Лекция: Методы и средства программного

управления.

Общая характеристика траекторных задач.

Введём понятие «изображающая точка» – абстрактная точка, которая ставится в соответствии некоторой реальной точке на РО ОУ.

«Траекторная задача» – моделирование в реальный момент времени движения, изображающего точку по заданной в управляющей программе траектории.

а) по прямой в плоскости или пространстве.

б) по дуге окружности (по часовой или против часовой стрелки).

®

в) по более сложной траектории с заданной Vk.

®

Vk

Uт программная

траектория

®

Vk – контурная скорость.

®

— разложение вектора Vk(t) на координатные составляющие.

®

Vx (Vq1; Vq2;…; Vqn)

®

Где Vqi – составляющая обобщённой скорости по координатам qi, где i от 1 до n.

— Нахождение приращений времён (для NC систем).

dz

Dtqi = ¾¾ dz – квант приращения.

Vqi

— Расчёт приращений пути по каждой координате (для CNC систем).

Dtqi = Vqi × Tk

Tk – квант времени (период дискретности).

эквидистанта

программная

траектория

— Дополнительные задачи.

а) расчёт эквивалентного контура.

б) управление ориентацией РО относительно программной траектории.

в) прямое и обратное преобразование координат.

г) управление разгоном и торможением приводов.

При решении траекторных задач основные вычислительные трудности связаны с:

— вычислений прямых и обратных тригонометрических функций (sin, cos и т. д.).

— выполнение операций умножения и деления с высокоразрядными операциями (до 7-8 и более десятичных разрядов).

— Жёсткими ограничениями на время их решения (Tk = единицы миллисекунд).

Факторы, упрощающие реализацию систем ЧПУ (решение траекторных задач).

1. Контуры больших деталей (обрабатываемых на станках до 45 %) и соответствующие траекториям движения рабочих органов (схватов) ограничены отрезками прямых и дугами окружностей Þ целесообразно использовать линейную и круговую интерполяцию на соответствующих участках траектории.

2. Сложные траектории движения (поверхность обрабатываемых деталей) всегда может быть апроксимирована дугами окружности и отрезками прямых.

3. Эквидистанты к прямым и окружностям так же являются прямыми и окружностями. Для других кривых второго порядка (например, эллипса) эквидистанта является кривой 8 порядка Þ при линейной и круговой интерполяции существенно упрощается расчёт эквидистантного уровня.

4. Так как промышленные микропроцессорные системы ЧПУ строятся на дешёвых микро ЭВМ с низкой производительностью и малой разрядностью и определённой оперативной памятью то программная реализация алгоритмов решения траекторных задач требует использования специальных алгоритмов с минимальным использованием длинных операций.

5. С целью унификации устройств ЧПУ и обеспечения мобильности их ПО целесообразно использовать универсальные методы.