6. Терминальная задача чпу

6.1 Содержание терминальной задачи

Устройство ЧПУ первоначально было создано как проблемно-ориентированная вычислительная машина реального времени. Однако затем, по мере возрастания активной роли оператора в управлении, все более увеличивается удельный вес интерактивных (диалоговых) процедур и связанных с ними процессов машинного масштаба времени. Постепенно сформировался достаточно автономный круг задач, решение которых не требовало специальной и даже специализированной аппаратуры ЧПУ, но вполне могло быть выполнено универсальными вычислительными средствами на основе взаимодействия оператора с терминалом (пассивным или активным). Так оформилась терминальная задача ЧПУ.

К терминальной задаче ЧПУ отнесем все проявления взаимодействия устройства ЧПУ с окружающей средой: прежде всего это диалог с оператором; кроме того, диалог с другими системами управлениями. Техническими средствами поддерживания диалога являются прежде всего пассивный терминал (панель оператора) или активный терминал (персональный компьютер), а кроме того, интерфейс с управляющими устройствами внешней среды.

Терминальная задача обозначилась столь явно, что терминал устройства ЧПУ все чаще становится отдельным конструктивом. На рис. 6.1 представлено модульное исполнение устройства ЧПУ, включающее собственно систему управления и связанные с ней оптоволоконными каналами пультовый модуль (пассивный терминал) и модуль ввода-вывода сигналов электроавтоматики станка (управляющих и осведомительных). Пульт оператора выполнен в виде универсальной консоли (пассивный терминал), подключенной к системе управления при помощи последовательного канала на основе кабеля. В модульное исполнение устройства ЧПУ входят основная (специальная) часть системы управления и универсальный персональный компьютер (активный терминал) с комплектом периферии, соответствующим заказу пользователя.

Рис. 6.1

6.2 Панель оператора

Инструментом общения оператора с панелью оператора, какому бы терминалу (пассивному, активному) она ни принадлежала, являются дисплей и клавиатура. Клавиатура предназначена для выбора режима работы; ввода алфавитно-цифровых данных; управления курсором с целью редактирования вводимой информации; смены страниц информации, выводимой на дисплей; изменение системы отсчеты, выбора дискретности перемещений; ввода исполнительных команд типа «включить», «выключить», «пуск», «стоп»; задание укрупненных команд типа технологических циклов и др.

Экран дисплея содержит информацию следующего вида: состояние системы управления (указание режима, сообщение об ошибках и сбоях); состояние управляемого объекта, т. е. станка (положение рабочих органов в различных системах координат, подача, частота вращения шпинделя, имена выполняемых циклов автоматики, сведения о выполняемой управляющей программе, текст выполняемого фрагмента управляющей программе); описание всех «прошлых» действии оператора; описание стандартных циклов обработки, включая их графическую интерпретацию; представление статико-графической модели управляющей программы (наложенные эскизы заготовки и изделия с указанием всех рабочих и вспомогательных проходов); представление динамико-графической модели процесса обработки (изображение текущего состояния и его развития в реальном времени).

Информация, появляющаяся на экране дисплея, отражает ту часть решения терминальной задачи, которая в данный момент интересует оператора. Если панель оператора является компонентой пассивного терминала (т. е. консоли оператора), то само решение терминальной задачи осуществляется в устройстве ЧПУ. Если же панель оператора придана активному терминалу (т. е. персональному компьютеру), то решение терминальной задачи выполняется в самом терминале.

Объём предоставляемой оператору информации, т. е. объём дисплейных функций, во многом определяет функциональные возможности устройства ЧПУ.

В связи с анализом дисплейных функций целесообразно ввести три понятия: формат, глава, страница. Формат – принятый порядок деления поверхности экрана на функциональные зоны. Глава – содержание функционально зоны. Страницей назовём фрагмент главы, визуализируемый на экране в данный момент времени. Таким образом, глава состоит из одной или несколько страниц, а разнородные главы могут быть организованы в разных одинаковых форматах.

В качестве примера на рис. 6.2 приведены семь глав в восьми форматах. Клавиатура позволяет перелистывать главы, а также страницы тех глав, информация которых не умещается на одной странице. При перелистывании страниц формат главы сохраняется, а при смене глав формат может измениться. Функциональные зоны каждого формата обозначены цифрами в треугольных скобках: <1> - номер управляющей программы и кадра этой программы; <2> - состояние системы управления; <3> - указатель кадра; <4> - указатель программы; <5> - указатель текущего положения; <6> - указатель таблиц коррекций; <7> - список действующих G функций; <8> - список адресов и команд; <9> - работа в режиме ручного ввода данных; <10> - фрагмент управляющей программы; <11> - текущее положение рабочих органов станка; <12> - номер программы; <13> - номер кадра; <14> - текущее положение в относительной системе координат; <15> - текущее положение в системе

Рис. 6.2

координат детали; <16> - текущее положение в абсолютной системе координат; <17> - путь до конца обработки кадра; <18> - номер и величина коррекции инструмента; <19> - рабочий кадр; <20> - буферный кадр; <21> - ручной ввод данных; <22> - фактическое положение.

Прокомментируем отдельные позиции этого списка. Под номерами программы и кадра в различных режимах понимают разное. Так, в качестве номера программы может быть указан либо номер текущей программы, либо номер последней из исполненных программ, либо номер программы, исполнение которой прервано, либо номер текущей программы, либо номер разыскиваемой программы. В качестве номера кадра выступает или номер текущего кадра, или номер последнего из исполненного или номер разыскиваемого кадра.

Обозначения <3>…<6> занимают место заголовков глав визуализации: <3> - БУФЕРНЫЙ КАДР ПРИ РУЧНОМ ВВОДЕ, РАБОЧИЙ КАДР; <4> - ПРОГРАММА; <5> - ТЕКУЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ; <6> - ТАБЛИЦА КОРРЕКЦИЙ. Таким образом, различные главы могут иметь одинаковые заголовки

(рис. 6.2); глава может и не иметь заголовка в том случае, когда демонстрируется изображение в увеличенном масштабе.

Обозначение <2> относится к цепочке различных признаков, в числе которых могут быть признаки: готовности системы управления (ГОТОВ, НЕ ГОТОВ), готовности буферного кадра в автоматическом режиме (БУФЕР), выбора оператором системы координат при ручном вводе (АБСОЛЮТНАЯ, ОТНОСИТЕЛЬНАЯ), отказа (ОТКАЗ), выполнения процедуры редактирования (РЕДАКТОР), поиска кадра (ПОИСК), возврата приводов станка к точке прерывания после повторного запуска программы (ВОЗВРАТ).

Дадим характеристику отдельным главам. Первая глава (рис. 6.2,а) содержит полный список всех адресов и список заданных команд одного кадра, а также список так называемых «модальных» G-функций, т. е. тех, которые действуют в данном кадре. В режиме ручного ввода список команд можно изменять или пополнять. С этой целью команду набирают в области <9>, а затем переводят в число действующих в область <8> с помощью директивы ВВОД, набираемой на панели оператора.

Вторая глава (рис. 6.2,б) предоставляет оператору фрагмент программы. Как правило, полный текст программы в области <10> не размещается, и просмотреть его целиком можно, лишь перелистывая страницы. Клавиатура панели оператора позволяет перемещать по полю экрана курсор, подчеркивающий ту или иную команду. Подчеркнутую команду можно убрать или изменить в режиме редактирования.

Третья и четвёртая главы (рис.6.2,в и г) осуществляют индикацию текущего состояния. При этом индикация возможна в относительной или абсолютной системах координат в увеличенном масштабе (рис. 6.2,в) или во всех координатных системах одновременно в обычном масштабе (рис. 6.2,г).

Пятая глава (рис. 6.2,д) служит для визуализации коррекций инструмента (радиуса фрезы, длины инструмента). Любой компонент таблицы коррекций может быть изменён.

Шестая глава (рис. 6.2,е) несёт в себе информацию, которая наиболее нужна в автоматическом режиме, это информация о двух смежных кадрах управляющей программы (рабочем и буферном).

Седьмая глава (рис.6.2,ж) ориентирована на редактирование управляющей программы. В режиме ручного ввода данных в области <21> может быть, в частности, составлен целый кадр, а далее введен в число действующих директивой «ВВОД» панели оператора.