном управлении, способен совершать те или иные действия, которые ему задаются при помощи специальной программы. Параметры работы станка задаются посредством цифр и математических формул, после этого он выполняет работу согласно указанным программой требованиям. Программа может задавать такие параметры, как:

мощность;
скорость работы;
ускорение;
вращение и многое другое.

Особенности станков с ЧПУ

Техника создания мебельных деталей на современном приборе данного типа включает в себя несколько этапов работы:

формируется модель будущей заготовки посредством специальных графических программ на компьютере, она может быть выполнена как в двухмерном, так и трехмерном виде;
с помощью специальной программы для оборудования с ЧПУ готовая модель отцифровывается в управляющую программу;
далее файл с управляющей программой вводят в память ЧПУ, и станок приступает к выполнению работы.

Все механические действия, которые выполняет оборудование, являются воплощением последовательности, которая прописана в управляющей программе.

Современные станки с ЧПУ являются сложными электромеханическими приборами и требуют квалифицированного применения. В основном работа станка осуществляется посредством двух человек:

наладчика;
оператора станка с ЧПУ.

Наладчику вверяется более сложный массив работы, он выполняет действия по наладке и переналадке прибора, а оператор должен следить за рабочим процессом и осуществлять легкую наладку.

Действия наладчика и оператора станка с ЧПУ

Этапы работы наладчика выглядят следующим образом:

подбор режущего инструмента согласно карте, проверка его целостности и заточки;
подбор по карте наладки заданных размеров;
установка режущего инструмента и зажимного патрона, проверка надежности крепления заготовки;
установка переключателя в положение «От станка»;
проверка рабочей системы на холостом ходу;
введение перфоленты, которое проводится после проверки лентопротяжного механизма;
проверка правильности заданной программы для пульта и станка ЧПУ и системы световой сигнализации;
крепление заготовки в патрон и установка переключателя в режим «По программе»;
обработка первой заготовки;
измерение готовой детали, внесение поправок на специальные переключатели-корректоры;
обработка детали в режиме « По программе» второй раз;
осуществление замеров;
перевод переключателя режима в положение «Автомат».

На этом процесс наладки окончен и к работе приступает оператор станка ЧПУ. Он должен выполнить такие действия:

менять масла;
чистить рабочую зону;
смазывать патроны;
проверять станок на пневматику и гидравлику;
проверять точные параметры оборудования.

Перед тем как приступить к работе, оператор станка ЧПУ должен проверить его на работоспособность посредством специальной тестовой программы, также ему следует убедиться в том, что подана смазочная жидкость и в том, что в гидросистеме и ограничивающих упорах присутствует масло.

Помимо этого, он должен проверить, насколько надежно крепление всех приборов и инструментов, а также то, насколько мебельная заготовка соответствует заданному технологическому процессу станка. Далее следует провести замеры на предмет возможных отклонений от точности настройки нуля на приборе и других параметров.

И только после этих манипуляций можно включать сам станок ЧПУ:

заготовку устанавливают и закрепляют;
потом вводится программа работы;
в считывающее устройство заправляется перфолента и магнитная лента;
нажимаем «Пуск»;
после того как первая деталь обработана, производятся ее замеры на предмет соответствия с заданной ранее моделью.

Сферы применения станков с ЧПУ

Станки на основе ЧПУ применяются в разных отраслях по оказанию услуг и производстве:

для обработки древесины и плит из дерева;
для обработки пластика;
камней;
сложных изделий из металла, включая ювелирные изделия.

Приборы с ЧПУ имеют ряд таких функций, как:

фрезерование;
сверление;
гравировка;
распил;
лазерная резка.

Некоторые модели станков с ЧПУ имеют возможность совмещать одновременно разные виды обработки материалов, тогда их называют обрабатывающими центрами на основе ЧПУ.

Преимущества станков с ЧПУ

Применение на производстве станков и обрабатывающих центров на основе ЧПУ позволяет вовремя выполнить такие работы, которые бы без их использования были неосуществимыми. Например, при производстве таким способом мебельных фасадов из МДФ, можно выполнить сложные рельефные декоры, которые вручную сделать просто невозможно. Так, благодаря специальным графическим программам для проектирования можно воплотить самые смелые дизайнерские решения.

Кроме того, массовое производство фасадов МДФ с помощью широкоформатных станков с ЧПУ возможно без необходимости предварительно раскраивать плиты и позволяет делать полный цикл их обработки, это значительно экономит время и рабочую силу.

Цена оборудования на основе ЧПУ такова, что нужно перед его покупкой хорошо подумать, будет ли это экономически выгодно конкретно для ваших производственных мощностей. Если у вас есть стабильный поток клиентов, и они готовы платить за оригинальные дизайнерские решения, то можете смело вкладывать средства в такое оборудование.

Особенность станков на основе ЧПУ – это их надежность и возможность бесперебойной работы в течение многих лет. Но при работе с ними нужно соблюдать все правила безопасности, а также подбирать только квалифицированных операторов и наладчиков. Некачественная работа персонала может вывести прибор из строя раньше положенного срока.

Автор: Николай Иванович Матвеев

Перейти к содержимому
1 марта 2019 г.
Немногие механические системы зависят от сочетания скорости, точности и повторяемости больше, чем современный станок, особенно в эпоху многоосевых станков с ЧПУ и мелкосерийного производства мелких деталей. Металлообрабатывающая операция настолько сильна, насколько сильно ее самое слабое звено; одна бракованная деталь не только влечет за собой дополнительные материальные затраты, но также часто влияет на производительность и график каждого последующего процесса.

В большей степени, чем какой-либо другой инструмент в станке, энкодеры обеспечивают правильное сочетание скорости, точности и повторяемости, обеспечивая обратную связь по положению с системой управления. Другими словами, они кодируют положение или движение на языке управления ЧПУ, который, в свою очередь, может понять оператор.
Являясь историческим лидером и новатором в области систем управления движением и систем ЧПУ, компания HEIDENHAIN имеет уникальную возможность предлагать решения для машиностроителей, а также варианты модернизации или дооснащения для конечных пользователей, оптимизирующие производительность металлообработки.

Обычно используемые энкодеры для управления станками с ЧПУ
Угловые энкодеры
Линейные, поворотные и угловые энкодеры используются для обратной связи в системах с ЧПУ, обеспечивая связь между системой управления и соответствующим двигателем. Каждый тип энкодера отслеживает разные элементы движения машины в зависимости от таких факторов, как требуемая точность и разнообразие направлений. Производительность станка в значительной степени зависит от этих различных энкодеров, обеспечивающих точные, синхронизированные показания обратной связи.
Угловые энкодеры
Угловые энкодеры измеряют взаимосвязь вращения между двумя деталями с предельной точностью, как правило, с точностью лучше ±10″ (угловых секунд). Компания HEIDENHAIN предлагает датчики угловых перемещений с точностью до ± 0,04″ (угловых секунд). Эти исключительные уровни точности делают угловые энкодеры важными при разработке многоосевых центров. Независимо от того, перемещаются ли они одновременно или независимо, такие компоненты, как поворотный стол и поворотная головка, часто используют этот тип энкодера.
Датчики вращения
Датчики вращения
Как и датчики угла, датчики вращения измеряют вращение. Однако они не так точны, как угловые энкодеры, обычно обеспечивая точность более ±10″ (угловых секунд). В то время как угловые энкодеры лучше всего подходят для позиционирования, угловые энкодеры часто больше подходят для управления скоростью. В станкостроении это делает их идеальными для контроля скорости вращения шпинделя в минуту (об/мин). Эта метрика необходима для понимания и оптимизации важных для затрат факторов, таких как скорость/подача, износ инструмента и потребление энергии.
Как поворотные и угловые энкодеры работают с серводвигателями
Более традиционные — и все еще очень популярные — 3-осевые обрабатывающие центры и токарные станки используют серводвигатели для перемещения столов (обычно заготовок) и шпинделей вдоль их линейных осей X, Y и Z. . Двигатель вращает винтообразный вал ротора, по которому движется стол или шпиндель; энкодер сообщает скорость и расстояние движения.
Во время длительных производственных циклов или резких переходов к черновой и чистовой операциям и от них могут возникать ошибки реверсирования или осевой сдвиг из-за теплового расширения; поскольку угловые и поворотные энкодеры не могут учитывать осевую деформацию, которая может привести к несоответствию спецификации деталей, именно в этих сценариях эффективны линейные энкодеры.
<noscript><img loading='lazy' src='/800/600/http/s.newslab.ru/photoalbum/42522/m/246378.jpg' /></noscript> com/embed/IZxeJ6sPaOw”>
Датчики линейных перемещений
Датчики линейных перемещений
Естественно, такие датчики измеряют расстояние по прямой. В приложениях для станков позиционирование является гораздо более важным фактором, чем скорость, поскольку грузы обычно перемещаются на такие короткие расстояния. Еще одно различие между открытыми и закрытыми энкодерами. Но закрытый вариант — единственный выбор для экстремальных условий в рабочей зоне обрабатывающего центра. Его герметичный блок установлен на небольшой каретке, которая соединена непосредственно с кареткой станка, двигаясь вместе со столом, защищая его чувствительные шкалы и сканирующие инструменты от стружки и охлаждающей жидкости и обеспечивая точное местоположение для управления.
Как энкодеры измеряют точность станков
Существует несколько основных способов, с помощью которых энкодер распознает и передает информацию о положении и скорости. По сути, энкодеры используют взаимосвязь между вариациями на неподвижном диске или шкале и вариациями, которые перемещаются вместе с нагрузкой. Существует два основных шаблона маркировки или градаций, которые называются инкрементными или абсолютными.
Эти маркировки распознаются либо по тому, как свет взаимодействует с ними в случае оптических энкодеров, либо по намагниченным рисункам, когда колебания сопротивления сигнализируют управляющим, магнитным энкодерам. В оптических энкодерах часто используются стеклянные шкалы, а в магнитных энкодерах — стальные.
Абсолютный энкодер
Абсолютные энкодеры имеют шкалы или колеса с более тонкой маркировкой или вариантами для считывания сканирующим механизмом. Для абсолютных энкодеров не требуется главная опорная точка. Другими словами, сразу после включения машины система управления получает и распознает конкретное положение. При использовании абсолютных энкодеров нет необходимости обнулять шпиндельную головку или рабочий стол перед началом работы.
Инкрементальный энкодер
Инкрементальные энкодеры работают так же, как и абсолютные энкодеры, но вместо уникальных меток, которые могут указывать точное положение, более однородные решетки сообщают относительное положение. Референтные метки по всему шаблону устанавливают абсолютное положение. В результате элементы машины, использующие этот тип энкодера, должны установить нулевую точку, прежде чем можно будет начать работу.
Многие энкодеры HEIDENHAIN включают референтные метки с дистанционным кодированием, которые размещаются индивидуально в соответствии с математическим алгоритмом. Электроника находит абсолютные референтные метки после прохождения двух последовательных референтных меток.
Специальные энкодеры для механической обработки
Основы энкодеров остаются неизменными, они измеряют вращательное и линейное перемещение и положение, но способы их применения меняются. По мере того как требования современного рынка усиливают давление на производителей в поисках эффективных способов производства сложных деталей, производственные процессы совершенствуются. Кодировщики и их приложения развиваются, чтобы преодолеть некоторые проблемы.
Роботизированная обработка
Кодировщики для роботизированной обработки
Требования к точности для роботов, используемых для широко распространенных операций, таких как сварка, сборка и сборка транспортных средств, минимальны. Однако роботизированная обработка широко распространена в аэрокосмической промышленности, поскольку крупные детали, такие как фюзеляж самолета, не могут быть обработаны в рамках традиционного центра. Исторически сложилось так, что инструмент на конце шарнирного робота-манипулятора (центральная точка) должен располагаться с предельной точностью. Проблема усугубляется тем, что они часто включают шесть осей.
Дополнительные энкодеры, такие как HEIDENHAIN ECA 4000 с оптическим сканированием и угловой энкодер HEIDENHAIN ECI 4000 с индуктивным сканированием, устанавливаемые после каждой зубчатой передачи, могут регистрировать абсолютное положение каждого соединения. Это может помочь учесть ошибку нулевой позиции и люфт, которые приводят к неточности.
Энкодеры для проверки и калибровки отклонения контура и положения станков
Калибровка станков имеет решающее значение для обработки высокоточных деталей, используемых, например, в часовой и оптической промышленности. Для обеспечения производительности машины усовершенствовалось калибровочное оборудование, в том числе появились датчики координатной сетки, которые крепятся непосредственно к рабочему столу для бесконтактного измерения динамики машины. Например, HEIDENHAIN KGM 282 измеряет с точностью ±1 мкм в направлениях X и Y, обеспечивая небольшой период сигнала 4 мкм.
Энкодеры для приложений функциональной безопасности
Энкодеры для приложений безопасности
Существует несколько факторов, влияющих на соображения промышленной безопасности: более быстрые, более мощные и гибкие машины, предсказуемое время безотказной работы и регулирование, и это лишь некоторые из них. В результате функциональная безопасность приобретает все большее значение при изготовлении и приобретении станков. Существует особый класс энкодеров специально для приложений, связанных с безопасностью, которые можно применять в соответствии с SIL 2 (согласно EN 61 508) или уровнем производительности «d» (согласно EN ISO 13849). ) в сочетании с системой безопасного управления. Эти энкодеры уникально оборудованы для единообразной и превентивной диагностики, а также безопасного механического соединения.

Энкодеры оказывают сильное влияние на обрабатывающее оборудование. Тип установленного энкодера влияет практически на все ключевые факторы процесса обработки: точность и скорость, безопасность и настройку, удобство использования и стоимость. Кодировщики также играют ключевую роль в важных технологических достижениях. Понимание нюансов между различными типами энкодеров и возможными приложениями имеет первостепенное значение как для создания, так и для покупки эффективного обрабатывающего оборудования.
Если вы хотите более глубоко изучить эту или любую другую тему управления движением, мы предоставим вам наших экспертов. Запишитесь на консультацию прямо сейчас, чтобы начать поиск конкретных решений ваших проблем.
Ссылка для загрузки страницы
Что такое ЧПУ? Что он может делать?_深圳市懿准精密金属制品有限公司
Что такое ЧПУ? Что оно может делать?
Дата выхода：2020-07-23 14:50:01 источник：未知
ЧПУ (станок с числовым программным управлением) — это сокращение от числового программного управления.
Это автоматический станок, управляемый программой.
Основные понятия
Система управления может логически обрабатывать программу с управляющим кодом или другими символьными инструкциями и декодировать ее с помощью компьютера, чтобы станок мог выполнять предписанное действие, а заготовка могла быть обработана в полуфабрикаты с помощью режущего инструмента.
Основная конструкция
Система ЧПУ — это специальная многозадачная компьютерная система, работающая в режиме реального времени. Многие передовые технологии компьютерного программного обеспечения интегрированы в его управляющее программное обеспечение, среди которых наиболее заметными являются многозадачная параллельная обработка и множественные прерывания в реальном времени. Соответственно вводятся следующие. 1. Многозадачная параллельная обработка (1) многозадачность системы ЧПУ. Система ЧПУ обычно используется в промышленной автоматизации производства как самостоятельный блок управления технологическим процессом, поэтому ее системное программное обеспечение должно выполнять две основные задачи управления и контроля. Управляющая часть системы включает в себя ввод, обработку ввода-вывода, отображение и диагностику. Управляющая часть системы включает в себя декодирование, компенсацию инструмента, обработку скорости, интерполяцию и управление положением. Во многих случаях некоторая работа по управлению и контролю должна выполняться одновременно. Например, когда система ЧПУ работает в состоянии управления обработкой, чтобы оператор вовремя знал рабочее состояние системы ЧПУ, модуль дисплея в программном обеспечении управления должен работать одновременно с управляющим программным обеспечением. Когда система ЧПУ работает в режиме обработки ЧПУ, модуль ввода программы обработки деталей программного обеспечения управления должен работать одновременно с управляющим программным обеспечением. Когда управляющее программное обеспечение работает, некоторые из его модулей обработки также должны работать одновременно. Например, чтобы обеспечить непрерывность процесса обработки, то есть фреза не останавливала резание между сегментами программы, модули декодирования, компенсации инструмента и обработки скорости должны работать одновременно с модулем интерполяции, а интерполяция должна быть осуществляется одновременно с контролем положения.
Ниже показана схема декомпозиции задач системы ЧПУ (рис. 3-10 (а)) и схема параллельной обработки задач (рис. 3-10 (б)). На рис. 3-10 (b) двунаправленная стрелка указывает на то, что между двумя модулями существует взаимосвязь параллельной обработки. (2) Концепция параллельной обработки. Параллельная обработка означает, что компьютер выполняет два или более видов одних и тех же или разных задач в одно и то же время или с одним и тем же интервалом времени. Наиболее значительным преимуществом параллельной обработки является повышение скорости работы. По сравнению с N-битной последовательной операцией и n-битной параллельной операцией скорость работы последней почти в n раз выше, чем у первой при той же скорости обработки. Это метод параллельной обработки повторяющихся ресурсов, значительно повышающий скорость работы по принципу «выигрыш по количеству». Но параллельная обработка — это больше, чем простое повторение устройств, в ней больше смысла. Например, перекрытие времени и совместное использование ресурсов.

Так называемое временное перекрытие основано на технологии конвейерной обработки, так что несколько процессов обработки смещены во времени, и по очереди используются несколько частей одного и того же комплекта оборудования. Совместное использование ресурсов основано на принципе «разделения времени», что позволяет нескольким пользователям использовать один и тот же набор оборудования в хронологическом порядке. В конструкции оборудования системы ЧПУ широко используется метод параллельной обработки дублирования ресурсов, например, использование архитектуры системы с несколькими процессорами для повышения скорости системы. Технология совместного использования ресурсов в основном используется для совместного использования ресурсов системы ЧПУ. (3) Совместное использование ресурсов во времени. В системе ЧПУ с одним ЦП принцип разделения времени ЦП в основном используется для решения проблемы одновременной работы нескольких задач. Вообще говоря, в компьютерной системе, использующей параллельную обработку с разделением времени, первой проблемой, которую необходимо решить, является принцип распределения времени ЦП, занимаемого каждой задачей, который имеет два значения: первое, когда каждая задача занимает ЦП; другой — позволить каждой задаче занять ЦП в течение длительного времени.
В системе ЧПУ использование ЦП для каждой задачи решается комбинацией чередования циклов и приоритета прерывания. Рисунок 3-10 (c) представляет собой диаграмму распределения времени типичной системы ЧПУ, в которой каждая задача использует один ЦП. После инициализации система автоматически входит в цикл распределения времени и обрабатывает каждую задачу по очереди. Для некоторых задач реального времени в системе они ставятся в очередь в соответствии с приоритетом и помещаются в разные приоритеты прерывания. Задачи вне кольца могут в любой момент прервать выполнение задач в кольце. Время, отведенное каждой задаче для занятия ЦП, ограничено, что обычно и решается таким образом. Для некоторых задач, занимающих больше процессорного времени, таких как подготовка к интерполяции, в некоторых местах могут быть установлены точки останова. Когда программа запускается до точки останова, ЦП автоматически освобождается, и она автоматически переходит к точке останова, чтобы продолжить выполнение в следующий раз.
(4) Обработка перекрывающихся потоков ресурсов. Когда система ЧПУ находится в режиме ЧПУ, процесс преобразования данных состоит из четырех подпроцессов: ввод программы обработки детали, подготовка интерполяции (включая декодирование, компенсацию инструмента и обработку скорости), интерполяция и управление положением. Если время обработки каждого подпроцесса соответственно, то время преобразования данных сегмента программы обработки детали будет равно, если каждый сегмент программы обработки детали обрабатывается последовательно, то есть второй сегмент программы будет обработан после обработки первого сегмента программы обработки детали. , и так далее. Временные и пространственные отношения этой последовательной обработки показаны на рис. 3-11 (а). Как видно из рисунка, если перед обработкой второго сегмента дождаться обработки первого сегмента, между выходами двух сегментов будет интервал t. Также существует временной разрыв между выходом второго и третьего сегментов и так далее. Этот временной интервал отражается в двигателе как время остановки двигателя, отражается в инструменте как время движения инструмента во время остановки. Каким бы малым ни был временной интервал, в технологии обработки не допускается остановка. Метод устранения этого интервала заключается в использовании конвейерной технологии. Временные и пространственные отношения после конвейерной обработки показаны на рис. 3-11 (b). Ключом конвейерной обработки является временное перекрытие, то есть два или более подпроцессов обрабатываются вместо одного подпроцесса за период временного интервала. Из рис. 3-11 (б) видно, что интервал между выходами каждого сегмента программы от начала времени после конвейеризации отсутствует, что обеспечивает непрерывность вращения двигателя и движения инструмента. Как видно из рисунка 3-11 (b), конвейеризация требует, чтобы каждая подпрограмма обработки имела одинаковое время работы. В системе ЧПУ время обработки каждой подпрограммы неодинаково. Решение состоит в том, чтобы взять в качестве интервала времени обработки максимальное время обработки подпрограммы. Таким образом, когда время обработки короткое, состояние ожидания будет введено после завершения обработки. (a) Последовательная обработка (b) конвейерная обработка Рис. 3-11 Конвейерная обработка с перекрытием ресурсов в устройстве ЧПУ с одним ЦП, временное перекрытие конвейерной обработки имеет только макроскопическое значение, то есть за период времени ЦП обрабатывает несколько подпрограмм, но с микроскопической точки зрения каждая подпрограмма занимает процессорное время.2. Обработка прерываний в режиме реального времени Еще одной важной функцией программного обеспечения для управления системой ЧПУ является обработка прерываний в реальном времени. Многозадачность и производительность системы ЧПУ в режиме реального времени определяют, что системное прерывание становится неотъемлемой частью всей системы. Управление прерываниями системы ЧПУ в основном зависит от аппаратного обеспечения, а структура прерываний системы ЧПУ определяет структуру системного программного обеспечения. Типы прерываний включают внешнее прерывание, внутреннее прерывание по времени, прерывание по аппаратному сбою и прерывание по программе. (1) Внешнее прерывание. В основном это прерывание отверстия для считывания фотоэлектрического считывателя с бумажной ленты, прерывание внешнего мониторинга (например, аварийная остановка, счетчик на месте и т. Д.) И прерывание ввода с панели управления с клавиатуры. Первые два вида прерываний предъявляют высокие требования к реальному времени. Обычно они имеют более высокий приоритет, в то время как прерывания ввода с клавиатуры и панели управления имеют более низкий приоритет. В некоторых системах он даже обрабатывается запросом. (2) Внутреннее прерывание по времени. В основном это прерывание по времени цикла интерполяции и прерывание по времени выборки позиции. В некоторых системах эти два вида временных прерываний объединены в один. Но при обработке сначала всегда обрабатывается управление положением, а затем обрабатывается операция интерполяции. (3) Прерывание при отказе оборудования. Это прерывание, отправленное различными устройствами обнаружения аппаратных сбоев, такими как ошибка памяти, ошибка таймера, тайм-аут операции интерполяции и т. д. (4) Процедурное прерывание. Это своего рода система числового программного управления (ЧПУ), которую для краткости называют системой ЧПУ. Это специальная компьютерная система, которая использует компьютер для реализации функции ЧПУ путем выполнения программы в его памяти и оснащена интерфейсной схемой и устройством сервопривода. Под управлением системы ЧПУ станок с ЧПУ может автоматически обрабатывать заготовку в соответствии с заданной программой обработки. Таким образом, система числового программного управления является разновидностью цифровой системы управления, включающей компьютер. — С момента появления первого фрезерного станка с ЧПУ в 1952, оборудование ЧПУ использовалось для управления станком с ЧПУ. Примерно через 20 лет в 1971 году было введено компьютерное управление. Вначале небольшие компьютеры использовались для замены традиционного аппаратного числового управления (ЧПУ) в системе ЧПУ. Однако с развитием компьютерных технологий в большинстве современных станков с ЧПУ используются микрокомпьютеры с низкой стоимостью, мощными функциями и высокой надежностью, чтобы заменить небольшие компьютеры для числового управления станками, которые называются просто MNC, но люди по-прежнему называют их ЧПУ. Принцип работы компьютерного управления и управления микрокомпьютером в основном одинаков. Система ЧПУ представляет собой систему управления положением. Процесс управления основан на вводе информации (программа обработки), обработке данных, операции интерполяции для получения информации об идеальной траектории, а затем на выходе в исполнительную часть, обрабатывающую требуемую заготовку. Ядром системы ЧПУ является устройство ЧПУ. Благодаря использованию компьютера повышается производительность и надежность устройства ЧПУ, а также обеспечивается быстрое развитие системы ЧПУ. Аппаратный состав устройства с ЧПУ обычно включает ЦП и шину, память, интерфейс устройства ввода, интерфейс схемы ввода-вывода, контроллер положения, интерфейс устройства отображения и интерфейс сети связи. Ниже приводится краткое введение в основные компоненты. ЦП и шина 1. Обзор ЦП ЦП является ядром устройства ЧПУ, которое может выполнять расчеты и управление. ЦП в основном состоит из блока управления, арифметико-логического блока и некоторых временных регистров. Когда сигнал отправляется на блок управления ЧПУ на следующем этапе, сигнал отправляется на блок управления ЧПУ для выполнения следующей рабочей инструкции.2. Шинная шина — это канал передачи различных сигналов между независимыми модулями в компьютерной системе. В компьютерной системе различные функциональные модули органически связаны через шину, а передача информации и связь между ними осуществляется через шину. Шину можно разделить на чип-шину, внутреннюю шину и внешнюю шину. Шина чипа — это шина уровня компонентов, которая представляет собой шину соединения между чипами небольшой системы или подключаемого модуля ЦП. Шина микросхемы включает в себя адресную шину, шину данных и шину управления, которая называется трехшинной структурой. Внутренняя шина, также известная как системная шина, представляет собой шину уровня платы, которая используется для соединения и обмена данными между съемными платами в устройстве ЧПУ. Например, шина S-100, шина ПК, мультишина, STD, ibm-at, стандартная шина и т. д. Внешняя шина, также известная как коммуникационная шина, используется для связи между системами. Этот тип шины включает в себя RS-232C, RS-422, IEEE-488 и т. д. Практическое применение и теоретический анализ доказывают, что шина STD является лучшей промышленной шиной, которая широко используется в мире, а также является предпочтительной промышленной шиной. стандартный автобус для разработки в Китае. Шаблон ЦП шины STD может содержать почти все 8-битные и 16-битные микропроцессоры, такие как Z80, 8080, 68-00, 8086, 8088, 80286 и 8031, 809.8 и т. д., и может сочетаться с различными модулями общей памяти и интерфейса ввода-вывода. Плата промышленного интерфейса шины STD может быть напрямую подключена к различному механическому и электрическому оборудованию в области управления и может управлять двигателями переменного тока, двигателями постоянного тока, шаговыми двигателями, реле и контакторами различной мощности. Это не только снижает стоимость, но также повышает надежность системы и упрощает ее конструкцию.