Технические науки /12.Автоматизированные системы управления на производстве

К.т.н. Заболотный Л.П., Cычёв А.А.

Днепропетровский национальный университет

Методика разработки цикла металлообработки автоматизированных систем управления

Анализ объема, состава и содержания работ, выполненяемых для управления различными видами высокоавтоматизированного станочного оборудования при металлообработке обуславливает необходимость выполнения методической разработки характеристики цикла работы автоматизированной системы управления (АСУ). Наиболее наглядное и полное описание цикла может быть представлено в виде его структуры.

При определении состава цикла и последовательности его выполнения нами предлагается использовать порядок технологической организации процесса производства. В общем случае цикл (Ц) металлообработки на станочных системах (СС) можно представить в виде формулы:

n

Ц= ΣСТС_і (1)

і=1

где СТС_і структурная технологическая составляющая производства. Из предложенной формулы (1) следует, что процесс управления циклом есть согласованная совокупность управляющих действий АСУ по каждой СТС. В качестве СТС_і цикла СС могут выступать как элементарные однопараметрические действия отдельных исполнительных устройств (ИУ), так и более сложные технологические составляющие, (операции, приемы, части ТП и пр.) выполняемые на комплексах ИУ.

СТС_і выполняемые самостоятельными видами оборудования СС, в структуре общего цикла АСУ представляют в виде собственных циклов обычно стандартного вида.

Технологические составляющие процесса металлообработки на СС, их вид, целевое назначение, физическая природа, а также время, продолжительность и согласование исполнения определяют конструкция и состав ИУ осуществляющих эти действия. По мере обработки и анализа параметров составляющих цикла Ц формула (1) преобразуется в многочлен (структурную формулу цикла), где каждому элементу СТС_і присваивается собственное условное обозначение. Оно описывает вид, порядок, состав, время исполнения, продолжительность и др. параметры члена СТС_і. Взаимное согласование СТС_і и их элементов производят по выбранным критериям и времени их выполнения в реальном режиме. При этом указывают условия, параметры и элементы сопряжения в программе АСУ.

Развернутый вид формулы сложного цикла СТС_і для управления функцией механического движения f(Д_і) произвольного состава представлен на рис 1.

2БПYі Хі, Yi, Zi

1БПХі (3 . . . К) ПОЗ → (K + 1) BPZi →

2БПZі Ai, Bi, Ci

Хі, Yi, Zi Хі, Yi, Zi

→ (К + 2) PXZi →. . .NПОЗ → (N + 1) БО

Ai, Bi, Ci Ai, Bi, Ci

Рис. 1. Развернутая структурная формула управления сложной функцией механического движения f(Д_і) произвольного цикла работы для одного исполнительного органа (ИО) агрегатного станка.

При составлении структурных формул сложных механических функций весь цикл работы механических ИУ станочной системы дифференцируют на элементарные однопараметрические действия, осуществляемые одним анализируемым ИО. Простыми механическими функциями позиционирования (ПОЗ) являются равномерное прямолинейное движение (Пi) и круговое вращательное (Вi). Буквенное обозначение элемента формулы содержит целевое назначение функций выполняемой ИО на данном этапе цикла. Запись членов формулы производят в порядке их выполнения. Элементарным движениям ИО присваивают индекс ориентации перемещения по координатам ISO (для Пі – Xi, Yi, Zi; для Вi – Ai, Bi, Ci). Он вносится в структурный элемент формулы после буквенного обозначения. Все функции перемещений ИО разделяют по технологическому признаку на вспомогательные (Всп) и рабочие (Осн).

Первый член формулы – 1БПХі характеризует начало цикла − первое (1) элементарное действие (быстрый подвод – БП) как простую функцию f(Пі) прямолинейного равномерного движения ИО по оси Хі (рис. 1).

Второй элемент структуры описывает сложную функцию типа Всп (П₁П₂). В приведенном примере это вспомогательная функция (Всп) сложного механического движения, быстрого перемещения (БП), осуществляемого одновременным согласованным перемещением одного ИО по координатам Yi и Zi. Цифра 2 в структурных составляющих 2БПYi и 2БПZi указывает на одновременность и последовательность выполнения этих действий в составе цикла. Присвоение одного порядкового номера структуры нескольким элементам формулы обозначает их обязательное взаимное согласование по количественным характеристикам движения и времени. Такие элементы структуры цикла составляют для функций сложных механических движений (ИО) станка.

Члены формулы с третьего по N + 1-ый описывают функции позиционирования (ПОЗ) в рабочем пространстве ИО станка.

Для составления структурных формул цикла управления СТС_і осуществляемыми ИУ с иными физическими принципами работы (электрическими, гидравлическими, оптическими и пр.) члены формул содержат собственные условные обозначения. Объединение всех циклов СТС_і выполняют в программе АСУ, выделяя в отдельных составляющих звенья согласования, по разработанным алгоритмам сопряжения циклов

Приведенная разработка используется дипломниками при выполнении проектных работ по курсу „Управление металлорежущими станками”.