Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

магнитной ленте2 и накопительна магнитных дисках 3, графический вывод на дисплей 4, телетайп ввода-вывода 5 и мультиплексный канал 6, с помощью которого система подсоединяется к устройст­

вам числового программного управления 7, расположенным у стан­ ков 10. Имеется также переносное устройство визуального конттроля программ 8, в которое входит дисплей. Это устройство может

быть подключено к любому станку системы. Вся система может

Рис. 114. Структура системы Cincinnaly

быть подключена к большой ЭВМ 9, осуществляющей расчет про­

грамм обработки и программ АСУП.

Система Warner and Swasey (США). Блок-схема этой системы представлена на рис. 115. Основная система использует в качестве центрального процессора мини-ЭВМ PDP-8/I с расширенной опе­ ративной памятью емкостью 12К и циклом обращения 1,5 мкс. Центральный процессор имеет оперативную память для исполни­ тельных подпрограмм, а также буферную и рабочую память для частей программ обработки деталей, которые используются в дан­ ный момент.'Мультиплексор подключает два высокоскоростных устройства передачи данных, интерполятор и дисковую память. Последняя используется в том случае, когда необходимо запом­ нить программу обработки детали. Преобразователь уровней сигна­ лов между мультиплексором и интерполятором обеспечивает

212

согласование трехвольтной логики мультиплексора с пятнвольтной логикой интерполятора. Каждый файл магнитного диска может хранить около 2000 блоков числового управления из программ обработки деталей для двухкоординатной обработки или 1200 бло-

Уровень ЭВМ

Рис. 115. Структура системы Warner and Swasey

ков для четырехкоординатной обработки. Емкость файла при необ­ ходимости может быть увеличена.

Интерполятор работает в режиме разделения времени. Вначале интерполируется отрезок для одного станка, затем для следующего и т. д. Этот процесс выполняется даже тогда, когда устройство управления станком запрашивает дополнительные данные после успешного выполнения интерполяции предыдущего отрезка. Время

213

интерполяции и передачи данных таково, что все станки могут работать со скоростью примерно 0,36 м/с. Основная система с опе­ ративной памятью 12К может обслуживать восемь станков (три двухкоординатных и пять четырехкоордннатных) или 26 координат одновременно. Управление движением станка выполняется с по­ мощью программ, занимающих ЗК оперативной памяти. Осталь­ ная память используется для исполнительных подпрограмм и дру­ гих функций управления.

Система Comman Dir (фирма «General Electric», США). Эта система состоит из пяти основных подсистем: процессора и опера­ тивной памяти, интерфейса числового управления и связи, внешней памяти, пульта ввода-вывода и операторских пультов (рис. 116). В качестве процессора используется управляющая ЭВМ GE-PAC-30 с оперативной памятью 32К. Оперативная память может меняться в пределах от 8К до 64К и является памятью с пря­ мой адресацией.

В процессоре имеются 16-разрядные общие регистры, которые используются в качестве накапливающего сумматора и индексных регистров. Машина имеет около 20 команд шести основных типов, включающих ввод в память, арифметические операции, логический сдвиг и команды передачи управления.

Все программы постоянно находятся в оперативной памяти, для того чтобы обеспечить быстрое распределение информации между станками и достаточно быструю реакцию процессора на запрос оператора для редактирования, учета и других функций. Для каждого станка в машине имеется сдвоенный буфер емкостью 512 байтов. Информация для каждого станка поступает из внешней памяти в буфер сегментами по 256 байтов и далее передается к станку по одному байту (символу) в единицу времени. Таким образом, использование буфера уменьшает количество циклов внешней памяти. Среднее время считывания составляет 256 байтов за 8,5 мс.

Интерфейс и система связи в системе числового управления состоят из управляющего устройства и аппаратуры связи. Устрой­ ство управления состоит из двух частей, называемых станочным и вспомогательным сканирующими устройствами.

Станочнсе сканирующее устройство управляет потоком инфор­ мации между оперативной памятью и аппаратурой числового управления следующим образом. После поступления запроса от оператора блок из 512 символов, начиная с требуемого номера блока, передается с барабана на сдвоенный буфер, приписанный к данному станку. Эта информация сохраняется до тех пор, пока управляющее устройство данного станка передает запрос на инфор­ мацию через станочное сканирующее устройство или пока про­ грамма не освобождается оператором. Когда управляющее устрой­ ство передает сигнал запроса на информацию, первый символ информации посылается к станку. Затем сканирующее устройство опрашивает оставшиеся станки, передавая по одному символу

214

Устройства ввода-вывода

Рис. 116. Структура системы Comman Dir

информации на каждый запрос. Когда сканирующее устройство воз­ вращается к первому станку, то происходит передача следующего символа информации в том случае, если управляющее устройство еще запрашивает информацию. Период сканирования — время передачи каждого символа — составляет 1/18750 с. Следовательно, информация будет передаваться к каждому из 15 станков со ско­ ростью 1250 символов/с.

После передачи нескольких символов к данному станку выра­ батывается символ конца блока. Затем сигнал-запрос на информа­ цию снимается и передача данных на этот станок не будет произво­ диться до тех пор, пока снова не появится запрос на информацию от станка.

После того как 256 символов информации, находящейся в пер­ вой половине буфера, будут переданы в систему, начнется передача данных, находящихся во второй половине буфера.

При первой же возможности система загрузит в первую поло­ вину буфера следующие 256 символов программы обработки детали, находящейся на барабане. Такая передача данных продолжается до конца программы обработки детали, причем в буфере находится минимум 256 символов программной информации, готовых к непо­ средственной передаче управляющему устройству.

Вторая часть устройства управления — вспомогательное ска­ нирующее устройство — управляет передачей информации, необ­ ходимой для работы станка. Через вспомогательное сканирующее устройство проходят следующие сообщения человека-оператора: исходные данные для программы обработки, запросы, номера бло­ ков, а также ответы оператору.

Пульт ввода-вывода Terminet позволяет вводить в систему дан­ ные с клавиатуры, команды, а также печатать эту информацию. Пульт является основным устройством взаимодействия между си­ стемой и оператором. Работа с пультом производится при загрузке программ обработки деталей и при редактировании последних. Пульт управляет доступом операторов к программам обработки деталей и состоит из двух терминалов — местного и дистанцион­ ного.

Пульт оператора при каждом станке позволяет оператору свя­ зываться с блоком управления и собирать необходимую информа­ цию для передачи ее устройству чтения с перфоленты. Передача данных от пульта оператора при каждом станке к системе осуще­ ствляется системой передачи данных с частотной модуляцией.

Система EX-CELL (США). Система предназначена для цен­ трализованного управления 16 станками, а также транспортными линиями или специальными устройствами (рис. 117). В качестве процессора используется мини-ЭВМ MAC-16, имеющая оператив­ ную память объемом 8К, которая может быть расширена до 16К.

MAC-16 соединяется с каждой индивидуальной системой станка кабелем, длина которого может достигать 760 м, с помощью адап­ тера.

216

При использовании этой системы обязанности оператора, нахо­ дящегося у станка, сведены до минимума. После закрепления де­ тали на станке он набирает на пульте управления указанный в опе­ рационной карте номер нужной программы. Затем одновременно двумя руками он нажимает две кнопки, в результате чего.осущест­ вляется пуск станка по программе. Запуск с помощью двух удален­ ных друг от друга кнопок применен для блокировки, чтобы при случайном нажатии одной из кнопок неподготовленный станок не­ возможно было запустить в работу в режиме программного управ­ ления.

Телетайп <-

Система работает по программам, заранее введенным в память управляющей ЭВМ. Ввод осуществляется с помощью быстродей­ ствующих считывателей с перфолент, информация на которых за­ писана в коде ISO.

Система Gemini (США). Эта система (рис. 118) предназначена для непосредственного управления участком станков с числовым программным управлением с помощью ЭВМ. Помимо управления станками система обеспечивает также непрерывный сбор и передачу информации о работе этих станков в общезаводскую централизован­ ную систему управления производством, осуществляемого цен­ тральной ЭВМ.

ЭВМ-супервизор имеет оперативную память на магнитных дис­ ках, работающую с высокой скоростью обращения и выдающую по­ мимо запрограммированных данных по обработке деталей данные об использовании отдельных станков. Главная память на магнит­ ной ленте имеет большой объем, но меньшую, чем диски, скорость обращения. Объем оперативной памяти ЭВМ-супервизора состав­ ляет 32К слов с разрядностью 16 бит; скорость обращения к па­ мяти — 1,6 мкс.

217

ЭВМ получает, хранит и выдает информацию для обработки деталей на станках с числовым программным управлением. Парал­ лельно с этим ЭВАА собирает и передает в АСУП все данные о ра­ боте отдельных станков с ЧПУ, дает команды на очередность вы-

Центральная ЭВМ

t

Рис. 118. Структура системы Gemini

полнения обработки деталей в соответствии с введенной програм­ мой, печатает открытым шрифтом различные ведомости, например о загрузке станков, просчитывает программы обработки, написан­ ные на ФОРТРАНе.

Отличительной особенностью системы является ее высокая гибкость. Она может быть использована для станков, не связанных друг с другом, для автоматических линий, скомпонованных из таких станков и связанных транспортными средствами.

218

Находящиеся у станков видеотелетайпные устройства исполь­ зуются для непосредственного сообщения операторам различных указаний и непосредственной связи оператора со всеми завод­ скими службами, от которых зависит работа станка.

Система Dynapath-4. На блок-схеме этой системы (рис. 119) показаны основные ее компоненты. Около 80% ее характеристик обеспечивается программными средствами. Разрядность шин ввода и вывода — 1 байт, т. е. 8 бит. Шина прерывания — это одна ли­ ния связи, с помощью которой внешние устройства могут вызы-

Рис. 119. Структура системы Dynapath-4

вать немедленное прерывание ЭВМ. При этом прерывание могут вы­ звать несколько устройств одновременно. При возникновении пре­ рывания ЭВМ закончит выполнение текущей команды и определит причину прерывания, запрашивая адрес устройства, вызвавшего прерывание по шине ввода. Если одновременно несколько уст­ ройств вызвали прерывание, то на запрос ответит устройство с наи­ высшим приоритетом. ЭВМ использует эти адреса для нахождения в памяти подпрограмм обслуживания прерывания. Линейно-кру­ говые интерполяторы построены по типу цифровых дифферен­ циальных анализаторов. Каждый интерполятор имеет в качестве интегральной части двоичный счетчик, который принимает им­ пульсы с выхода интерполятора. Содержимое счетчика с определен­ ной частотой передается в ЭВМ и добавляется к предварительно накопленной сумме для формирования команды положения соот­ ветствующей координаты.

Управляющая логика устройства чтения с ленты и его усили­ тели входят в состав устройства ввода с ленты и блока управле­ ния. Работа устройства чтения с ленты управляется ЭВМ: произ­

219

водится контроль по четности каждого символа, и если нет ошибки, то вырабатывается сигнал, который является сигналом готовности символа, поступающего в ЭВМ. Специальный счетчик, называемый «сторожевой пес», контролирует работу аппаратной и программной частей. Остановка ЭВМ по любой причине, а также ее зациклива­ ние из-за ошибок в аппаратной или программной частях вызывает переполнение этого счетчика.

Система поддержания скорости подачи находится вне ЭВМ и вырабатывает команды, передаваемые на интерполяторы. ЭВМ связана с этой системой и может вводить в нее двоичные числа для управления ее выходной скоростью, а также началом и оконча­ нием работы.

Выходная скорость пропорциональна скорости подачи, пере­ даваемой из ЭВМ, и вычисляется подпрограммой, которая исполь­ зует командное слово скорости подачи, введенное с управляющей ленты. В адаптивных системах управления, где скорость подачи изменяется в процессе работы, она вычисляется с помощью ЭВМ и ее значение передается в устройство управления подачей.

Обычно передача нового значения скорости подачи выполняется в такой последовательности:

останавливается система, управляющая скоростью подачи; вводится новое значение скорости подачи; запускается система, управляющая скоростью подачи.

Преимущество такой системы поддержания скорости подачи заключается в том, что она позволяет осуществлять более быструю проверку новых управляющих лент, заставляя их производить ин­ терполяцию при некоторых проверочных высоких скоростях подачи.

Параметры резцов хранятся в магнитной оперативной памяти ЭВМ, а не в виде набора штекерных переключателей, как в описан­ ных ранее системах управления. Первоначально параметры резца вводятся в память ЭВМ обычным образом с клавиатуры.

Система Siemens Sistem-300 (ФРГ). Она предназначена для непосредственного управления от ЭВМ участками станков с число­ вым программным управлением. Система (рис. 120) состоит из упра­ вляющей ЭВМ с памятью на сменных магнитных дисках. Она рассчитана на управление 60 станками. Ввод и вывод информации осуществляется с помощью автоматической пишущей машинки. Кроме этого, имеются устройство ввода с перфоленты и устройство вывода на перфоленту. Запоминающее устройство на магнитном диске хранит до 6000 управляющих программ, эквивалентных 1200 м перфоленты. Управляющая машина связана с устройствами числового программного управления 2, стоящими у станков 3, через четыре мультиплексных канала 1, каждый из которых обслу­

живает до 15 устройств числового программного управления, собранных на интегральных схемах. Ввод программ с магнитного диска производится в коде ISO. В этом коде устройства ЧПУ могут работать и от индивидуальных перфолент. Управляющие про­ граммы написаны на языках APT и ЕХАРТ.

220