Исторически геометрическая задача самая древняя задача металлорежущих станков и ранее было фактически в единственном числе.
Геометрическая задача может считаться решенной, если на любом этапе обработки обеспечиваются заданные параметры движения.
Следовательно станок с ЧПУ должен автоматически обеспечивать следующие параметры движения:
- Траектория
- Направление
- Скорость
- Путь
- Исходная точка
Если считать элементарным движение параллельно оси координат, то в токарном их будет 2 , фрезерном 3 .
Любое движение не параллельное оси координат можно рассматривать как сложное
С точки зрения программирования геометрическая задача ЧПУ сводится к набору символов кода ISO называемых адресами и определяющих соответствующих параметров движения. G1, G2, G3 { I, J, K
F- скорость
путь, направление X, Y, Z (G90/G91)
Исходная точка это координаты точки достигнутой при предыдущем движении. Эти координаты могут быть контролируемыми и не контролируемыми. Это определяется наличие или отсутствие в станке датчиков обратной связи по положению. Единственным типом станка является станок оснащенным шаговым двигателем. Этот двигатель имеет свойство поворачиваться на строго фиксированный угол пропорционально количеству импульсов на него поданных.
|
|
Предполагается, что потерь импульсов нет и соответственно нет погрешностей в точности позиционирования.
Недостатком шаговых двигателей можно считать относительно малую мощность и неспособность перемещать тяжелые столы станков и поэтому устанавливают гидравлические усилители, что усложняет конструкцию станка и его эксплуатацию.
Очевидно шаговые двигатели предпочтительны в станках малых габаритов.
Вторым направлением приводов является следящие приводы т. е. приводы с двигателями постоянного тока, поскольку положение исп. органов неопределено, они оснащаются датчиком обратной связи:
- Вращающиеся трансформаторы
- Фотоимпульсные датчики
- Измерительные линейки
- Сельсины
В конечном счете датчик обратной связи по положению является выдача информации о текущем положении рабочего органа. Это положение измеряется относительно начальной точки записанный в буферный регистр, платы оцифровки.
В фотоимпульсном датчике суммируется или вычитается колличество импульсов прошедших через щели диска в процессе вращения ходового винта.
Датчики типа резольвера – информационным сигналом является сдвиг фаз снимаемый со вторичной обмотки, на первичную обмотку подается эталонная синусоеда силой 2,5кГц.
Сдвиг фазы составляет , сдвиг фазы соответствует углу поворота ротора
Структура модуля оцифровки сдвига фазы:
|
|
ГТИ – генератор тактовых импульсов
ППО – плата питания датчиков
ПО – плата оцифровки
ОС – опорный сигнал
ИС – информационный сигнал
Триггер управляется ОС и ИС
Триггер открывается ОС, а закрывается ИС. Длительность периода открытости триггера зависит от величины сдвига фазы.
Количество импульсов прошедших через элемент И будет пропорционально сдвигу фазы и будет соответствовать 1000 при сдвиге фазы в 3600. Дробная часть оборота имеет дискретность в 1000.
В современных счетчиках 4 целых и 8 дробных знака.
Для обеспечения заданной траектории соотношение между подачами по осям должны быть разными в зависимости от наклона прямой и тем более при круговой траектории. Вычислительная процедура рассчитывает подачу в данный момент и контролирующая положение рабочего органа в заданном положении.
В следящих приводах соответствие заданной траектории контролируется различными математическими алгоритмами, самый простой из которых называется оценочные функции:
В зависимости от знака оценочной группы коррекция подачи