STRUCTURA SI FUNCTIONAREA CN LA NIVELUL UNUI SEM

1. STRUCTURA SI FUNCTIONAREA CN LA NIVELUL UNUI SEM • Functiile CN • Structuri generale de CN CNSEM - CURS 2

2. Asigurarea posibilitatilor de integrare a instalatiei intr-o structura de fabricatie unitara si flexibila • Realizarea unor traiectorii impuse ale punctelor de interactiune scula-piesa, cu o anumita precizie Functii ale CN • Introducerea de date de la periferice sau manual • Realizarea unor parametri optimi ai regimurilor de prelucrare • Comanda si supravegherea desfasurarii diferitelor etape tehnologice ale procesului de uzinare • FUNCTIILE COMENZII NUMERICE Informatiile primite, deciziile luate si comenzile elaborate intr-un sistem complex mecanic, electric, hidropneumatic si electronic, sunt gestionate la nivelul CN. CNSEM - CURS 2

3. 1. Echipamente de comanda secventiala si supraveghere a etapelor tehnologice: au ca scop realizarea unei serii de operatii ce se succed intr-o ordine bine definita, cu precizarea ca starea sistemului la un moment dat depinde mai putin de conditiile instantanee si mai ales de un ciclu dat 2. Echipamente de introducere de date si afisare de cote: sunt o dezvoltare a celor de comanda secventiala, realizand un dialog om-masina si o obiectivizare aurmaririi proceselor. Structuri si functii ale CN 3. Echipamente de pozitionare a organelor mobile: asigura comanda succesiva a axelor si in timpul deplasarii nu se executa prelucrari; reprezinta primele echipamente cu comenzi programate, adica la care parametrii de stare ai sistemului la un moment dat sunt precizati printr-un program prin care se comunica masinii instructiunile necesare efectuarii operatiilor. Se pot realiza in structura numerica si logica cablata pentru masini serie sau cu automat programabil pentru masini siprocese speciale CNSEM - CURS 2

4. 4. Echipamente de prelucrare pe directii paralele cu axele: deplasarile pe axe sunt independente, dar se pot realiza simultan cu uzinarea. In plus, utilizeaza algoritmi de conducere adaptativ-optimali. 5. Echipamente de conturare: deplasarile pe axe se pot realiza simultan si pentru realizarea traiectoriilor impuse, informatia de deplasare este predominata. Structuri si functii ale CN 6. Echipamente pentru conducerea centrelor de prelucrare simultana pe mai multe axe: reprezinta extensii ale variantelor 4 si 5, cu programe evident mai complexe. Volumul mare de informatii necesita prelucrarea datelor intr-o faza externa procesului de prelucrare cu apel la limbaje de programare speciale. CNSEM - CURS 2

5. Componenta tehnologica– pentru schimbare program, parametri, regimuri, etc Componenta ergonomica– pentru urmarirea comoda a desfasurarii procesului, manecrare usoara. Cu introducerea de date direct in cod masina si selectare comenzi prin chei sau comutatoare specializate Cu utilizarea unui limbaj de nivel superior, conversational, ale carui elemente se introduc cu tastatura alfanumerica. Consola operatorului asigura dialogul om-masina: Variante de utilizare CNSEM - CURS 2

6. BLOC DE AFISARE BLOC INTRODUCERE DATE Elemente componente ale unei CN BLOC DE INTERFATARE I/O BLOC DE CALCUL BLOC DE MASURA • STRUCTURA COMENZII NUMERICE CNSEM - CURS 2

7. BLOC INTRODUCERE DATE • Realizeaza legatura echipamentului cu operatorul, fiind de obicei, un panou ce contine un sistem de afisare si o tastatura. • Este un ansamblu de module si programe care prelucreaza informatia introdusa in echipament sub diverse coduri, o converteste intr-o forma acceptabila si o repartizeaza la celelalte blocuri. Introducerea programului piesa se poate realiza: • Direct de la operator – manual; • Cu periferice specializate (cititor de banda perforata, de banda magnetica) • Direct de la calculator (sistem CNC). CNSEM - CURS 2

8. Structura generala a BID Cititor Afisare Tastatura Magistrala de intrare date Conversie afisare Decodificator Comanda cititor Generator tact Generare comenzi Memorii intermediare Memorii de lucru Interfata SEM CNSEM - CURS 2

9. Decodificator • Selecteaza functiile sub care se programeaza valori in cod BCD de cele sub care se programeaza valori in cod binar – serie • Dupa decodificator apar 2 magistrale: • Una paralel ( 8 biti ) pentru functiile programate in BCD; • Una seriala, pe care se transmit valorile de functii in blocuri de 24-32 biti. CNSEM - CURS 2

10. Memorii intermediare • Retin temporar informatiile introduse de la panou de catre operator sau, pe rand cate o fraza in cazul introducerii automate a datelor. • Daca datele cuprinse in fraza aflata in executie se gasesc in memoriile de lucru din blocul de calcul, in timp ce fraza care urmeaza a fi executata se afla in memoriile intermediare. • Generator de tact si generator de comenzi • Asigura conversia datelor, introducerea lor in memoriile intermediare si transferul lor spre memoriile de lucru. CNSEM - CURS 2

11. BID cu o structura de microcalculator Display Tastatura alfanumerica Cititor banda perforata Afisaj LED-uri Teletype Casetofon Perforator banda Interfete cu periferice μC Memorie EPROM 16-64 k Memorie RAM CMOS Buffer controller Decodificator Microprocesor Logica ceas, ready, reset, intreruperi CNSEM - CURS 2

12. Particularitati ale BID cu structura de microcalculator • Ofera facilitati hardware si o multitudine de facilitati de utilizare pentru operator. • Numar si varietate mult mai mare pentru tipurile de periferice ce pot fi cuplate la sistem. • Memoria EPROM contine programele si algoritmii dupa care unitatea centrala preia, analizeaza, prelucreaza si distribuie datele. • Prelucrarea si distribuirea datelor se face succesiv, conform unei ordini stabilite prin programul memorat in EPROM. CNSEM - CURS 2

13. BLOC DE INTERFATARE I/O • Realizeaza schimbul semnalelor de comutatie cu echipamentul conventional. • Are o structura de microcalculator, functiile de adaptare intre echipamentul de comanda si cel conventional realizandu-se prin mijloace software. CN in logica cablata CN in logica programata Interfata apare ca un bloc adaptor Interfata se realizeaza pe o structura de μC (interfata programabila) CNSEM - CURS 2

14. Structura unei interfete programabile Magistrala externa de date Logica DMA (Direct Memory Acces) Generator tact Buffer magistrala interna Buffer magistrala externa μC Magistrala interna de date, adrese, comenzi RAM PROM PORTURI I/O Programul pe baza caruia se realizeaza decodificarea si adaptarea informatiilor furnizate de CNC CNSEM - CURS 2

15. Particularitati ale interfetei programabile • Decodificarea si adaptarea informatiilor furnizate de CN pentru SEM se realizeaza pe baza programului inscris in PROM. • Adaptarea unui tip oarecare de CN la diverse tipuri de SEM se poate face numai prin modificarea programelor inscrise in aceasta memorie. • Interfata programabila este prevazuta cu posibilitatea de acces DMA la memoria si la porturile I/O ale interfetei, cu referire la unitatea master a sistemului CN. • Este o schema cu dubla adresabilitate, atat la μP interfetei cat si la unitatea master. CNSEM - CURS 2

16. BLOC DE CALCUL • Executa prelucrari asupra informatiilor de deplasare continute in programul piesa, operatiile aritmetice necesare elaborarii incrementilor de deplasare care sunt apoi introdusi in circuitul de masura a pozitiei si in memoriile de deplasare reala aferente fiecarei axe, unde se scad sau se aduna informatiei existente. • Ecuatia de miscare definita prin programul piesa determina deplasarea relativa a sculei aschietoare fata de piesa prelucrata. • Este realizat la variantele mai noi in jurul unui microprocesor de 16 sau de 32 de biti rezultand viteze de lucru net superioare. CNSEM - CURS 2

17. Generare secvente de lucru Generarea traiectoriilor intre puncte Functiile Blocului de calcul Optimizarea regimurilor de accelerare Calcul date momentane si absolute Controlul comportarii in regim dinamic al buclelor de pozitie CNSEM - CURS 2

18. Generare secvente de lucru • Semnalele de iesire (impulsurile de avans) sunt proportionale cu avansul programat si cu reprogramarea avansului exprimata in procente prin comutatorul panoului operator. • Tipuri de regimuri pentru care BC furnizeaza impulsuri de avans la masini-unelte: • Deplasari in pasi cu incrementi de 1, 10, …, 10000 μm; • Deplasari paraxiale in regim MANUAL – LENT; • Deplasari paraxiale imn regim MANUAL – RAPID; • Deplasari prin conturare cu avans programat; • Deplasari cu viteza de pozitionare. CNSEM - CURS 2

19. In cazul deplasarilor simultane pe axe, se corecteaza frecventa impulsurilor de avans generate pentru a asigura egalitatea vitezei efective pe contur cu cea programata. Deplasare simultana pe doua axe cu viteza de avans programata F O P y Sunt trimise impulsuri pe fiecare axa fiecare fiind parcursa cu viteza F P Y Viteza pe segmentul OP va fi x O X Apare necesitatea corectiei cu: CNSEM - CURS 2

20. Frecventa impulsurilor de avans este proportionala cu viteza de parcurgere a traiectoriei si cu valoarea aleasa pentru reprogramarea avansului de catre operator in timpul prelucrarii. Observatie. Trecerea de la o frecventa la alta nu se face brusc, fiind limitata de acceleratiile maxime permise pentru organele de lucru. Blocul nivelator Realizeaza integrarea treptelor de frecventa • Liniar • Urmareste mai rapid fin • Pierde impulsuri de intrare • Exponential • Se implementeaza usor hardware CNSEM - CURS 2

21. v v vf t t vf Texp Tlin Functie de reducere – diminuarea treptata si antecalculata a vitezei in functie de distanta pana la punctul final de oprire a organului mobil, fara opriri bruste sau depasiri de cota. CNSEM - CURS 2

22. Generare traiectorii • Sistemul de interpolare trebuie sa indeplineasca functiile: • Sa asigure aproximarea conturului impus in limitele preciziei specificate, furnizand pentru fiecare axa informatia de deplasare necesara generarii punctelor intermediare intre doua puncte principale de reper, pe baza modelului matematic de interpolare prestabilit; • Sa asigure dependenta functionala intre axe conform traiectoriei punctului de interactiune scula-piesa; • Sa permita respectarea conditiilor tehnologice privind viteza rezultanta a punctului de pe traiectorie si cele privind dimensiunile sculei. CNSEM - CURS 2

23. Furnizarea curbei teoretice: • matematic, prin F(x,y)=0 • prin puncte; • grafic Eroarea de furnizare a curbei ideale Eroarea de aproximare a profilului Toleranta piesei de uzinat, dupa simetrizarea campului de toleranta CNSEM - CURS 2

24. Interpolator numeric – structura bloc Bloc introducere date Corectie dupa raza sculei Bloc comanda Bloc de afisare Dispozitiv de interpolare Bloc verificare traiectorie Generator de frecventa Divizor frecventa CNSEM - CURS 2

25. Functiile interpolatorului numeric: • Recunoasterea punctelor principale de reper pe o curba oarecare, cu un numar cat mai redus de date initiale; • Efectuarea interpolarii dupa legea stabilita a segmentului de curba dintre doua puncte de reper in limitele unei precizii impuse si cu evitarea salturilor de directie ale tangentei in punctele de jonctiune a doua segmente de interpolare adiacente; • Corectarea traiectoriei dupa dimensiunile reale ale sculei; • Mentinerea unei viteze tangentiale de conturare constanta, independent de directia de deplasare; • Verificarea (eventuala) a traiectoriei obtinute. CNSEM - CURS 2

26. Parametrii initiali de interpolare Interpolare liniara, circulara in sens orar, respectiv antiorar G02 G03 I0 J0 G01 IX Dispozitiv de interpolare Impulsurile de deplasare pe cele doua axe IF Impulsurile de avans IY CNSEM - CURS 2

27. Pf y Pf(xf, yf) J0 Io Pi R J0 C x x Io Pi(xi, yi) y Interpolare liniara Interpolare circulara CNSEM - CURS 2

28. Moduri de generare a functiilor f1 si f2 Metoda analizei diferentiale An(xn,yn) An(xn,yn) Ai(xi,yi) (yn-y0)/n A1(x1,y1) A0(x0,y0) A0(x0,y0) (xn-x0)/n Frecventa de tact e data de: fT=n*v/l n – numarul de puncte v – viteza de parcurgere a segmentului l – lungimea segmentului CNSEM - CURS 2

29. y F(x,y) < 0 Γ – conturul ce trebuie generat definit de F(x,y) = 0 F(x,y) > 0 x Principiul discriminantului Deplasarile pe o aproximanta a curbei Γ vor consta in treceri dintr-o zona in alta, sesizate prin: CNSEM - CURS 2

30. BLOC DE MASURA • Prelucreaza datele furnizate de traductoare • Transmit rezultatele prelucrarilor blocului de calcul si variatoarelor de viteza • Semnale de prelucrat: • De iesire • Catre variatoare • Catre traductoare de pozitie • De intrare • De la traductoare CNSEM - CURS 2

31. Convertor Convertor Convertor Mx M My TGx TG TGy Exemplu Alimentare Panou operator Bloc introducere date Bloc de calcul Bloc de masura Periferice Bloc de interfatare CNSEM - CURS 2