Выбор системы управления

РТК и ГПС в машиностроении строятся на базе оборудования с
программным управлением: цикловым и числовым (позиционным кон-
турным или комбинированным). Для управления металлообрабатываю-
щими станками в составе РТК и ГПМ наибольшее применение в на-
стоящее время получили многоцелевые устройства ЧПУ

В основу микропроцессорных устройств ЧПУ положены: 1) функцио-
нально-модульный принцип построения как аппаратной части, так и
внутреннего программного обеспечения; 2) использование принципа
общей шины для достижения функциональной и конструктивной закон-
ченности и независимости модулей друг от друга. Все это позволяет
создавать различные модификации устройств ЧПУ путем изменения
числа или набора используемых модулей, а также разработкой допол-
нительного внутреннего программного обеспечения для конкретного ти-
па станков.

Ко всем устройствам ЧПУ, которые используются в современных
ГПС, предъявляются следующие основные требования: наличие доста-
точного ресурса памяти, играющей определяющую роль в многоцеле-
вых перепрограммируемых системах управления; свободное программи-
рование различных законов управления, и контроля с сохранением си-
стемного программного обеспечения (СПО) в оперативной памяти;
энергозависимость перепрограммируемой памяти для обеспечения дли-
тельного хранения СПО, накопленного за период эксплуатации, инфор-
мации для коррекции законов управления (например, результатов об-
работки данных автоматического измерения погрешностей работы раз-
личных узлов оборудования), управляющих программ обработки, кон-
троля и диагностики; высокая помехоустойчивость, позволяющая управ-
лять различным технологическим оборудованием при размещении
устройств ЧПУ в непосредственной близости с объектом и питанием от
общей энергосети; обеспечение требуемого быстродействия и точности
управления (например, формирование траектории движения одновре-
менно по десяти и более координатам со скоростью до 20 м/мин при
точности вычисления до 1 мкм).

Аппаратная часть современных устройств ЧПУ станками может
строиться на основе универсальных или специализированных микроЭВМ. Конструктивно устройство Ч[1У выполняется, как правило, в виде двух
взаимосвязанных блоков: вычислителя (на базе микроЭВМ) и внешних
устройств, реализующих функции ЧПУ.

Блок вычислителя устройства ЧПУ типа 2М43 размещен в подвесном пульте оператор-
а. Основу вычислителя составляет микроЭВМ типа «Электроника-60М»,
в состав которой входит центральный процессор, модули оперативной
памяти объемом до 16 К (1 К= 1024 восьмиразрядных слов —~байт)
для хранения управляющих программ и перепрограммируемой памяти
(объемом до 4 К),для хранения СПО ЭВМ, устройство управления и мо-
дули связи со стандартным фотосчитывающим и другими устройствами
ввода-вывода информации. Каналы микроЭВМ и ЧПУ связаны между
собой через адаптер. Канал ЧПУ, в отличие от магистрали микроЭВМ
типа общей шины, имеет специальную шину адресов блоков ЧПУ, что
упрощает схему подключения этих блоков.

В числе устройств, подключаемых к каналу ЧПУ, имеется дополни-
тельный модуль внешней, перепрограммируемой памяти объемом 16 К,
который предназначен для хранения системного программного обеспе-
чения ЧПУ. В числе других блоков устройства ЧПУ имеются: блоки
связи с электроавтоматикой, с датчиками обратной связи по перемеще-
нию и с приводами; пульт управления и наладки с клавишами, пере-
ключателями и устройством индикации; алфавитно-цифровой дисплей;
блок сопряжения с внешней памятью (например, кассетным наполни-
телем на магнитной ленте); программируемый контроллер для управле-
ния электроавтоматикой; блок питания и другие специализированные
блоки.

В устройстве ЧПУ имеются постоянное и оперативное (статическо-
го и динамического типов) устройства. Свободно программируемые
устройства памяти сохраняют информацию при отключении питания
от сети. Блоки ЧПУ, обеспечивающие выполнение различных специа-
лизированных функций, в том числе связь с периферийными устрой-
ствами и внешними объектами, объединены в общий интерфейсный
блок микроЭВМ.

Обмен информацией между центральным процессором и периферий-
ными устройствами ЧПУ осуществляется по основной и внутренней ма-
гистралям. Основная магистраль представляет собой канал микроЭВМ,
выполненный по типу общей шины, к которой непосредственно подклю-
чены динамическое запоминающее устройство и устройство управлен-
ия, обеспечивающее связь основной магистрали с устройствами ввода
и вывода информации и пультом оператора. Основные периферийные
блоки устройства ЧПУ связываются с основной магистралью через
внутренний магистральный канал при помощи шинного согласователя
и адаптера. Адаптер обеспечивает связь центрального процессора с
абонентами внутренней магистрали путем трансформации передава-
емых сигналов. Кроме того, в адаптере формируются необходимые для
обмена управляющие сигналы, а также осуществляется запоминание и
дешифрация адреса абонента на время связи с ним центрального про-
цессора.

Блок умножения обеспечивает аппаратное перемножение 16-разряд-
ных двойных чисел, что существенно увеличивает быстродействие
устройства ЧПУ. Таймер позволяет формировать запрограммированные
выдержки времени, по которым организуются сигналы прерывания ра-
боты центрального процессора.

Характеристики системы ЧПУ 2М43 указаны в таблице 5.1, а структурная схема показана на рисунке 5.1.

Таблица 5.1-Характеристики ЧПУ 2М43

Управляемое оборудование	Базовая микро-ЭВМ	Объём памяти-ОЗУ , Кбайт	Быстродействие 103 операций/с	Число управляемых координат, шт	Скорость быстрого хода, м/мин	Скорость рабочей подачи, м/мин	Контроль состояния инструмента	Привод	Датчики перемещения
Тяжёлые уникальные станки и ГПМ	Электроника – 60	16 и 32	500-700	До 12		0.01-10	Имеется	Следящий	Фотоимпульсный, резольвер, индуктосин

Рисунок 5.1-Структурная схема ЧПУ 2М43 где: ЦП- центральный процессор; ОЗУ- оперативное запоминающее устройство; ПЗУ- постоянное запоминающее устройство; УУ- устройство управления; ПО- пульт оператора; ФСУ-фотосчитывающее устройство; ЭПМ- электронная печатающая машинка; УВВ- устройство ввода-вывода; СШ- согласователь шинный; ИЭВМ- интерфейс связи с ЭВМ верхнего уровня; БУМ- блок умножения; Т- таймер; АК- адаптер канала; ИПО- интерфейсное программное обеспечение; АЦП- аналогово-цифровой преобразователь; МВВ- модуль ввода; МВЫВ- модуль вывода; ПЗУ- постоянное запоминающее устройство; БП- блок питания

Управление тактовым столом и манипулятором также осуществляется при помощи ЧПУ.