Что называется управляющей программой

Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для автоматизированного проектирования. Физически в состав ПО входят:

• документы с текстами программ;
• программы, записанные на машинных носителях информации;
• эксплуатационные документы.

ПО конкретной САПР включает в себя программы и документацию для всех типов ЭВМ, используемых в данной САПР .

Составляющие программного обеспечения САПР , а также требования к его разработке и документированию установлены государственными стандартами.

ПО САПР подразделяется на общесистемное и специализированное.

Общесистемное ПО содержит набор программных средств, которые предназначены для повышения эффективности использования вычислительных комплексов САПР и производительности труда персонала, обслуживающего эти комплексы. К функциям общесистемного ПО относятся:

• управление процессом вычислений;
• ввод, вывод и частично обработка информации;
• диалоговая взаимосвязь с пользователем в процессе проектирования;
• решение общематематических задач;
• хранение, поиск, сортировка, модификация данных, необходимых при проектировании, защита их целостности и защита от несанкционированного доступа;
• контроль и диагностика работы вычислительного комплекса.

Три первые и последняя из указанных функций реализуются в современных вычислительных комплексах на базе операционных систем (ОС), т. е. комплекса программ, управляющих ходом выполнения рабочих программ и использованием всех ресурсов вычислительного комплекса (ВК).

Создание управляющей программы в ArtCam 2012 для станка с ЧПУ. Пошаговая инструкция.

Для решения общематематических задач в состав общесистемного ПО включают соответствующие библиотеки стандартных программ. Для хранения и использования различных данных создаются специальные системы управления базами данных (СУБД).

Конкретный состав общесистемного ПО зависит от состава технических средств вычислительного комплекса САПР и устанавливаемых режимов обработки информации на этом комплексе.

Специализированное ПО включает в себя прикладные программы и пакеты прикладных программ ( ППП ), основной функцией которых является получение проектных решений.

Специализированное ПО САПР создается с учетом организации и возможностей общесистемного программного обеспечения. В целом состав и структура ПО определяются составом и структурой САПР и ее подсистем.

С развитием и совершенствованием вычислительной техники (ВТ) все большее значение приобретает такой компонент общесистемного программного обеспечения, как операционная система . Возможности, предоставляемые современными вычислительными комплексами, в большей степени определяются их операционными системами, чем техническими устройствами.

Операционные системы организуют одновременное решение различных задач на В Т, динамическое распределение каналов передачи данных и внешних устройств между задачами, планирование потоков задач и последовательности их решения с учетом установленных приоритетов, динамическое распределение памяти вычислительного комплекса, обеспечивают работу в различных режимах (с фиксированным и переменным числом задач в интерактивном режиме).

Создание Управляющей Программы для станка с ЧПУ/ Последовательность

Операционные системы постоянно совершенствуются, развиваются, создаются новые ОС для новых поколений или семейств ВТ.

Операционные системы включают в себя программы двух групп (рис. 10.2):

Рис. 10.2. Состав операционной системы

• обрабатывающие программы, составляющие подсистему подготовки программ пользователя (внешнее программное обеспечение);
• управляющие программы , образующие группу исполнения программ пользователя (внутреннее программное обеспечение).

К обрабатывающим программам относятся трансляторы с алгоритмических языков , библиотеки стандартных программ и системные обслуживающие программы.

Группа управляющих программ включает в себя программы управления задачами, заданиями и данными.

Программа управления задачами ( супервизор , диспетчер , монитор , резидентная программа ) находится в оперативной памяти и выполняет все необходимые диспетчерские функции — переключение с выполнения одной программы на другую, распределение ресурсов времени и оперативной памяти между программами. Супервизор реализует мультипрограммный режим работы ЭВМ, или режим разделения времени .

Программы управления заданиями выполняют интерпретацию директив языка управления заданиями: ввод, трансляция , загрузка в память ЭВМ, решение, вывод информации.

Программы управления данными обеспечивают поиск , хранение, загрузку в оперативную память и обработку файлов.

Прикладное программное обеспечение представляют пакеты прикладных программ ( ППП ) для выполнения различных проектных процедур . Они разрабатываются на основе единого внутреннего представления графической и текстовой информации, единого входного языка, строятся по модульному принципу и ориентированы на использование непрограммистом-проектировщиком.

Различают несколько типов ППП в зависимости от состава пакета. Пакеты прикладных программ простой структуры характеризуются наличием только обрабатывающей части — набора функциональных программ (модулей), каждая из которых предназначена для выполнения только одной проектной процедуры. Объединение нужных модулей осуществляется средствами операционной системы ЭВМ.

Пакеты прикладных программ сложной структуры и программные системы появились в результате развития прикладного программного обеспечения. В первых из них имеется собственная управляющая часть — монитор ,во вторых, кроме того, — языковой процессор с проблемно-ориентированным входным языком. Программные системы вместе с соответствующим лингвистическим и информационным обеспечением называют программно-методическими комплексами САПР .

Управляющая часть программного обеспечения имеет иерархическую организацию, и в общем случае в ней можно выделить различные уровни: уровень операционных систем вычислительной сети , операционных систем отдельных ЭВМ, мониторных систем САПР и мониторов отдельных ППП .

Основные функции управляющей части: связь с пользователем в режиме диалога, планирование вычислительного процесса, распределение вычислительных ресурсов, динамическое распределение памяти и другие.

С развитием и совершенствованием вычислительной техники (ВТ) все большее значение приобретает такой компонент общесистемного программного обеспечения, как операционная система . Возможности, предоставляемые современными вычислительными комплексами, в большей степени определяются их операционными системами, а не техническими устройствами.

Операционные системы организуют одновременное решение различных задач на В Т, динамическое распределение каналов передачи данных и внешних устройств между задачами, планирование потоков задач и последовательности их решения с учетом установленных приоритетов, динамическое распределение памяти вычислительного комплекса, обеспечивают работу в различных режимах (с фиксированным и переменным числом задач в интерактивном режиме).

Операционные системы постоянно совершенствуются, развиваются, создаются новые ОС для новых поколений или семейств ВТ .

Системное программное обеспечение включает программы, осуществляющие управление, контроль и планирование вычислительного процесса, распределение ресурсов , ввод/ вывод данных и другие операции в подсистемах САПР . Его подразделяют на две части. Первая часть — общесистемное ПО,которое представлено операционными системами.Они используются в САПР . Другая часть — базовое программное обеспечение,включающее программы обслуживания подсистем САПР (мониторные системы, СУБД , графические и текстовые редакторы).

К программному обеспечению предъявляются следующие требования:

• экономичность (эффективность по быстродействию и затратам памяти);
• удобство использования , применение простых проблемно-ориентированных языков;
• наличие средств диагностики ошибок пользователя;
• надежность и правильность получения результатов проектирования;
• универсальность по отношению к тем или иным ограничениям решаемых задач;
• открытость (адаптируемость) относительно внесения изменений в процессе эксплуатации программ;
• сопровождаемость, характеризующая работоспособность программ при внесении изменений в них;
• мобильность при перестройке программ с ЭВМ одного типа на ЭВМ другого типа.

Программное обеспечение целесообразно разрабатывать на основе принципов модульности и иерархичности. Операционная система является основным компонентом системного программного обеспечения САПР .

Принципы модульности и иерархичности позволяют организовать коллективную параллельную разработку различных частей программного обеспечения, создавать открытые программные системы, облегчают их комплексную отладку и информационное согласование .

Выделяют системный уровень разработки прикладного программного обеспечения, уровень прикладных программ и уровень подпрограмм (модулей).

Связи между отдельными программными модулями могут быть реализованы по управлению, информации, размещению и воздействию.

Связи модулей по управлению могут быть двух типов: последовательные связи между модулями без возврата в предыдущий модуль и иерархические связи с подчиненностью модулей различных уровней.

Связи модулей по информации проявляются в передаче числовых массивов в несколько модулей пакета. Этот аспект взаимодействия модулей затрагивает проблемы построения информационного обеспечения САПР .

Связи модулей по размещению указывают группы модулей, одновременно размещаемых в оперативной памяти на различных этапах проектирования.

Связи модулей по воздействию отражают такие воздействия одних программ на другие, которые приводят к изменению самих программ, например, воздействие языковых процессов на рабочие программы. Внутри рабочих программ связи модулей по воздействию стараются исключить.

Контрольные вопросы

1. Что включает в себя методическое обеспечение САПР ?
2. Входят ли в состав методического обеспечения документы, посвященные созданию САПР ?
3. На основе чего создаются компоненты методического обеспечения ?
4. Что составляет основу математического обеспечения САПР ?
5. Назовите языки лингвистического обеспечения САПР .
6. Для чего служат языки программирования ?
7. Для чего служат языки проектирования ?
8. Для чего служат языки управления ?
9. Что называется исходной программой ?
10. Каково назначение исходной программы ?
11. Каково назначение языкового процессора ?
12. Что называется трансляцией ?
13. Что называется ассемблером ?
14. Что представляет собой ПО САПР ?
15. Перечислите документы, которые входят в состав ПО САПР .
16. Какова структура общесистемного ПО?
17. Охарактеризуйте классы системного ПО.
18. Приведите примеры операционных систем для ПЭВМ. Какие функции выполняет ОС?
19. Приведите основные характеристики и примеры прикладного программного обеспечения САПР РЭС.
20. Какие функции выполняет программа управления задачами?
21. Какие функции выполняет программа управления заданиями ?
22. Что представляет собой ППП ?
23. Что называется программно-методическим комплексом САПР ?

Источник: intuit.ru

Управляющая программа и способы её создания для оборудования с ЧПУ.

Управляющая программа — совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования механизма, для совершения им полезной работы.

УП образована упорядоченным множеством блоков – кадров. Каждый кадр содержит данные, соответствующие выполнению одного технологического перехода или движению по одному из участков аппроксимации между опорными точками. В кадре содержится вся информация, необходимая для работы: длина обрабатываемого сегмента, скорость движения и его характер, команды на включение и выключение различных устройств, арифметическую и логическую обработку данных, ввод/вывод, и т. д.

Способы создания УП.

11.2. Аналитическое программирование.

11.3. Программирование на уровне заданий.

12. Программирование оборудования с ЧПУ обучением: методы, примеры.

Обучение – создание некоторой базы данных.

Метод показа

Оператор выводит РО манипулятора в заданные точки и путем нажатия определенной клавиши на пульте управления заносить их в базу данных обученных точек.

Метод проводки

Оператор ведет РО манипулятора по заданной траектории с помощью силового джойстика, задающего входной сигнал в систему управления с отражением усилий. При этом система обучения автоматически создает базу данных обученных траекторий, аппроксимируя поля с обученными точками.

После обучения следует процесс написания программы, используя созданную базу обученных точек.

Программирование ведется в рабочей зоне манипулятора.

Робот РМ с системой управления СФЕРА 36.

Сварочный робот ТУР-10.

13. Аналитическое программирование оборудования с ЧПУ: методы, примеры.

Разработка управляющей программы без использования механизма с помощью формул.

Предполагает наличие системы подготовки УП:

— проектирование траектории и расчет опорных точек координат по чертежу деталей

— кодирование и редактирование;

— отладка программ на эмуляторе;

-отладка на исполнительном механизме;

Отладка на эмуляторе станка.

Требуется высокая квалификация программистов.

14. Программирование оборудования с ЧПУ на уровне заданий: методы, примеры.

Требуется надстройка в виде компьютера верхнего уровня, связанного локальной сетью с УЧПУ.

Цель – использование преимуществ аналитического программирования без привлечения опытных программистов.

Описываются только задания в терминах положения элементов технологической среды.

Специальные пакеты:Техтран, In Cad, и пр.

1. Ввод информации об обрабатываемой заготовке:

— запись на входном языке высокого уровня;

— использование графического редактора;

— использование внешнего редактора САПР;

2. Технологический процессор создает информацию о траектории движения, которая записывается в файл с расширением *.cld.

3. Для получения УП га входном языке УЧПУ файл *.cld обрабатывается постпроцессором.

Структура аппаратной части системы ЧПУ: назначение и состав. Примеры.

Общая структура аппаратной части

УЧПУ представляет собой набор блоков объединенных локально-вычислительными сетями ЛВС.

ПСi – пульт управления станка, i=1,2,…

ТО – технологическое оборудование

СС – сенсорная система

ИС – измерительная система

ИМ – исполнительный механизм

УУ – устройство управления

РС – рабочая станция

ПЛК – программируемый логический контроллер

Структура устройства управления: назначение и состав. Примеры.

Одноплатное УУ — создаются под конкретный тип исполнительного механизма.

17. Многоплатные УУ –создаются для любых типов ИМ.

Пассивная кросс-плата – это плата, на которой расположены разъемы используемых шин (ISA, PCI, PC-104, и пр.)

17. Система питания УЧПУ: назначение и состав.

Система питания ЧПУ состоит из двух уровней: сильноточная и слаботочная.

На всех уровнях используются системы стабилизации со встроенной системой защиты.

Системы стабилизации бывают импульсные или линейные.

Система защиты зависит от многих параметров системы ЧПУ.

Источник: infopedia.su

Системы управления для ЧПУ станков

Автоматизация процессов производства взошла на новую ступень развития. Компьютеры в системе управления уже давно стали обычным явлением. Многие люди знают, что такое CNC, а производством изделий с этой системой управления занимаются многие известные организации.

• Принцип работы CNC
• Что такое NC CNC?
• Классификация современных систем управления ЧПУ для станков
• Подсистема управления ЧПУ

• Открытая
• Закрытая

Принцип работы CNC

Функционирование ЧПУ станка осуществляется в следующей последовательности:

• Для начала программа по обработке деталей вводится в блок управления устройства.
• В нем осуществляется весь процесс обработки данных, он готовит все команды движения и посылает их в систему привода.
• Привод осуществляет контроль движения и скорость блоков изделия.
• Система обратной связи запоминает данные о местонахождении и скорости передвижения осей и направляет сигнал в блок управления.
• В БУС происходит сравнение сигналов обратной связи с начальными и если есть ошибки, то он их исправляет и направляет в механизм исполнения новые сигналы, чтобы скорректировать процесс.
• Пульт управления с экраном применяется для просмотра команд оператором.

Что такое NC CNC?

CNC или Computer numerical control — одно из направлений в разработке устройств разного назначения, которое базируется на применении электронных аппаратов в системе управления. В России оно известно как числовое программное управление (ЧПУ).

ЧПУ является компьютеризированным комплексом, который управляет рабочими элементами устройства и контролирует выполнение задач. Любые движения таких элементов задаются управляющей программой для этого станка. Она формируется из команд, которые записаны на языке программирования устройства.

Компьютер сохраняет управляющую программу, и оператор всегда может ее использовать для выполнения определенной функции.

Справка : Система CNC расширяет возможности ранее применяемой системы NC. Ее основа — микроконтроллеры, логические контроллеры, а также компьютеры, основанные на микропроцессорах.

Классификация современных систем управления ЧПУ для станков

Международная классификация предусматривает следующие классификацию станков ЧПУ:

• NC (Numerical Control). Особенности этой системы заключаются в применении в качестве программного носителя перфоленты или магнитной ленты, из-за чего невозможно внести изменения в программу, так как все алгоритмы работы внедрены аппаратно.
• SNC (Stored Numerical Control). Эта система сохраняет функции класса NC, но отличается большим размером памяти, что позволяет сохранить программу в электронном аппарате.
• CNC (Computer Numeral Control). Основа этого класса Микро-ЭВМ, которая запрограммирована на выполнение работы ЧПУ. Ее особенность состоит в возможности изменения и корректирования в момент работы как УП обработки детали, так и программ работы самой системы для максимального учета особенностей определенного станка.
• DNC (Direct Numeral Control). Управляет устройствами в составе ГПС, автоматизированными частями. Системы этого класса управляются от ЭВМ верхнего уровня.
• HNC (Handled Numerical Control). Оперативная система, которая позволяет ввести УП на рабочем месте с пульта.
• PCNC (Personal Computer Numerical Control). Это симбиоз ПК и УЧПУ, обладающий большими возможностями и имеющий открытую архитектуру.

Подсистема управления ЧПУ

Центральная часть системы ЧПУ — подсистема управления. Она способна читать управляющую программу и отдавать команды разным аппаратам станка на выполнение определенного вида работ. Также она взаимодействует с человеком и позволяет оператору контролировать обработку.

Открытая

Открытые системы управления имеют аппаратную начинку, которая почти такая же, как и у домашнего компьютера. Их достоинство заключается в доступности и дешевизне электронных элементов, многие из которых можно купить в простом компьютерном магазине. Но надежность таких систем ниже, чем у закрытых.

Закрытая

Закрытые системы управления имеют свои алгоритмы и цикл работы, а также свою логику. У таких систем есть одно важное достоинство: они обладают высокой надежностью, так как все их элементы прошли тестирование на совместимость. Минус системы в том, что невозможно самостоятельно обновить систему ПО и редактировать ее настройки.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм изделия включает в себя рабочий стол и шпиндель. Стол управляется передвижением осей X и Y, а шпиндель осью Z. Подсистема состоит из набора двигателей и винтов, которые нужны для выполнения команд, поступающих из подсистемы.

Ходовой винт является важным элементом исполнительной подсистемы. По сравнению с устройствами, имеющими ручное управление, они имеют высокую точность, что минимизирует трение, появляющееся при движении исполнительного элемента и почти исключающее появление люфтов.

Двигатели — еще один важный элемент подсистемы. Особенности конструкции станка с ЧПУ предусматривают серводвигатели и шаговые электрические двигатели. Последние служат для образования электрических сигналов в дискретное механическое движение.

Подсистема обратной связи

Главные элементы подсистемы обратной связи — датчики, функционирующие как измерительная система. Они контролируют положение и скорость работы ножа. Блок управления принимает сигналы и создает новые, основываясь на исчислении разницы между настоящими и заданными параметрами.

Справка : Главная задача системы обратной связи заключается в обеспечении УС информацией о настоящем положении исполнительного элемента устройства и о скорости, с которой функционируют двигатели.

Какие бывают системы программного управления станками ЧПУ?

Устройства с ЧПУ отличаются между собой системой программного управления. Производятся устройства с двумя видами управления — позиционным и контурным.

Позиционное управление отличается от второго тем, что движение рабочих элементов осуществляется в заданной точке, при этом направление движения не задается. В итоге система устройства с ЧПУ автоматически будет искать короткий путь между точками.

Для устройств с ЧПУ контурного управления рабочие элементы перемещаются по определенной траектории и с определенной скоростью. Так, достигаются нужные характеристики обрабатываемого контура.

Какая из этих систем лучше, сказать нельзя. Ведь чтобы обработать сложную фасонную поверхность, нужно использовать контурную систему с ЧПУ, а чтобы просверлить или развернуть ее, идеально подойдет изделие с позиционным управлением.

Также существует адаптивное программное управление. Оно позволяет в автоматическом режиме приспособить изделие к меняющимся условиям технологической обрабатывающей системы.

Принцип работы управления токарным станком с ЧПУ

Многие операции, производимые на изделии с ЧПУ, происходят в автоматическом режиме. Все они делятся на основные, которые отвечают за металлообработку и вспомогательные, контролирующие отвод стружки, подачу смазочного материала, установку и снятие деталей.

Порядок осуществления работ на токарном станке следующий:

• Крепление заготовки.
• Установка оснастки.
• Установка инструмента в резцедержателе.
• Включение привода.
• Размещение резца в нулевой точке.
• Осуществление снятия верхнего слоя заготовки с дальнейшим отводом лезвия.
• Чередование 5 и 6 этапов.
• Замер параметров детали.
• Снятие со станка.

Все происходит автоматически, кроме установки и снятия детали со станка. Даже замер бывает автоматизированным, а элементы для закрепления имеют быстрозажимную оснастку.

Справка : В целом применение токарного станка приводит к уменьшению трудозатратности, ускорению рабочего процесса и уменьшению количества брака. Производство, которое обладает такими устройствами, более эффективное: уменьшается число травм на заводе и появляется возможность легко производить сложные металлические детали.

Сфера применения станков с ЧПУ определяется их конструкцией и принципом работы, поэтому прежде чем выбрать оборудование, нужно определиться с тем, какие станки и из каких материалов будут на нем обрабатываться.

Источник: vektorus.ru