ЖУРНАЛ «СТА» №3/2001

ной промышленности, есть все пред- посылки для построения системы ЧПУ, содержащей единый набор аппа- ратных и программных модулей. Свя- зано это, в первую очередь, с унифика- цией электрической части исполни- тельных и регистрирующих элементов станков. Практически любой станок, независимо от функционального на- значения, габаритов и заводаизгото- вителя, может быть описан упрощён- ной схемой, представленной на рис. 2. На схеме показаны лишь те элемен- ты станка, которые являются опреде- ляющими при выборе той или иной си- стемы ЧПУ. К ним относятся: ● преобразователь, на вход которого от системы ЧПУ поступает аналоговый сигнал (как правило, в диапазоне от –10,24 В до +10,24 В), знак которого определяет направление, а величина — скорость вращения двигателя, свя- занного посредством червячной или другой передачи с подвижной частью станка (тип и характеристики двига- теля не имеют определяющего значе- ния при выборе системы ЧПУ); ● датчик положения, который выдает в ЧПУ два стандартных сигнала, поз- воляющих определить направление вращения двигателя и положение ва- ла, а следовательно, и положение по- движной части станка (датчик может быть установлен на валу двигателя, на валу червячной передачи, на по- движной части станка; чаще всего используются фотоимпульсные дат- чики, хотя в более старых станках могут использоваться вращающиеся трансформаторы, резольверы и ин- дуктосины); ● входы ЧПУ (или выходы станка), ко- торые, как правило, имеют два со- стояния: 0 В и +24 В — и связаны с теми элементами станка, состояние которых необходимо контролиро- вать в процессе работы (микропере- ключателями позиции подвижных элементов станка, датчиками давле- ния воздуха, масла, жидкости гид- равлической системы, контрольны- ми контактами пусковых автоматов, тумблерами и переключателями пульта оператора и т.д.); ● выходы ЧПУ (или входы станка), че- рез которые выполняется управле- ние элементами станка (включение приводов, разрешение работы при- водов, включение/выключение дви- гателей смазки, охлаждения, пере- ключение ступеней главного приво- да, открывание/закрывание дверей, зажим/разжим инструмента и т.д.). Чаще всего входом станка является один из управляющих входов элект- ромагнитного реле (управляющее напряжение +24 В), хотя встречают- ся элементы станка, для управления которыми необходимо замкнуть два определенных контакта. В отдель- ную группу можно выделить входы станка, непосредственно связанные с элементами индикации. Из изложенного следует, что для мо- дернизации большинства станков до- статочно иметь систему ЧПУ, содержа- щую произвольный набор элементов пяти типов: цифроаналоговый преоб- разователь, счетчик позиции, дискрет- ный вход с гальванической развязкой, дискретный выход с гальванической развязкой, релейный выход. Адапта- ция конкретного набора элементов к конкретному станку может быть обес- печена программным способом. «… И ОТ НЕГО К ПРАКТИКЕ …» При конкретной реализации систе- мы ЧПУ учитывались следующие обя- зательные условия: ● система должна быть построена на основе архитектуры IBM PC; ● номенклатура блоков должна быть минимальной; ● должна быть обеспечена преемствен- ность программного обеспечения (дру- гими словами, управляющие програм- мы, разработанные для станка с исполь- зованием старой системыЧПУ, должны выполняться на новой системе); ● кодирование информации управля- ющих программ должно соответст- вовать ГОСТ 2099983; ● должна быть предусмотрена возмож- ность модернизации программного обеспечения в условиях цеха. В настоящее время на рынке имеется большое число фирм, предлагающих свои наборы аппаратных средств для решения задач промышленной автома- тизации. После анализа рынка за осно- ву были выбраны аппаратные средства фирмы Advantech. При выборе учиты- вались стоимость, преимущества еди- ного поставщика, техническая полити- ка фирмы и качество продукции. Структурная схема системы ЧПУ «ДиаНаCNC» приведена на рис. 3. Все блоки выпускаются фирмой Advantech и выполняют следующие функции: ● PCA6145B является одноплатным промышленным компьютером на базе процессора 80486 и решает стандарт- ные задачи центрального процессора (вместо PCA6145B может использо- ваться любой другой промышленный компьютер фирмы Advantech); ● PCL726 содержит шесть 12 разряд- ных ЦАП и формирует задание, оп- ределяющее направление и скорость перемещения осей; ● PCL833 содержит три 24 разрядных счетчика и служит для приема сигна- лов фотоимпульсных датчиков и оп- ределения положения оси; ● PCL725 содержит 8 релейных выхо- дов и 8 входов с гальванической раз- вязкой и служит для управления эле- ментами станка с повышенной на- грузкой или когда для формирования управляющего воздействия необходи- мо замкнуть два или более контактов; ● PCL733 содержит 32 входа с гальва- нической развязкой и служит для приема сигналов, определяющих со- стояние различных элементов стан- ка; ● PCL734 содержит 32 выхода с галь- ванической развязкой и служит для управления элементами станка со стандартной нагрузкой. Блоки объединяются пассивной пла- той, расположенной в промышленной рабочей станции AWS825 или промы- шленном шасси IPC6908 (выпускае- мыми также фирмой Advantech). На рисунке сознательно не показаны устройства вводавывода, поскольку, с одной стороны, они являются стандарт- ными, с другой стороны, для конкретных применений могут использоваться раз- личные типы устройств, в зависимости от конструктивных особенностей станка и финансовых возможностей заказчика. Программное обеспечение разрабо- тано на языке Си. При разработке про- РАЗ РА БО Т КИ / МАШИНОС Т Р О Е НИ Е 35 СТА 3/2001 www.cta.ru Фотоимпульсный датчик положения Двигатель Преобразователь Входы Выходы А В ±10 В +24 В +24 В Рис. 2. Упрощенная схема металлообрабатывающего станка с ЧПУ PCL 833 РСА 6145 РСL 726 Шина ISA PCL 725 PCL 733 PCL 734 Рис. 3. Структурная схема системы ЧПУ «ДиаНа-CNC»