Поняття про програмне керування

Поняття про системи керування автоматизованим обладнанням

В наш час електронно-обчислювальна техніка все ширше використовується в управленні технологічними процесами, виробництвом, транспортом i.т.д. Ми часто чуємо слова "керування", "об'єкт керування", "система керування". Що це таке?

Керування - це процес дії на об'єкт з метою привести його до бажаного стану чи положення.

Об'єктом керування може бути верстат, автомобіль, двигун, цех , завод i.т.д. Щоб можна було управляти об’єктом необхідне існування набору правил, що дозволяють досягнути поставленої мети (тобто алгоритму керування) i пристрою керування що може виконати цей алгоритм. Керування може здійснювати безпосередньо людина, і тоді воно називається ручним керуванням, ва може і без участі людини, і в такому випадку воно називається автоматичним керуванням. Якщо керування здійснюється за частковою участю людини, то таке керування називається автоматизованим.

Системи керування

Сукупність об'єкта керування i пристрою керування, взаємодія яких приводить до досягнення мети називається системою керування. Пристрій керування управляє об’єктом за допомогою різноманітних виконуючих механізмів. В сучасних автоматичних системах керування пристроєм керування є комп’ютер.

Кожна система керування має вхід i вихід між якими існує зв’язок, який називається зворотним зв’язком. Зворотний зв'язок буває двох видів: позитивний i негативний.

Зворотний зв'язок між виходом i входом системи, при якому зміни параметрів на виході системи спричиняють зміни на вході системи в ту саму сторону називається позитивним зворотним зв'язком.

Зворотний зв’язок між виходом i входом системи, при якому зміни параметрів на виході системи в одну сторону спричиняють зміни на вході системи в другу сторону - називається негативним зворотним зв’язком

В системах керування як правило використовується негативний зворотний зв’язок, оскільки позитивний веде до не бажаних наслідків.

Числове́ програ́мне керува́ння (ЧПК) (англ. Computer numerical control) — комп'ютеризована система керування, яка зчитує командні інструкції спеціалізованої мови програмування (наприклад, G-код) і керує приводами метало-, дерево- чи пластмасообробних верстатів та верстатним оснащенням.

Числове керування (англ. Numerical control) — автоматичне керування процесом, що здійснюється пристроєм, який використовує числові дані котрі, як правило, уводяться під час виконання операції (посилання: ISO 2382).

Скорочення ЧПК відповідає двом англомовним — NC і CNC, що відображає еволюцію розвитку систем керування устаткуванням:

• Системи типу NC (англ. Numerical control), що з'явилися першими, передбачали використання жорстко заданих схем керування обробкою — наприклад, задання програми за допомогою штекерів чи перемикачів, зберігання програм на зовнішніх носіях. Якихось пристроїв оперативного зберігання цих керуючих процесорів не передбачалося;

• Сучасніші системи ЧПК, що мають назву CNC (англ. Computer numerical control), ґрунтуються на системі керування побудованій на:

  • мікроконтролері;

  • програмованому логічному контролері;

  • промисловому комп'ютері на основі мікропроцесора.

Числове програмне управління (ЧПУ)

Числове програмне управління (ЧПУ) стало універсальним засобом управління станками. Його застосовують для всіх груп і типів станків. Застосування станків з ЧПУ дозволило якісно змінити металообробку, дістати більший економічний ефект.

Обробка на станках з ЧПУ характеризується:

· ростом виробництва праці оператора-станочника завдяки скороченню основного і додаткового часу (переналадки);

· можливістю застосування багатостаночного обслуговування;

· підвищеною точністю;

· зниженням затрат на спеціальне пристосування; скороченням або повною ліквідацією розміточних і слюсарно-підгоночних робіт.

Велика перевага обробки на станках з ЧПУ полягає також в тому, що значно зменшується доля важкої ручної праці робітників, зменшується необхідність в кваліфікованих станочниках-універсалах, змінюється склад робітників металооброблюючих цехів.
Застосування ЧПУ не тільки змінило характер організації виробництва в металооброблюючих цехах, але й корінним чином вплинуло на конструкцію самих станків.

Класифікація станків з ЧПУ

За технологічним можливостям станки з ЧПУ діляться на групи:

· Станки токарної групи призначені для обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь деталей, а також для нарізання зовнішньої і внутрішньої різьби.

· Станки сверлильно-розточної групи призначені для сверління і розточки деталей різного класу точності, а також для комплексної сверлильно-розточної обробки.

· Станки фрезерної групи призначені для фрезерування деталей простої і складної конструкції корпусних деталей (з деяких сторін і під різним кутом) і для комплексної сверлильно-фрезерно-розточної обробки різних деталей.

На станках вказаних трьох груп при їх оснащенні інструментальними магазинами, з автоматичною зміною інструментів, можлива комплексна механічна обробка без переміщення деталі на інші сторони.

Станки шліфувальною групи призначені для кінцевої обробки деталей. Вони поділяються на ряд підгруп в залежності від виду оброблюючих поверхонь:

· круглошліфувальні;

· плоскошліфувальні;

внутрішліфувальні.

Станки електрофізичної групи поділяються на:

· електроерозійні (вирізні і прошивні);

· електрохімічні;
лазерні

Багатоцільові станки призначені для сверлильно-фрезерно-розточної обробки призматичних, конусних і плоских деталей, а також для токарної обробки деталей типу тіл обертання з наступним їх сверлінням, фрезеруванням і розточуванням.

За принципом зміни інструментів станки з ЧПУ поділяються на три групи:

· з ручною зміною;

· з автоматичною зміною в револьверній головці;

· з автоматичною зміною в магазині.

По принципу зміни заготовок станки з ЧПУ поділяються на станки з ручною і автоматичною зміною заготовок.

Станки з автоматичною зміною заготовок оснащені автоматичними пристаночними накопичувачами заготовок можуть працювати довгий час без участі оператора.
Такі станки дістали назву гнучких виробничих модулів (ГПМ).

Для управління універсальними верстатами та іншим технологічним устаткуванням широко використовуються системи числового програмного управління (СЧПУ), в яких за допомогою набору цифр і букв однозначно задаються переміщення робочих органів верстатів і маніпуляторів, управління послідовністю і режимом обробки деталі, включення тих чи інших виконуючих механізмів верстата, момент зняття деталі і установки заготовки.

Переглянути відеоролики.

https://www.youtube.com/watch?v=3oLUxWzE8TI

https://www.youtube.com/watch?v=_Q7JI2SqSPE

Контрольні запитання:

1. Що називають керуванням?

2. Що може бути об’єктом керування?

3. Яке керування називають автоматичним?

4. Що називають системою керування?

5. Що означає ЧПК?

6. На чому побудована система керування сучасних систем ЧПК?

7. Перевага обробки на станках з ЧПУ

8. Класифікація станків з ЧПУ

9. Що таке гнучкі виробничі модулі?

10. Для чого використовуються системи числового програмного управління (СЧПУ)?