Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Организация процессов подготовки производства на предприятии машиностроительной промышленности 13
1.1 Организационные вопросы подготовки производства предприятияь
1.2 Анализ современного состояния парка станков с ЧПУ 21
1.3 Факторы и устройства, влияющие на производительность и функциональные возможности станков с ЧПУ 26
1.4 Способы модернизации производства 31
1.5 Технико-экономическое обоснование целесообразности модернизации производства 37
Глава 2. Методы определения количества технологического оборудования механического цеха авиационного предприятия 48
2.1 Метод определения рационального использования парка станков предприятия 48
2.2 Определение количества технологического оборудования механического цеха при условии временного ограничения 50
2.3 Метод технико-экономического обоснования оптимального выбора станков с ЧПУ по общепринятому компромиссу между «стоимостью» и «эффективностью» 52
2.4 Инвестиционный анализ. Оценка экономической
эффективности реальных инвестиций по техническому переоснащению
Глава 3. Организация производства механического цеха оборудованного металлообрабатывающими станками с ЧПУ 85
3.1 Вариант математической модели механического цеха 85
3.2 Вариант математической модели металлообрабатывающего станка с ЧПУ 89
3.3 Определенріе типа и количества станков с ЧПУ в механическом цеху 91
Глава 4. Модернизация устройства числового программного управления металлообрабатьіБающих станков 105
4.1 Структурно-информационный анализ устройств числового программного управления 105
4.2 Представление траектории обработки 109
4.2.1 Структура системы управления станком 109
4.2.2 Определение фазовых значений системы управления станками с ЧПУ 110
4.3. Микропроцессорная система автоматического и ручного управления станками с ЧПУ УУС-50-ЗМИ (импульсное управление) 114
4.3.1 Основные технические и эксплуатационные характеристики 114
4.3.2 Состав и функциональная схема устройства 116
4.3.3 Описание работы устройства УУС50 - ЗМИ 117
4.3.4 Функции устройства управления станком с ЧПУ УУС50 -ЗМИ 118
4.3.5 Порядок работы с микропроцессорной системой УУС50 -ЗМИ : 120
4.3.6 Основное меню работы 124
4.3.7 Меню останова : 125
4.4. Надёжность станков с ЧПУ 127
Заключение 133
Литература
- Факторы и устройства, влияющие на производительность и функциональные возможности станков с ЧПУ
- Определение количества технологического оборудования механического цеха при условии временного ограничения
- Вариант математической модели металлообрабатывающего станка с ЧПУ
- Определение фазовых значений системы управления станками с ЧПУ
Введение к работе
Актуальность темы. В рыночно-ориентированной экономике важным является построение системы управления и организации производства, позволяющей эффективно использовать ограниченные финансовые средства при сохранении объёмов и качества выпускаемой продукции.
В настоящее время на промышленных предприятиях значительная часть станков с числовым программным управлением (ЧПУ) представлена оборудованием 90-х, 80-х и даже 70-х годов прошлого столетия. Ввиду постоянного морального устаревания указанного оборудования существует проблема обновления, реконструкции и модернизации станочного парка. При принятии решения о выборе способа модернизации необходимо учитывать специфику производства и плановые потребности.
В области организации производства предприятий можно выделить труды Туровца О.Г., Сиразетдинова Т.К., Симоновой Л.А., Родионова В.В., Сиразетдинова Р.Т., Иванова В.К., Ершова К.В., Адаева Ю.В., Базилевича Л.А., Васильева В.Н., Гинзбурга Е.Г., Каца И.Я., Кононосова А.И., Петрова М.И., Матюшина В., Тарасова А., Ревуцкого Л.Д., Фатхутдинова Р.А и др.
В работах Сиразетдинова Т.К., Иванова В.К., Сиразетдинова Р.Т., Родионова В.В. производственное предприятие – это система, состоящая из управляющей и управляемой подсистем, образующих единое целое. Система управления строится по иерархическому и функциональному принципам из четырех уровней. Нижние два – система управления технологическим процессом, третий – цехом, четвертый предприятием. Цель управления цехом – организация выпуска заданного количества изделий конкретной номенклатуры в заданные сроки и наименьшими затратами. Проблема выпуска продукции заключается в организации производственного процесса.
В работах Симоновой Л.А. предприятие представляется как иерархическая структура, основанная на взаимной подчиненности. Автор предлагает ввести коэффициенты: технические ограничения производства; фонд времени; себестоимость; степень сложности процесса изготовления изделия; затраты электроэнергии. Предусматривается корректировка весовых коэффициентов, позволяющая оптимально сформировать технологические процессы изготовления заказа в заданные сроки с минимальными затратами.
В работах приведенных авторов по организации производства приведены модели предприятия, однако модель цеха как система взаимодействующих связей предприятия и составляющих его частей и модель станка с числовым программным управлением не представлены. Предприятие представляет иерархическую трехуровневую структуру. Все необходимые ресурсы (финансы, материалы, энергоресурсы, площади) и нормативно-директивная информация поступают на предприятие, где они распределяются по цехам и далее по технологическому оборудованию. При нормальной работе непосредственно взаимодействуют соседние уровни, т.е. цех является центральным звеном в организации производства. Поэтому для усовершенствования форм и методов организации производства необходима разработка математических моделей, увязывающих взаимозависимые связи – предприятия, цеха, технологического оборудования.
В связи с вышеизложенным, совершенствование методов организации производства и исследование зависимости уровня модернизации отдельно взятого станка с ЧПУ для повышения эффективности работы механического цеха с одновременным сокращением финансовых и материальных ресурсов предприятия является актуальной задачей.
Цель и задача работы состоит в совершенствовании методов организации производства механических цехов, оборудованных металлообрабатывающими станками с ЧПУ в машиностроительной отрасли в условиях современной рыночной экономики. Для достижения поставленной цели решались следующие вопросы:
1) исследовалось состояние парка станков с устройствами числового программного управления в машиностроительной промышленности;
2) исследовались факторы, влияющие на современное состояние станочного парка предприятий;
3) разрабатывались математические модели механического цеха и металлообрабатывающего станка с ЧПУ;
4) разрабатывалась методика технико-экономического обоснования модернизации механического цеха технологическим оборудованием предприятия;
5) проводились численные исследования взаимосвязанных отношений механического цеха и станков с ЧПУ;
6) проводились расчеты и практические исследования по внедрению модернизированного устройства ЧПУ для металлообрабатывающего станка с ЧПУ.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались современные и стандартные методики теория распределенных систем, методы целочисленного линейного программирования, методы анализа показателей доходности, основанных на дисконтированных оценках, метод анализа чувствительности критериев эффективности, метод сценариев. В качестве объектов исследования выбрано производство авиационной промышленности, механические цеха которого оборудованы металлообрабатывающими станками с устройством числового программного управления (УЧПУ) на базе пультов «ПФСТ – 12 – 500» и «Электроника-НЦ31».
Научная новизна работы заключается в следующем:
1) разработана математическая модель механического цеха с использованием теории распределённых систем для описания процесса организации производства;
2) разработана математическая модель металлообрабатывающего станка с ЧПУ как элемента процесса организации производства на основе теории распределённых систем;
3) разработан метод оптимального выбора модели станка на основе математической модели задачи, в виде целевой функции и ограничений, представленных системой линейных уравнений;
4) разработана методика технико-экономического обоснования модернизации механического цеха с имеющимся технологическим оборудованием, которая может быть использована на этапе проектирования производства и его модернизации;
5) предложена методика выбора инвестиционного проекта модернизации станочного парка, основанная на динамических методах анализа критериев эффективности и учета оценки инвестиционных рисков анализируемых вариантов модернизации;
6) развит логико-математический метод размещения технологического оборудования в механическом цеху с соблюдением санитарно-технических норм и правил техники безопасности при условии минимизации производственной площади.
Практическая ценность. Для усовершенствования методов организации производства в машиностроительной промышленности разработаны математические модели и соответствующие методы решения задачи оборудования механического цеха металлообрабатывающими станками с ЧПУ предприятия, а также предложено разработанное устройство числового программного управления на основе микропроцессора фирмы Atmel ATMega 128, позволившее при минимальных финансовых расходах увеличить производительность и точность обработки деталей на станках, уменьшить энергетические затраты механического цеха. Результаты диссертационной работы использованы на предприятии авиационной промышленности.
Апробация диссертационной работы. Результаты диссертационной работы доложены на Всероссийской научной конференции молодых учёных «Наука, технологии, инновации», г.Новосибирск, 2008г., Международных молодёжных НТК «Туполевские чтения» в 2007-2008 г.г.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 2 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК, 3 в трудах научно-технических конференций.
Структура и объём диссертации. Диссертация содержит 140 страниц машинописного текста и состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников, включающего 60 наименований, в том числе 5 работ автора и приложения на 2-х листах.
Научные положения, выносимые на защиту:
методы определения типов и количества станков механического цеха;
математическая модель механического цеха как территориально распределённая система;
математическая модель металлообрабатывающего станка с ЧПУ как элемент территориально распределённой системы;
логико-математическая модель территориального расположения станков в цеху;
методика технико-экономического обоснования инвестиционного проекта по выбору варианта модернизации металлообрабатывающих станков с ЧПУ.
Факторы и устройства, влияющие на производительность и функциональные возможности станков с ЧПУ
Важной задачей организации производства является обоснованный выбор состава цеха. Цех в мелкосерийном производстве в настоящее время специализируется по предметно - замкнутой форме построения участков, т. е. по принципу подетальной специализации с ориентацией на конечный результат, что сокращает производственные связи и управление ходом работ.
Квалифицированное использование технико-экономического анализа является непременным условием, обеспечивающим выявление реально существующих резервов повышения эффективности производства для принятия конструктивных, экономически обоснованных управленческих решений.
Для осуществления производственной деятельности средства труда разделяют на классификационные группы: здания, сооружения, передаточные устройства, машины, технологическое оборудование. Средства труда участвуют в процессе производства и переносят свою стоимость на готовый продукт частями по мере изнашивания. С точки зрения значимости для производственного процесса выделяются производственное оборудование, принимающее непосредственное участие в производстве, определяющее производственную мощность и производительность труда.
По мере функционирования производственные фонды подвержены износу физическому и моральному. Физический износ означает постепенную утрату своих потребительских свойств. На физический износ влияют условия эксплуатации, качество и своевременность ремонтов. Моральный износ происходит вследствие появления более прогрессивной аналогичной техники. Уменьшение влияния морального износа достигается за счёт модернизации технологического оборудования.
Важнейшим достижением научно - технического прогресса является комплексная автоматизация промышленного производства предполагающая функционирование многочисленных автоматизированных технических средств и групповой организации производства. Особое значение приобретают станки с ЧПУ. Замена не автоматизированного оборудования станками с ЧПУ позволили снизить трудоёмкость обработки деталей в несколько раз. Внедрение систем управления в технологию машиностроения обусловило необходимость построения числовых моделей, а следовательно, широкое использование математических методов и числовой вычислительной техники.
Обеспечение высокого качества технологических процессов при минимальных затратах труда и времени на их подготовку и изготовление деталей - это главное условие рациональной организации производства.
Сложность конструкций современных машин, станков, приборов постоянно возрастает и представляет собой сложные технические комплексы, состоящие из различных взаимосвязанных систем, агрегатов, блоков, модулей, узлов и деталей. Спланировать процесс создания сложных объектов, правильно распределить и увязать во времени сроки проведения всех работ по изготовлению, пуску в эксплуатацию производства дело чрезвычайно трудное. Самое сложное обеспечить увязку объёмов и сроков проведения работ с производственной мощностью отдельного технологического оборудования.
Для эффективного планирования производством часто применяется волевой метод, т.е. принимается решение основанное на интуиции и личном опыте руководителя, что, как правило, приводит к дополнительным затратам материальных, финансовых, людских ресурсов и нерациональному использованию наличных производственных мощностей.
Вместе с тем анализ существующего положения показывает, что современные достижения в области вычислительной техники, кибернетики и математики позволяют поднять на качественно новый уровень организации и управления производством с меньшими затратами и в более сжатые сроки решать поставленные задачи. Сущности заключаются в построении экономико-математической модели процесса путем формализации и логико-математического описания всех составляющих этот процесс работ, связей между ними и установления количественных оценок. С помощью таких моделей рассматриваются соответствующие календарные и количественные показатели по цеху и производству в целом. Математические модели отражают связь между отдельными видами работ, взаимную обусловленную и технологическую последовательность работ. Именно эти качественные и количественные факторы определяют сложность процесса форм и методов организации производства.
В систему технико-экономической организации производства включаются показатели: трудоёмкость, прямые затраты (стоимость материалов, зарплата производственного персонала, стоимость обработанной детали и др.) в увязке с производственной мощностью отдельных цехов и технологического оборудования.
Организация процессов производства и принятие решения о модернизации средств труда требуют определённых финансовых затрат, которые в настоящее время могут быть получены за счёт инвестиционных вложений.
Инвестирование представляет собой важный аспект деятельности динамично развивающейся организации с приоритетом долгосрочной рентабельности. Причины, обуславливающие необходимость инвестиций следующие: - обновление имеющейся материально — технической базы; - наращивание объёмов производства; - освоение нового вида деятельности. Решение о необходимости инвестирования принимается в условиях, когда имеется ряд альтернативных проектов, при этом учитываются факторы вида инвестиций: стоимость инвестиционного проекта, ограниченность финансовых ресурсов, риск, связанный с принятием решения. Поэтому актуальна задача оптимизации инвестиционного портфеля, теория принятия решения которого связана с разработкой математической модели и методов обоснования решений.
Определение количества технологического оборудования механического цеха при условии временного ограничения
Станки с ЧПУ получили широкое распространение, но это не значит, что все заготовки должны обрабатываться только на станках с ЧПУ. Иногда это не целесообразно, а бывает неэффективно и даже убыточно. При этом решаются две задачи: первая заключается в выборе оборудования для обработки заданной номенклатуры деталей, вторая — в выборе деталей для загрузки оборудования -станков. Обе задачи тесно связаны, но каждая из них имеет самостоятельное значение.
Первая задача актуальна на стадии приобретения станков и распределения оборудования между подразделениями. Вторая задача актуальна на стадии подбора деталей для их обработки на имеющихся станках. Надо помнить, что эффективность обработки деталей на станках с ЧПУ тем выше, чем больше их конструктивной сложности.
При решении задачи следует учитывать размер партии деталей, программное время обработки заготовки и время на переналадку станков.
Как отмечалось ранее для мелкосерийного производства количество закреплённых операций за станком составляет от 21 до 40 (включительно), для серийного - от 11 до 20, для крупносерийного - от 1 до 10.
Для каждого вида оборудования существуют оптимальные условия эксплуатации, связанные с масштабом производства. В зависимости от соотношения затрат на переналадку и затрат на изготовление деталей, существует оптимальный размер партии деталей для конкретного оборудования.
В основу расчета определения типов и количества станков Spj, необходимых для выполнения заданной производственной программы в (2.2) закладываются показатели: объём продукции с единицы оборудования q; число станко-часов, необходимых для обработки комплекта деталей на одно изделие h, по формулам: SPJ Q A sPJ hQ FJ п (2.7) (2.8) здесь Q - годовой объём выпуска продукции, шт.; Кс - коэффициент сменности работы по j-й группе оборудования; Fj - эффективный фонд рабочего времени одной j-й группы станков. В диссертации предлагается поставленную задачу решить с условием ограничения по времени. (»
Каждый станок с ЧПУ может выполнять до 40 операций по обработке деталей. Производительность станка зависит от его типа. Обозначим: у, — количество операций выполняемых на і-м станке; а; — производительность і-го станка (количество операций в единицу времени). Каждая деталь требует до 300 и более различных видов обработки, поэтому она обрабатывается на п станках. Время обработки детали на первом станке составляет tb на втором - t2, на п-м станке tn. Таким образом, количество операций у для полной обработки одной детали составит: y = yI+y2+---+yn=a1t + a2t2+...+antn. (2.9) Для изготовления b деталей потребуется by операций, т.е: by, = b(a1ti+a2t2+...+antn) (2.10) Однако изготовление b деталей ограничивается рабочим временем, а именно, сменной работой или календарным временем планирования выпуска продукции: Ь(а1 +а212+...+ат1т) b acp n tl5 (2.11) ТсуМ = Ti+(b-l) t — время, соответствующее сроку изготовления b деталей, Должно выполняться условие ti = t2=...= tn=tj; t, - время механической обработки одного типа; Ti=n tj— время обработки одной детали; к —— — acp — средняя производительность металлообрабатывающих станков К с ЧПУ, К- число станков, задействованных в изготовлении деталей (в частном случае К = п), Тх — время изготовления одной детали. В этой задаче для линейной функции цели вводится дополнительное ограничение - время. » Если aft уі то необходимо брать kjajtj у; , где к,- количество соответствующих моделей станка.
Имеющийся станочный парк, срок эксплуатации которого свыше 20 лет, относится к классу третьего поколения. Станки 5-го и 6-го поколений имеют более высокую производительность и более широкую функциональную возможность.
Металлообрабатывающие станки с ЧПУ имеют три основных составляющих: управляющую программу, устройство числового программного управления и сам металлообрабатывающий станок. Многофункциональность станка определяется управляющей программой и устройством числового программного управления. С экономической точки зрения необходимо решить задачу: найти минимум функции цели при дополнительных ограничениях с сохранением объема плановой продукции.
Поставленную проблему можно исследовать, решая двойственную задачу линейного программирования, которая позволяет правильно оценить все факторы производства.
В цеху имеется п станков. Производительность j-ro станка за единицу времени (час, смену) составляет aj. Каждый j-й станок в течение этого времени расходует і-й фактор производства (i=l,2,...,m) [металла, электроэнергии, инструментов, рабочего времени и т. д.], равный величине dj. Запасы факторов производства составляют di,d2,...,dm единиц. Время работы j-ro станка обозначим tj. Тогда задача вариантов множества может быть представлена моделью: п 2 -»тах (2.12) При условии: 2 Ц Д ,j=l,2,...,n (2.13) где: d, 0, i= 1,2,...,т. Условия, ограничивающие факторы производства, т.е. ресурсы, определяют оценку каждого фактора производства. Расход металла, электроэнергии, рабочего времени и т. д. определяют цену продукции, детали. Используя понятия стоимости продукта, можно установить оценки различных факторов производства.
Вариант математической модели металлообрабатывающего станка с ЧПУ
При фиксированной цене самолета ТУ-214 рост цен и тарифов привел к увеличению затрат на производство единицы продукции. Увеличить цены на самолеты не представляется возможным, так как это переориентирует потенциальных покупателей на закупку импортной авиационной техники, что приведет к сокращению заказов на производство самолетов.
Компенсировать увеличение затрат на производство единицы продукции можно за счет повышения производительности производственных мощностей предприятия. Однако существующие производственные мощности КАПО значительно устарели (имеет место высокий уровень износа основных фондов и моральное устаревание станочного парка) и не могут обеспечить необходимый объем выпуска продукции. Наряду с этим, динамика снижения уровня продаж указывает на снижение спроса на продукцию авиационного производства отечественных производителей, на основании этого можно сделать вывод о недостаточности средств для полного обновления производственных мощностей КАПО. Поэтому, в условиях жесткой ограниченности ресурсов, для поддержания существующего объема производства и обеспечения в случае необходимости дополнительного выпуска продукции автор предлагает рассмотреть возможность модернизации существующего станочного парка авиационного производства.
По расчету в части распределения косвенных расходов для безубыточности необходимо производить и продавать не менее 7-8 самолетов ТУ-214. Наращивание заделов по самолету ТУ-214 при наличии заказов создает основу для выхода на точку безубыточности в последующие годы. Модернизация станочного парка авиационного производства в условиях мелкосерийного производства самолетов, принимая во внимание большой объем технологической подготовки, требует поиска путей повышения эффективности управления производственным процессом в отдельных цехах, а также повышение производительности станков в цехах, прежде всего, использующих станки с числовым программным управлением (ЧПУ). При модернизации станочного парка возможны следующие варианты: - капитальный ремонт станочного парка; - частичная замена (электронной части, устройства ввода вывода, приводов и т.д.); - полная замена оборудования - комплексное обновление станочного парка на современное оборудование.
Специфика авиационного производства состоит в том, что токарные и фрезерные станки с ЧПУ являются наиболее часто применяемыми в условиях мелкосерийного производства. Для повышения эффективности работы производства в условиях имеющегося станочного парка возможен ряд вариантов модернизации, отличающиеся по стоимости, срокам и сложности проводимых работ. Поэтому основными вариантами модернизации анализируемых станков с ЧПУ следует считать вариант замены электронной части управляющих программ, вариант замены устройств ввода-вывода, вариант замены приводов и электроконтактной аппаратуры, а также модернизацию управляющей части станков.
Однако, в силу ограниченности материальных и денежных ресурсов, решение о модернизации станочного парка должно приниматься только после сравнения альтернативных вариантов модернизации, что требует проведения сопоставительного анализа, вариантов модернизации станочного парка с ЧПУ, а также выработки основных критериев эффективности для проведения инвестиционного анализа, с оценкой инвестиционных рисков и экономической эффективности анализируемых вариантов модернизации.
Технико-экономический анализ возможных вариантов модернизации станочного парка Для повышения эффективности работы производства в условиях имеющегося станочного парка возможен ряд вариантов модернизации. Для выбора наиболее привлекательного с технической и инвестиционной точки зрения варианта модернизации в условиях перманентного дефицита ресурсов, в работе предлагается рассмотреть 6 альтернативных видов модернизации существующего станочного парка авиационного производства, один из которых комплексное обновление станочного парка исходя из имеющихся в наличии денежных средств. Отличие в представленных вариантах состоит в модернизации оборудования различной глубины: в объеме начальных инвестиционных затрат, направленных на приобретение комплектующих, а также в сроках выполнения работ по установке нового оборудования и демонтажу старого.
В связи с тем, что при заказе необходимого оборудования предусматривается 100% предоплата, а поставка, монтаж и демонтаж оборудования осуществляется позже, будем исходить из предположения, что средства, направленные на оплату вышеперечисленных услуг, могут быть альтернативно использованы, например, размещены на депозитном счету в банке с процентной ставкой по вкладу — 10 % годовых. Предположим также, что предоплата заказанных комплектующих осуществляется в первом месяце.
Вариант комплексной модернизации включает в себя покупку новых станков с ЧПУ исходя из имеющихся денежных средств. Проект «малой» модернизации, включает замену модуля УЧПУ. Третий вид модернизации включает в себя замена приводов, устройств ввода и вывода управляющих программ, датчиков обратной связи. Четвертый вариант модернизации предусматривает замену модулей УЧПУ, приводов, устройств ввода и вывода управляющих программ, датчиков обратной связи, модулей памяти. Пятый вариант модернизации включает в себя стоимости приобретения модулей УЧПУ, приводов, устройств ввода и вывода управляющих программ, модулей памяти, двигателей постоянного тока. Шестой вариант — «глубокой» модернизации, предусматривает стоимости модулей памяти, устройств ввода и вывода управляющих программ, датчиков обратной связи, двигателей, блоков приводов, масляных насосов.
Определение фазовых значений системы управления станками с ЧПУ
Современные модели УЧПУ оцениваются рядом характеристик, определяющих наличие эксплуатационных, функциональных и сервисных возможностей. К устройствам ЧПУ сходятся все нити управления автоматическими »механизмами станка. Конструктивно УЧПУ выполнено как автономный электронный агрегат, имеющий устройство ввода УП, вычислительную часть, электрический канал связи с автоматическими механизмами станка.
Структурно-информационный анализ сравнительно сложен, хотя позволяет выделить определённые функциональные элементы информационных каналов. Функциональность реальной системы ЧПУ (СЧПУ) определяется степенью реализации функций при управлении технологическим оборудованием.
Ввод и хранение системного программного обеспечения (СПО) содержит совокупность программ, отражающих алгоритмы функционирования конкретного объекта. В УЧПУ раннего выпуска СПО заложено конструктивно и не может быть изменено. Такое УЧПУ может управлять лишь типовым объектом (например, станками токарной группы). Для управления широким классом объектов при решении круга задач СПО вводится извне, поскольку у разных объектов существуют различия в алгоритмах формообразования по числу координат управления скоростями и ускорениями движения инструмента. Разнообразие типов приводов и состав технологических команд объектов ведет к различиям в количестве и характере сигналов обмена.
В автономных многоцелевых устройствах управления СПО вводится с перфоленты, в автоматизированных устройствах по каналу связи с ЭВМ верхнего уровня. СПО хранится в памяти системы до изменения объекта управления. СПО остаётся неизменным для данного объекта управления, а УП изменяется при изготовлении разных деталей на одном и том же объекте. В многоцелевых СЧПУ память для хранения СПО должна быть энергонезависимой, т. е. сохранять информацию при пропадании напряжения питающей сети.
Управляющая программа в СЧПУ вводится с перфоленты от пульта управления или по каналам связи с ЭВМ [47]. Память представляется в коде ИСО, вводится целиком и запоминается в оперативной памяти системы. В ряде СЧПУ используется метод покадрового ввода УП - путём поэтапного чтения перфоленты фотосчитывающим устройством системы управления. Отработка очередного кадра требует проведения ряда предварительных процедур - интерпретацию кадра. Для непрерывности контурного управления процедуры интерполяции (і+1)-го кадра должны быть реализованы управления объектом по і-му кадру, т.е. система управления должна быть готова к немедленной выдаче команд.
Основным недостатком покадрового считывания заключается в том, что для обработки каждой следующей заготовки из партии СЧПУ приходится вновь читать все кадры перфоленты. При этом нередко возникают сбои из-за недостаточно надёжной работы считывающих устройств УЧПУ. В таком режиме перфолента быстро изнашивается. Кроме того, если в кадре записаны действия, которые станок выполняет очень быстро, то УЧПУ может не успеть прочитать следующий кадр, что приводит к сбоям. На программах с магнитной лентой работают станки с ЧПУ первых выпусков.
Интерполяция СЧПУ должна обеспечивать с требуемой точностью автоматическое получение расчётных координат промежуточных точек траектории движения управляемого объекта по координатам крайних точек и заданной функции ( интерполяции.
Интерполяторы в системе устройств служат для представления закодированной на перфоленте программы в декодированном виде, которая используется в дальнейшем как программоноситель к станку с ЧПУ. Существенные недостатки СЧПУ с магнитными лентами — это ограниченный объём информации, трудности внесения коррекций в программу, ограниченная частота записи сигналов, неудобство хранения магнитной ленты, высокая стоимость оборудования для записи и воспроизведения и самой ленты, вносятся дополнительные помехи в систему резко- ограничивающие возможности программного управления. Поэтому выпуск подобных систем прекращён. Естественно, прекратился выпуск вынесенных интерполяторов для подготовки программ. Все новые модели станков с ЧПУ имеют устроенные интерполяторы. Интерполятор сохранил свои структурные составляющие: считывающие устройство, блок оперативной памяти, интерполирующее устройство, блок контроля на чётность. В УЧПУ станком на чётность программ, записанных, на перфоленте в коде ИСО 7 бит, который в настоящее время наиболее распространён, чаще всего выполняется одним из блоков. интерполятора сразу по мере ввода программы с перфоленты.
Сложность управления сводится к организации цифровых позиционных следящих систем для каждой координаты. На вход системы поступают коды, соответствующие результатам интерполяции-. Определение действительного k положения перемещающегося объекта и сообщение о нём осуществляют датчики обратной связи. Управление предусматривает включение и отключение привода, стабилизацию скорости, управление углом поворота как дополнительной координатой. Интерполятор вносит определённые погрешности в обработку. Для них характерны отклонения обрабатываемой траектории от заданной, Геометрическая погрешность зависит от угла наклона траектории к координатным осям и не превышает цены импульса на участке любой протяжённости. Станкам первого поколения с дискретой до 0,1 мм и более были присущи значительные погрешности обработки, связанные с работой интерполяторов.
