користовуються перетворювачі фаза-код (ПФК), що складають групу В«ДатчикиВ». Для вирішення завдань адаптивного управління (наприклад, систем стабілізації потужності різання) можуть бути використані аналого-цифрові перетворювачі (АЦП) - група В«Адаптивне управлінняВ». Пульт управління (ПУ) містить набір алфавітно-цифрових клавіш, за допомогою яких можна здійснювати введення керуючої програми. Крім того, маються функціональні клавіші, з допомогою яких задається режим роботи УЧПУ і визначаються спеціальні функції, відповідні пошуку, редагування керуючих програм. Пульт корекції (ПК) являє собою набір декадних перемикачів, за допомогою яких можна здійснювати зміну значень швидкості подачі і швидкості обертання головного руху в процентному співвідношенні. Для відображення поточного значення координат і технологічних параметрів використовується алфавітно-цифровий дисплей - блок відображення символьної інформації (Боси). Для введення і виведення керуючої програми можуть бути використані фотосчітивающее пристрій (ФСУ) і стрічковий перфоратор (ПЛ). В якості носія інформації в цьому випадку використовується перфострічка. Інший варіант введення-виведення інформації заснований на використанні каналу послідовної зв'язку (ИРПС - інтерфейс радіальної послідовної зв'язку). Для збільшення швидкодії 6 використовують апаратний блок множення (БО) та блок перетворення кодів (БПК).
Базове програмне забезпечення УЧПУ записується в постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ) і являє собою набір підпрограм, що реалізовують так звані підготовчі G і допоміжні функції М, а також сервісні функції по введенню і відпрацюванню керуючої програми.
Керуюча програма являє собою послідовність кадрів, що визначають траєкторію руху інструменту. У кадрі за допомогою G і М-функцій визначаються тип інтерполяції (Лінійна, кругова), переміщення по координатам, швидкості подач і частоти обертання приводу головного руху, тип і корекція на виліт ріжучого інструменту та інша інформація, що визначає роботу на ділянці траєкторії. Розглянемо відпрацювання керуючої програми з точки зору функціонування та використання блоків УЧПУ. Основне машинний час при відпрацюванні кадру затрачається на розрахунок траєкторії руху інструмента. Рух по траєкторії в загальному випадку включає в себе ділянки розгону і гальмування. Узгодження руху по координатам і формування задаючих впливів здійснюється програмним інтерполятора, який розгортає необхідну траєкторію під часу по перериваннях від таймера. Відпрацювання цієї траєкторії здійснюється стежать приводами подач. Сигнал помилки по положенню формується програмним способом, а потім видається через ЦАП в якості сигналу керування швидкістю електроприводу. Привід подачі (головного руху) при цьому являє собою автономний пристрій, яке має бути замкнуто зворотним зв'язком по швидкості. Робота інтерполятора повинна здійснюватися в реальному масштабі часу. При використанні чисельних методів інтегрування крок інтегрування визначається періодом переривання від таймера. Для забезпечення частоти зрізу приводів порядку 50 Гц переривання від таймера повинні проводитися на частоті не менше 100 Гц. Під час відпрацювання поточного кадру у фоновому режимі відбувається підготовка інформації для наступного кадру. Цей етап називається В«Інтерпретація кадру В». Він включає в себе перетворення символьної інформації в числову. Числова інформація вводиться в десятеричной системі числення. Спочатку символьна інформація перетворюється в двійково-десяткову систему, а потім з допомогою БПК - в двійкову. Аналогічна задача перетворення інформації виникає і в каналах зворотного зв'язку по положенню. Контроль положення здійснюється в двійковій-десятковому коді. Для узгодження інформація з перетворювача фаза-код перетвориться до машинного (двоичному) поданням. При виведенні інформації виникає зворотна задача - перетворення двійковій інформації в двійковій-десяткові числа, а потім в символьне уявлення.
1.2 Лінійний інтерполятора
Алгоритм лінійної інтерполяції (ЧИ) повинен забезпечити рух з вихідної (з нульовими координатами) точки.
В основі алгоритму ОФ лежать два правила.
1. При оціночної функції одиничні кроки по координатам видаються відповідно до генератором кроків, частота якого залежить від контурної швидкості.
2. Послідовність кроків за координатами вибирається таким чином, щоб кожен одиничний крок був оптимальним за критерієм максимального наближення до заданої прямої (Мінімального видалення).
Для того, щоб визначити, за якою координаті треба зробити черговий крок, щоб реалізувати даний алгоритм вводять "оцінну функцію" для кожної. ОФ обчислюється після кожного кроку інтерполяції. Оціночна функція задається таким чином, щоб оцінивши тільки її знак можна було однозначно визначити, за якою координаті робити черговий крок.
Початкове значення (на першому кроці інтерполяції) ОФ приймається рівним 0. Видача кроків відбувається по запитам генератора кроків. Частота генератора кроків визначається заданою контурної швидкістю.
Припустимо, що задано переміщення ріжучого інструменту між опорними точками і площини ХУ. Кожна точка площини характеризується коефіцієнтом
де і - поточні координати довільно обраної точки, виражені в дискретний, j і i - кількість кроків, яке потрібно було зробити по осях координат, щоб потрапити в задану точку. Точки, що лежать на прямій, характеризуються коефіцієнтом
де і - координати кінцевої опорної точки заданої прямої.
В залежності від знака різниці коефіцієнтів
(2.1)
площину Х У ділиться на три області.
Перша область над прямий, де H> 0.
Друга область під прямий, де H <0.
Третя область на прямий, де H = 0.
Кожен інтерполятора має свій алгоритм роботи. Будемо вважати, що даний лінійний інтерполятора працює за наступним алгоритмом.
1. Якщо Н в‰Ґ 0, то інтерполятора виробляє і посилає на привід подач одінелектріческій імпульс для переміщення ріжучого інструменту на одну дискрет по осі Х.
2. Якщо Н <0, то інтерполятора виробляє і посилає на привід подач один електричний імпульс для переміщення ріжучого інструменту на одну дискрет по осі У.
3.Після кожного чергового кроку знову розраховується нове значення оціночної функції.
Так як ріжучий інструмент в розглянутому випадку переміщається по двох координатах, то і УЧПУ повинно мати два приводи подач.
Спростимо вираз (2.1). Наведемо його до спільного знаменника і використовуємо тільки чисельник, як носій знака. Отримаємо вираз оціночної функції виду
= в‹… - в‹… (2.2)
Зробимо спрощення та вираження (5.2) в припущенні, що інтерполятора має можливість запам'ятовувати за якою координаті був зроблений попередній крок.
1. Припустимо, що попередній крок був зроблений по осі Х. Тоді поточна координата ріжучого інструменту буде дорівнює попередньої координаті плюс одна дискрет
= + 1
Підставимо це вираження у формулу (2.2).
= в‹… в‹… - в‹… (+ 1) = в‹… в‹… - в‹… - = -
Отже, після чергового кроку по осі Х нове значення оціночної функції розраховується як різниця між попереднім значенням оціночної функції і координатою кінцевої опорної точки по осі У.
2. Припустимо, що попередній крок був зроблений по осі У. Тоді поточна координата ріжучого інструменту буде дорівнює попередньої координаті плюс одна дискрет
+1 = + 1
Підставимо це вираження у формулу (2.2).
= (+ 1) в‹… - в‹… - = в‹… - в‹… + = - +
Отже, після чергового кроку по осі У нове значення оціночної функції розраховується як сума попереднього значення оціночної функції і координати кінцевої опорної точки по осі Х.
Приклад. Розрахувати і побудувати траєкторію руху ріжучого інструмента при = 5 і = 3.
1. В початковий момент часу (в точці Ao) оцінна функція дорівнює нулю і к...
