Введение к работе
Актуальность. В работе системы числового управления станка выделяют три фазы информационных преобразований и вычислений. Первая фаза состоит во вводе управляющей программы ЧПУ, а также выполнении подготовительных расчетов в машинном масштабе времени. Вторую фазу составляют вычисления, выполняемые в реальном времени. Сюда относятся: интерполяция ' (сложность которой обусловлена формой интерполируемой траектории и размерностью интерполируемого пространства); расчеты разгонов и торможений; стыковка кадров управляющей программы; анализ рабочего пространства; коррекция подачи; анализ и логическая обработка информации о состоянии цикловых механизмов станка и др. Вторая фаза насыщена большим количеством сложных и точных расчетов, повторяющихся с высокой частотой. Третью фазу составляет управление следящими приводами, осуществляемое в реальном времени. В зависимости от наполнения каждой из фаз конкретными задачами ЧПУ формируется и конкретная система управления. Окончательный вариант устройства ЧПУ определяется как выбором вычислительной архитектуры, ядром которой является универсальный или специально разработанный Ъычис-литель, так и выбором электронной элементной базы.
Производители устройств ЧПУ заинтересованы в некоторой структурно гибкой базовой системе управления, на основе которой можно было бы строить многочисленные модификации в ответ на постоянно возникающие и меняющиеся запросы станкостроителей и конечных пользователей. Станкостроителей устраивает функционально гибкая система управления с такими возможностями, которые позволяют наиболее просто адаптировать ее к любому станку.
Конечные пользователи нуждаются в технологически гибкой системе управления, которая способна учитывать специфику конкретных рабочих процессов их собственного производства. Возможность построения гибких систем управления в широком смысле этого понятия представляет, таким образом, несомненный интерес и для их производителей, и для станкостроителей, и для пользователей.
Таким образом, актуальны исследования, направленные на повышение степени гибкости систем ЧПУ с тем, чтобы в максимальной степени удовлетворить запросам производителей систем, станкостроителей и конечных пользователей при сохранении высокой эффективности всех фаз информационных преобразований и вычислений.
Цель работы.Нрт> работы заключается в повышении гибкости и переносимости математического обеспечения систем ЧПУ, построенных на базе персональных компьютеров, - за счет привлечения новых принципов органи-
зации математического обеспечения. Эти принципы предполагают использование в архитектуре систем ЧПУ программного комплекса, названного ISO-процессором, поскольку он воспринимает инструкции языка ISO-7bit, как если бы они были машинными кодами.
Методы исследовання.Диссертация построена на основе положений теории персональных систем управления, теории алгоритмов; методов структурного и объектно-ориентированного программирования. Верификация разработанного программного обеспечения осуществлялась с помощью имитационного моделирована.
Научная новизна.
-
Предложен командный процессор в составе системы ЧПУ, воспринимающий инструкции языка IS0-7bit как машинные коды, что позволило принципиально по-новому структурировать систему ЧПУ и повысить быстродействие подготовки и отработки кадров.
-
Предложена поддержка команд системы ЧПУ на основе методов объектно-ориентированного программирования, что позволило кардинально повысить степень гибкости системы и обеспечить переносимость ее математического обеспечения.
-
Предложена организация кольцевого стекового буфера на уровне подготовки кадров управляющей программы, что позволило кардинально расширить возможности эквидистантной коррекции, в том числе обеспечить такие возможности, которыми не располагают современные устройства ЧПУ.
-
Предложена методика построения продвинутой системы ЧПУ, в которой есть предпосылки системы ЧПУ следующего поколения.
Реализация работы.Результаты работы были приняты к внедрению на фирме ANDRON (Германия) для системы ЧПУ Andronic 400.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и были одобрены на заседании кафедры "Компьютерные системы управления" Московского государственного технологического университета "Станкин" и на фирме ANDRON (Германия). По теме диссертации опубликованы 2 работы.
Объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы. Работа изложена на 71 страницах машинописного текста, содержит 33 рисунков, 4 таблиц, список литературы из 30 наименований. Общий объем работы 98 страниц.
ГЛАВА .1. СОВВЩЕІЩОЕ^ОУОТОЯНИЕ ДОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ