CS205465B1 - Connexion of input portion of adaptive block control in cnc machine-tool systems - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení vstupní ěásti bloku adaptivního řízení v CSC systémech pro řízení obrábéoíoh strojů. Blok adaptivního řízení v rámci CIC systému je určen především pro regulaci posuvové rychlosti a hloubky třísky při hrubovacích operacích, a to soustružniokého, frézovacího a vyvrtávacího typu.

Vysoké pořizovací oeny moderních ěíslioovš řízených obrábéoíoh strojů, především víoeprofesníoh obrábéoíoh oenter apod., kladou vysoké nároky na jejioh ekonomické využívání především při hrubovaoíh operaoíoh. Pro zlepšení využití obrábšoíoh strojů při hrubovacích operacích je využíváno metod adaptivního řízení, jehož podstata spočívá v tom, že řezné podmínky jako je posuv, hloubka třísky, řezná rychlost jsou v průběhu obrábění systémem adaptivního řízení korigovány v předvolených rozsazíoh v závislosti na okamžitém průběhu řezného prooesu. Průběh řezného prooesu je charakterizován krlterlálními parametry, jako např. řezným výkonem, kroutioím momentem na vřetenu při obrábění, řeznými silami, chvěním atd. Bejčaetějl používané mezní adaptivní systémy praeují tak, že regulací posuvové rychlosti, hloubky třísky a eventálně řezné rychlosti udržují jeden nebo jeden z více měřených kriterlálníoh parametrů na jeho předvolené mezní hodnotě.

Je známa řada použití adaptivních systémů v rámoi BC systémů s tzv. pevně zapojenými řídieími algoritmy (hard-wlred systémy). Realizace adaptivního řízení u těohto systémů na205 465

205 405 ráží na řadu obtíží, které vyplývají ze samotné struktury pevně zapojených NC systémů.

Jedná se předevěím o to, že vlastní adaptivní regulátor je rovněž pevně zapojen a nelze tudíž strategii adaptivního řízení pružně přizpůsobit různým požadavkům s ohledem na typ stroje, je omezený poěet nástrojů, jejiohž pracovní režim lze adaptivně řídit, doplnění bloku adaptivního řízení ko standartním NC systémům vyžaduje provést zásahy i do zapojení vlastního NC systému atd. Z těohto důvodů byly u klaslokýoh NC systémů voleny jednoduché verze strategií adaptivního řízení, tj. většinou pouze řízení posuvové rychlosti v závislosti na zatížení obráběoího stroje řeznými silami při hrubovaoíoh oporaoíoh pro omezený poěet nástrojů·

Podstatně výhodnější js sltuaoo s použitím adaptivního řízení v CNC systémeoh, a to jak u mikroprocesorových systémů, tak u systémů postavených na bási universálních minipočítačů, CNC eyatém se skládá ze dvou hlavníoh částí, z nlohž jedna js obdobně jako u klaslokýoh HG systémů realizována pevným zapojením (hardware) a druhá část, označované jako software systému je realizována obeeně proměnnými programy (algoritmy řízení), uchovávanými v paměti systému. Pomooí těohto programů jsou ze zařízení s pevným zapojením vytvářeny specializované NC systémy. Změny vlastností CNC systému, tj, směny algoritmů řízení jsou z větší části realizovány změnami v oblasti programového vybafeaí - software. Pevné zapojení-hardware u CNC systémů se skládá ze zapojení vlastní řídloí jednotky (prooesoru) včetně pamětí, ze zapojení periferníoh zařízení pro styk s řídloí jednotkou a z periferních zařízení s přizpůsobovacími obvody pro atyk se strojem. T dalěím výkladu bude pod pojmem pevné zapojení- hardware- CNC systému rozuměné zapojení periferií systému, nebol zapojení řídloí jednotky je universální a změny v její Činnosti jsou realizovány v oblasti vložených řídloíoh programů beze změn v pevném zapojení řídloí jednotky.

Blok adaptivního řízení v rámci CNC systému se skládá rovněž ze dvou částí, a to soft* warové a hardwarové. Algoritmus řízení, včetně řízení komunlkaoe s hardwarovou částí adaptivního bloku, je realizován v programové oblasti- software. Měření vstupních krlteriálníoh parametrů, tj. napájeoí obvody snímačů, obvody pro zpraoováni výstupníoh signálů ze snímačů apod· js realizováno jako pevné zapojení v rámci periferních obvodů CNC systému- hardware. Značnou předností při realizaci adaptivního řízení v rámci CNC systémů je to, že lze volit komplikovanější strategie řízení, tyto lze pouze úpravami programů uložených v řídloí jednotce výhodně přizpůsobovat požadavkům jednotllvýoh typů strojů, do paměti systému lze ukládat hodnoty mezí krlteriálníoh parametrů a mezí regulačních rozsahů teoreticky pro stejný počet nástrojů, jako js počet, jejiohž práol je CNC systém schopen řídit.

Je známa řada provedení adaptivního řízení v rámoi CNC systémů. Te většině těohto provedení jsou v hardwarové části (perlferlíoh) umístěny pouze obvody snímačů měřídíoh na řízeném stroji okamžité hodnoty krlteriálníoh parametrů a obvody pro zpracování výstupníoh signálů zs snímačů do číslloové formy. Údaje o měřených parametrech jsou předávány do řídicí části a jejioh dalěí zpraoováni stejně jako generaoe odpovídajícího regulačního zásahu jsou zajiělovány programy adaptivního řízení, tzn. softwarově. Toto řešení, kde v pevně

205 465 zapojené části - hardware CMC systému jsou v podstatě umístěny pouze elektronické obvody snímačů a obvody pro Číslloové zpracování výstupních signálů ze snímačů klade vysoké nároky na operační čas vlastní řídioí jednotky - procesoru, nebol tato jednotka je zatěžována prováděním rutinních operaoí s neměnným logickým uspořádáním pro různé typy strojů· Jedná se například o snímání stavů registrů jednotlivých snímačů, porovnávání okamžitých hodnot krlterlálníoh parametrů s jejioh předvolenými mezními hodnotami, výběrem parametru, podle něhož v daném okamžiku musí probíhat řízení a podobně*

VětSinu uvedených nedostatků řeěí zapojení vstupní části bloku adaptivního řízení v CNC systémech podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v pevně zapojené části - hardware je provedeno nejen měření krlteriálních parametrů a transoformaoe výstupních signálů ze snímačů do číslloové formy, ale 1 komparace měřených hodnot krlteriálních parametrů s jejioh předvolenými mezními hodnotami, zpracování výsledků komparací do stavové tabulky, jejíž stav, respektive obsazení jednotlivých bitů, je ukládán do jediného registru. Na obsah registru stavové tabulky se řídioí jednotka CNC systému periodicky dotazuje a tento obsah dává programům adaptivního řízení věechny potřebné infoxmaoe pro generaci regulačního zásahu. Hodnoty mezí měřených krlteriálních parametrů jsou do pevně zapojeného vstupního bloku adaptivního řízení zadávány podle potřeby z paměti řídioí jednotky nebo jsou předem ve vstupním bloku nastaveny v těch případech, žo tyto meze jsou nezávislé aa nástroji, jako např. mez celkového výkonu motoru vřetena. Komunikace mezi bstupním blokem adaptivního řízení a řídioí jednotkou je provedena prostředniotvím standartníoh komunikačních tras mezi periferiemi CNC systému a jeho řídioí jednotkou.

Zapojení vstupní části bloku adaptivního řízení v rámci CNC systému podle vynálezu je universální pro různé typy obráběcích strojů, minimálně zatěžuje vlastní řídioí jednotku 1 komunikační trasy, umožňuje snadno provést rozšíření o měření a zpracování dalších zvolených krlterlálníoh parametrů a umožňuje komparovat silové kriteriélní parametry na úrovni řezného výkonu, jehož ekvivalentní mezní hodnota je pro daný nástroj stanovena řídicí jednotkou v režimu přípravy bloku z mezí jednotlivých silových krlterlálníoh parametrů, uložených pro každý nástroj v paměti řídioí jednotky. Pod pojmem silové kriteriélní parametry jsou chápány všechny parametry, jež charakterizují zatížení obráběcího stroje nebo nástroje, jako je kroutloí moment na vřetenu, řezné síly. Při měření krlterlálníoh parametrů je možno využívat jak přímýoh, tak nepřímých měřicích metod, nebo jejioh komblnaoí·

Zapojení vstupní Části bloku adaptivního řízení podle vynálezu jo možno výhodně použít pro CNC systémy jak na básl mikroprocesorů, tak universálních minipočítačů.

Příklad zapojení vstupní části bloku adaptivního řízení v CNC systémech pro řízení obráběoíoh strojů je uveden na obrázku, který představuje blokové schéma.

Na obrázku jo výstup bloku 1 měření celkového příkonu motoru vřetena zapojen na první vstup bloku 2 analogonumeriokého převodníku a paměti výkonu naprázdno a zároveň na vstup bloku 10 volby a komparace meze oelkového příkonu motoru snížené o neoitlivost, vstup bloku

205 405 volby a komparace meze celkového příkonu motoru zvýšené o necitlivost a vetup bloku 12 volby a komparaoe zvýšené meze celkového příkonu motoru, na druhý vetup bloku 2 analogonumerického převodníku a paměti výkonu naprázdno je zapojen první výetup bloku 19 Sasové základny a na třetí vetup je zapojen výetup bloku 13 řízení analogonumerického převodníku a paměti výkonu naprázdno, na jehož první vstup je zapojen Šestý výstup bloku 24 dekodéru adres, zpracováni ovládaoíoh signálů a genaraoe řídloíoh signálů a na druhý vstup jo zapojen třetí výetup bloku 16 generace ovládaoíoh pulsů, výstup bloku 2 analogonumerického převodníku a paměti výkonu naprázdno jo zapojen na první vstup bloku J čítače řezného výkonu, na jehož druhý vstup je zapojen druhý výstup bloku 16 generaee ovládaoíoh pulsů, výstup bloku 2 čítače řezného výkonu jo informačním kanálem zapojen jak na první vstupy bloku J komparace meze řezného výkonu enížoné o necitlivost, bloku J komparaoe meze řezného výkonu zvýěené o necitlivost a bloku <j komparaoe zvýšené meze řezného výkonu, tak na první vstup bloku 14 komparátoru najetí, na jehož druhý vstup jo zapojen prvni výetup bloku 16 generace ovládaoíoh pulsů, na jehož první vstup jo zapojen druhý výstup bloku 19 časové základny a na druhý vstup jo zapojen výstup bloku 17 generaee repetičních pulsů, čtvrtý výetup bloku 16 generaee ovládaeíoh pulsů je zapojen na druhý vetup bleku 21 mezlpamčtl stavové tabulky, jehož první vstup jo informačním kanálem propojen s výstupom bloku 15 transformace komparace mezí na obsazení bitů stavové tabulky a na třetí vstup bloku 21 mezipamětl stavové tabulky je zapojen pátý výstup bloku 24 dekodéru adres, zpracování ovládaoíoh signálů a generaee řídloíoh signálů, na první vstup bloku 15 transformace komparaoe mezí na obsazení bitů stavové tabulky je zapojen výstup bleku 4 komparace meze řezného výkonu enížoné o necitlivost, na druhý vstup je zapojen výetup bloku 10 volby a komparaoe meze osikového příkonu motoru snížené o nooitlivost, na třetí vstup jo zapojen výetup bloku 2 komparaoe meze řezného výkonu zvýžoné o nooitlivost, na čtvrtý vstup je zapojen výstup bloku 2 komparaoe meze řezného výkonu zvýSoné o necitlivost, na čtvrtý vstup je zapojen výetup bloku 11 volby a komparace meze celkového příkonu motoru zvýžené o necitlivost, na pátý vstup je zapojen výetup bloku 2 komparace zvýšené meze řezného výkonu, na Šestý vstup jo zapojen výstup bloku 12 volby a komparaoe zvýSoné meze celkového příkonu motoru, sedmý vstup je pak informačním kanálem propojen e výstupom bloku £& komparací daliíeh kriteriálnloh parametrů a na osmý vstup je zapojen výstup bloku 14 komparátoru najetí, který je rovněž zapojen na vstup bloku 31 řízení servopohonů posuvů, na drahý vstup bloku £ komparátoru meze řezného výkonu snížené o necitlivost jo prostřednictvím informačního kanálu zapojen výstup bloku J paměti meze řezného výkonu snížené o nooitlivost, jehož první vstup jo informačním kanálem propojen so sbSmieí 28 adres a dat a na druhý vstup jo zapojen třetí výstup bloku 24 dekodéru adres, zpracování ovládaoíoh signálů a generace řídloíoh signálů, jehož druhý výetup jo zapojen na druhý vstup bloku & paměti meze řezného výkonu zvýSoné o necitlivost, jehož první vstup jo informační kanálem propojen so sběrnioí ££ adres a dat a jehož výstup jo prostřednictvím Informačního kanálu zapojen na druhý vstup bloku Jj komparace meze řezného výkonu zvýšeno o neoitllvost, první výetup bloku 24 dekodéru adres, zpracování ovládaoíoh signálů a generaee řídloíoh signálů je zapojen na druhý vetup bloku Z paměti zvýSoné meze řezného výkonu, jehož první vstup je informačním kanálem propojen se

205 405 sběrnioí 28 adres a dat a jehož výstup je prostřednictvím informačního kanálu zapojen na druhý vstup bloku _6 komparaee zvýšené meze řezného výkonu, čtvrý výstup bloku 24 dekodéru adres, zpracování ovládaeíoh signálů a generaoe řídioíoh signálů je informačním kanálem propojen se druhým vstupem bloku 27 pamčtl mezí dalSíoh kriteriálníoh parametrů, jehož první vstup je informačním kanálem propojen se sběrnicí 28 adres a dat a jehož výetup jo Informačním kanálem propojen se druhým vstupem bloku 26 komparaee dalších kriteriálníoh parametrů, jehož první vstup je informačním kanálem zapojen na výstup bloku 25 měření a zpracování dalších kriteriálníoh parametrů, první vstup bloku 24 dekodéru adres, zpracování ovládacích signálů a generaoe řídicích signálů je informačním kanálem propojen se sběrnioí 28 adres a dat, druhý vstup je pak propojen s kanálem 2£ ovládacích signálů, na třetí vstup je zapojen druhý výstup bloku 19 časové základny, který je rovněž zapojen na druhý vstup bloku 20 generaoe pulsu na jednu otáčku vřetena, sedmý výstup bloku 24 dekodéru adres, zpracování ovládacích signálů a generaoe řídioíoh signálů je zapojen na první vstup bloku 22 ovládání registru stavové tabulky, na jehož druhý vstup je zapojen výstup bloku 18 čítače dvou otáček vřetena, první výstup bloku 23 ovládání registru stavové tabulky je zapojen na druhý vstup bloku 22 registru stavové tabulky, jehož první vstup je informačním kanálem propojen s výstupem bloku 21 mezipaměti stavové tabulky, druhý výetup bloku 23 «vládání registru stavové tabulky jo současně zapojen na první vstup bloku 20 generace pulsu na otáčku vřetena, na druhý vstup bloku 18)čítače dvou otáček vřetena a na druhý vstup bloku 17 generace repetičníeh pulsů, na jehož první vstup jo zapojen výstup bloku 20 generaoe pulsu na otáčku vřetena, který je zapojen rovněž na první vstup bloku 18 čítače dvou otáček vřetena, výetup bloku 22 registru stavové tabulky je pak informačním kanálem propojen se vstupem multlplexoru 30 periferie CNC systému·

V bloku 1 měřeni oelkového příkonu motoru vřetena je získána analogová hodnota oelkového příkonu motoru, která je vedena na vstup bloku 2 analogonumerlokého převodníku a paměti výkonu naprázdno a na vstup bloků 10 volby a komparace meze oelkového příkonu motoru snížené o necitlivost, 11 volby a komparace oelkového příkonu motoru zvýšené o necitlivost a 12 volby a komparace zvýšené meze oelkového příkonu motoru, kde je provedena komparace okamžitého příkonu motoru s nastavenými mezními hodnotami· Velikost necitlivosti je volena tak, že representuje např, 5 % jmenovitého příkonu motoru· Velikost zvýšené meze je volena s ohledem na možnou krátkodobou přetížitelnost motoru a representuje např· 120 - 150 % jmenovité hodnoty příkonu motoru. Uvedené meze jsou v hardwarové vstupní části bloku adaptivního řízení nastaveny při kompletaci systému se strojem s ohledem na jmenovitý příkon motoru vřetena*

V bloku 2 analogonumerického převodníku a paměti výkonu naprázdno je proveden převod analogové hodnoty representujíoí příkon motoru vřetena na číslicovou hodnotu. Zesílení převodníku je voleno s ohledem na účinnost pohonu tak, aby výstupní Číslicové hodnoty odpovídaly výkonu motoru. Analogonumerloký převodník je proveden tak, že zajižluje číslloovou mft-riniftTIzáci vstupního analogového signálu vždy v průběhu jedné otáčky vřetena. Napájecí

205 405 frekvence pro blok 2 analogonumeriekáho převodníku a paměti výkonu naprázdno je získána z prvního výstupu bloku 19 časové základny* Činnost bloku 2 analogonumeriekáho převodníku a paměti výkonu naprázdno jo získána z prvního výstupu bloku lg časová základny. Činnost bloku 2 analogonumeriekáho převodníku a paměti výkonu naprázdno je řízena prostřednlotvím bloku 13 řízení analogonumeriekáho převodníku a paměti výkonu naprázdno v podstatě ve dvou režlmeeh, a to jednak v režimu paměti výkonu naprázdno, jednak v režimu převodníku řezného výkonu. V případě, že jo poprvé uváděn v činnost režim adaptivního řízení nebo v případě změny otáčkováho stupně v režimu adaptivního řízení je nutno sejmout výkon pohonu vřetena naprázdno- bez obrábění. Sídloí jednotka CNC prostřednlotvím sběrnice 28 adres a dat vyfile příslužnou adresu, která má význam povelu pro hardwarovou část bloku adaptivního řízení sejmi výkon naprázdno. Po vydokédování táto adrosy v bloku 24 dekodéru adres, zpracování ovládacích signálů a generaoe řídicích signálů jo Šestým výstupem tohoto bloku dána přísluSná informace bloku 13 řízení analogonumeriekáho převodníku a paměti výkonu naprázdno, který zajistí takový režim bloku 2 analogonumeriekáho převodníku a paměti výkonu naprázdno, že analogová hodnota vstupního signálu, representujíoí příkon motoru vřetena při běhu stroje naprázdno jo převedena na číslioovou hodnotu výkonu naprázdno a tato hodnota jo uchována v paměti převodníku, přičemž na výstupu z bloku 2 analogonumeriekáho převodníku a paměti výkonu naprázdno so neobjeví žádná pulsy. Po sejmutí výkonu naprázdno jo dán řídlol Jednotkou CMC systému povel servopohonům posuvů k zahájení pohybu. Syohlost posuvu je zadána jako např. desetinásobek programovaná posuvová ryohlosti - tj. najížděoí posuvová rychlost nástroje do řezu. Po sejmutí výkonu naprázdno jo pak činnost bloku 2 analogonumerického převodníku a paměti výkonu naprázdno, jakož i bloku 2 čítače řezného výkonu řízena v závislosti na frokvonol otáček vřetena. Toto řízení zajišluje blok 16 generaoe ovládacích pulsů, ktorý dosiává potřebná informace z bloku 17 generaoe repetičníeh pulsů. Pokud měřený výkon motoru vřetena nepřesáhl zapamatovanou hodnotu výkonu naprázdno jo stav bloku 2 čítače řezného výkonu nulový a tomuto stavu odpovídající logioká úroveň výstupního napětí s bloku 14 komparátoru najetí, která jo zavedeno do bloku 31 řízení aervopohonu posunu, zabozpočujo udržování zvýšeného najížděoího posuvu. Jakmile nástroj začne obrábět, objeví se na výstupu bloku 2 analogonumeriekáho převodníku a paměti výkonu naprázdno pulsy, Jejiohž počet jo přímo úměrný rozdílu oalkováhe výkonu motoru vřetena a zapamatovaného výkonu naprázdno - tj. řeznému výkonu. Tyto pulsy jsou načítány v průběhu každá otáčky vřetena v bloku 2 éítačs řezného výkonu. Jakmile stav tohoto čítače je větSÍ než nula, změní výstupní napětí z bloku 14 komparátoru najetí svou loglokou úroveň a hodnota posuvu jo okamžitě snížena na programovanou hodnotu, ktorá v případě režimu adaptivního řízení jo chápána jako spodní mez pracovního posuvu. Činnost bloku 2 analogonumeriokého převodníku a paměti výkonu naprázdno a bloku 2 čítače řezného výkonu jo řízena v závislosti na frekvenoi otáček vřetena. Toto řízení jo zajištěno výstupy bloku 16 generaoe ovládaoíoh pulsů a jo násloduJioí. S každým pulsem na 1 otáčku vřetena jsou provedeny tyto úkofeyt Výsledek komparací stavu bloku 2 ěítača řezného výkonu v bloeíoh _£ komparace meze řezného výkonu snížené o nooltlivest, 2 komparace meze řezného výkonu zvýSoné o necitlivost a 6 komparaoe zvýBoné meze řezného výkonu je společně s výstupy bloků 10, 11, 12 komparátorů eolkového příkonu motoru

205 465 a bloku 26 komparátorů dalšíoh kriteriálních parametrů transformován v bloku 1$ transformace komparací mezí na obsazení bitů stavové tabulky do stavové tabulky a toto stavové slovo je zapsáno do bloku 21 mezipaměti stavové tabulky, následuje anulování bloku £ čítače řezného výkonu a analogonumeriokého převodníku v bloku 2 analogonumeriokého převodníku a paměti výkonu naprázdno a poté je zahájen nový numerický převod s maximalizací v průběhu jedné otáčky vřetena. Sekvence těchto úkonů, odvozených od pulsu na otáěku vřetena, je velmi rychlá a je dána druhým výstupem bloku 19 časové základny.

Pulsy na jednu otáčku vřetena jsou získávány v bloku 20 generace pulsů na jednu otáčku vřetena. Tento blok je v podstatě tvořen čítačem, který načítává výstupní pulsy z pulsního snímače, spojeného se vřetenem, Pulsní snímač např, dává 1000 pulsů na jednu otáčku vřetena, činnost tohoto bloku je navíc ovlivňována druhým výstupem bloku 23 ovládání registru stavové tabulky a jeho vliv bude popsán dále. Vždy po načítání např. 1000 pulsů je generován puls na otáčku, který je veden jak do bloku 18 čítače dvou otáček vřetena, tak do bloku 17 generace repetičníoh pulsů. Blok 18 čítače 2 otáček vřetena ve spolupráci s blokem 23 ovládání registru stavové tabulky zajišťuje, že do bloku 22 registru stavové tabulky je přepsána nová hodnota stavové tabulky z bloku 21 mezipaměti stavové tabulky jun v případě, že od předchozího dotazu řídicí jednotky CMC aa stavovou tabulku uplynuly alespoň 2 otáčky vřetena. Toho opatření je nutné proto, že po provedeném regulačním zásahu se jeho vliv v plné míře projeví až po jedné otáčce vřetena a další otáčku je nutno reservovat pro provedení analogonumeriokého převodu s maximalizací vstupního analogového signálu, representujíoího příkon motoru. Jestliže tedy od předchozího dotazu na stavovou tabulku uplynuly alespoň 2 otáčky vřetena, je obsah bloku 21 mezipaměti stavové tabulky přepsán do bloku 22 registru stavové tabulky a současně připnut výstup registru stavové tabulky na vstup multlplexořu 30 jednotné periferie, jehož prostřednictvím jsou všeehny údaje z hardware CNC předávány do řídicí jednotky CHTC, na druhém výstupu bloku 23 ovládání registru stavové tabulky se objeví signál, kterým je znulován čítač v bloku 20 generace pulsu na jednu otáčku vřetena, znulován blok 18 čítače 2 otáček vřetena a zajištěno, žo blok 17 generace repetlčníeh pulsů vyšle puls do bloku 16 generace ovládacích pulsů, který má význam pulsu na jednu otáčku vřetena. Tím je nově nesynchronizována oelá měřicí linka na další činnost opět v závislosti na frekvenci otáčení vřetena, 7 případě, že řídicí jednotka CMC by vvyslala dotaz na stavovou tabulku dříve než po uplynutí 2 otáček vřetena od před ohozího dotazu, je blokem 23 ovládání registru stavové tabulky zajištěno, že do bloku 22 regietru stavové tabulky je zapsána taková hodnota stavové tabulky, která má pro řídleí jednotku Informační význam neprováděj žádný regulační zásah - ponechej stávající hodnoty regulovaných veličin a na druhém výstupu bloku 23 ovládání regietru stavové tabulky se nehbjeví žádný synchronizační signál pro nové nafázování měřioího zařízení.

Meze řezného výkonu pro komparaci jsou do bloků 8 a J pamětí mezí zadávány z řídleí jednotky CMC prostřednictvím sběrnice 28 adres a dat, kanálu 29 ovládacích signálů a z bloku 24 dekodéru adres, zpracování ovládacích signálů a generace řídiolch signálů. Obdobným způsobem jsou zadávány i příslušné meze do bloku 27 pamětí mezí dalšíoh krltorlálníoh para205 485 metrů, jsjlohž okamžité hodnoty jaou měřeny prostřednictvím bloku 25 mžřoní a zpracování dalžíoh kriteriálníoh parametrů a komparace měřenýoh hodnot a mezemi jo pak provedena v bloku 26 komparátorů dalžíoh kriteriálníoh parametrů.

leze řezného výkonu jaou hardwarové části bloku adaptivního řízení zadávány z řídicí jednotky CSC následovně. Pro každý nástroj, jež má praoovat v režimu adaptivního řízení, jsou v paměti řídloí jednotky uloženy z programu pro obrábéní součásti meze hlavní složky řezná síly a kroutícího momentu na vřetenu. Před vykonáním přlslužnáho bloku jo programy adaptivního řízení vypočten z meze hlavní složky řezné síly a meze kroutioíhe momentu odpovídá jíoí řezný výkon, nebot CSC systém zná na Jakém poloměru a s jakými otáčkami vřetena bude nástroj praoovat. Z vypočtených ekvivalentních mezníoh řeznýoh výkonů je vybrán menží z nloh a k táto hodnotě je vypočtena mez řezného výkonu snížená o necitlivost, mez řezného výkonu, zvýžená o necitlivost a zvýžsná mez řezného výkonu. Tímto postupem je proveden výběr mezí a Je zajištěno, že řízení probíhá podle nejnlžiíhe silového krlterlalního parametru. vypočtené meze jsou před zahájením výkonu bloku zapsány do již dříve zmínčaýoh pamětí mezí řezného výkonu. Výsledek komparaoí mezí řezného výkonu a mezí oelkového příkonu motoru je zpraoován v bloku 1£ transformace komparaoí mezí na obsazení bitů stavové tabulky, přičemž v tomto bloku je proveden dalžl výbčr mezí, to jo rozhodnutí, zdali o obsazení stavové tabulky rozhoduje překročeni některé meze oelkového příkonu motoru nebo meze ekvivalentního řezného výkonu.

Stavová tabulka je osmibitová, přičemž první čtyři bity jsou vyhrazeny výsledkům komparaoí silovýoh kriteriálníoh parametrů, dalěí čtyři bylty pak výsledkům komparaoí dalšíoh kriteriálníoh parametrů. V prvním bitu je zaohyoen stav komparátoru najetí, ve druhém až čtvrtém bitu se může vyskytovat nojvýžs jedna hodnota 1. Hodnota stavové tabulky dává programům adaptivního řízení vžeohny potřebná informace pro generaoi odpovídejíolhe regulačního zásahu podle naprogramované strategie adaptivního řízení.

Meze kriteriálníoh parametrů jsou zadávány s necitlivostí proto, aby v případě, žo okamžité hodnoty kriteriálníoh parametrů jsou v zéně necitlivosti, tj, pod mezí zvýšenou o necitlivost a nad mezí sníženou o necitlivost nebyla nuoena řídloí Jednotka GSC systému generovat nový regulační zásah, který by byl stejný jako provedený v předchozím repetičním oyklu, nebo jen nepatrně odlišný. Toto řeěení přispívá mimo jiná i ke stabilitě regulačního procesu. Zadávání zvýšených mezí, například jako 150 % Jmenovité hodnoty meze a jejioh vyhodnocování slouží ke změně časovýoh konstant adaptivního regulátoru. Jestliže je překročena zvýžená mez, jsou regulační zásahy provedeny vyšší frekvencí než je frekvenee otáček vřetena, eventuálně je generován signál stop- přerušení obráběni. 0 způsobu reakoe na překročení zvýšené meze rozhodují programy adaptivního řízení po zhodnooení všeoh potřebnýoh údajů o sltuaoi v obráběcím procesu.

Vynálezu je možno s výhodou využít pří aplikaci adaptivního řízení jak u CSU systémů na bázi mikroprocesorů, tak na báei universálních minipočítačů. Zapojení vstupní části bloku adaptivního řízení v CSC systémech pro řízení obráběoíoh strojů lze snadno realizovat

205 405 dodatečně u vývojově dokončených CRC systémů, které původně adoptivní řízení neobsahovaly.

Claims (7)

1. pSediS 1 VYIÍ LS z c

   1. Zapojení vstupní ěésti bloku adaptivního řízení v CNC systémech obráběoích strojů vyznačené tím, že výstup bloku (1) měření celkového příkonu motoru vřetena jo zapojen na první vstup bloku (2) analógonumeriokého převodníku a paměti výkonu naprázdno a zároveň na vstup bloku (10) volby a komparace meze osikového příkonu motoru snížené o necitlivost, vstup bloku (11) volby a komparace meze celkového příkonu motoru zvýěené o necitlivost a vstup bloku (12) volby a komparace zvýšené meze celkového příkonu motoru, na druhý vstup bloku (2) analógonumeriokého převodníku a paměti výkonu naprázdno je zapojen první výstup bloku (19) časové základny a na třetí vstup je zapojen výstup bloku (13) řízení analogonumeriekého převodníku a paměti výkonu naprázdno, na jehož první vstup je zapojen šestý výstup bloku (24) dekodéru adres, zpracování ovládacích signálů a generace řídících signálů a na druhý vstup je zapojen třetí výstup bloku (16) gonoraoo ovládacích pulsů, výetup bloku (2) analogonumerického převodníku a paměti výkonu naprázdno je zapojen na první vstup bloku (3) čítače řezného výkonu, na jehož druhý vstup jo zapojen druhý výstup bloku (16) generace ovládacích pulsů, výstup bloku (3) čítače řezného výkonu je informačním kanálem zapojen jak na první vstupy bloku (4) komparace meze řezného výkonu snížené o necitlivost, bloku (5) komparace meze řezného výkonu zvýšené o necitlivost a bloku (6) komparace zvýšené meze řezného výkonu, tak na první vstup bloku (14) komparátoru najetí, na jehož druhý vstup je zapojen první výstup bloku (16) generace ovládacích pulsů, na jehož první vstup jo zapojen druhý výstup bloku (19) časové základny a na druhý vstup jo zapojen výstup bloku (17) generace repetlčníoh pulsů, čtvrtý výstup bloku (16) generace ovládacích pulsů jo zapojen na druhý vstup bloku (21) mezipamětl stavové tabulky, jehož první vstup je informačním kanálem propojen β výstupem bloku (15) transformace komparace mezí na obsazení bitů stavové tabulky a na třetí vstup bloku (21) mezipaměti stavové tabulky jo zapojen pátý výstup bloku (24) dekodéru adres, zpracování ovládacích signálů a generace řídicích signálů, na první vstup bloku (15) transformace komparace mezí na obsazení bitů stavové tabulky je zapojen výstup bloku (4) komparace meze řezného výkonu snížené o necitlivost, na druhý vstup jo zapojen výstup bloku (10) volby a komparace meze celkového příkonu motoru snížené o necitlivost, na třetí vstup je zapojen výetup bloku (5) komparace meze řezného výkonu zvýšené o necitlivost, na čtvrtý vstup je zapojen výstup bloku (11) volby a komparace meze celkového příkonu motoru zvýšené o necitlivost, na pátý vstup jo zapojen výstup bloku (6) komparace zvýšené meze řezného výkonu, na šestý vstup je zapojen výetup bloku (12) volby a komparace Zvýšené meze celkového příkonu motoru, sedmý vstup je pak informačním kanálem propojen a výstupem bloku (26) komparaoí dalších krlteriálních parametrů a na osmý vstup je zapojen výstup bloku (14) komparátoru najetí, který je rovněž zapojen na vstup bloku (31)

   205 465 řízení servopohonů posuvů, na druhý vstup bloku (4) komparátoru mez· řoznáho výkonu snížené o necitlivost je prostředniotvím informačního kanálu zapojen výstup bloku (7) paměti meze řezného výkonu snížené o necitlivost, jehož první vstup je informačním kanálem propojen se sběrnioí (28) adres a dat a na druhý vstup je zapojen třetí výstup bloku (24) dekodéru adres, zpracování ovládacích signálů a goneraoe řídloíoh signálů, jehož druhý výstup jo zapojen na druhý vstup bloku (8j paměti meze řezného výkonu zvýěené o necitlivost, jehož první vstup je informačním kanálem propojen se sběrnioí (28) adres a dat a jehož výstup jo prostředniotvím informačního kanálu zapojen na druhý vstup bloku (5) komparace meze řezného výkonu zvýěené o necitlivost, první výstup bloku (24) dekodéru adrie, zpracování ovládaoíoh signálů a generace řídloíoh signálů jo zapojen na druhý vstup bloku (9) paměti zvýšoné meze řezného výkonu, jehož první vstup je informačním kanálem propojen se sběrnioí (28) adres a dat a jehož výstup jo prostředniotvím informačního kanálu zapojen na druhý vstup bloku (6) komparace zvýšené meze řezného výkonu, čtvrtý výstup bloku (24) dekodéru adres, zpraoování ovládaoíoh signálů a goneraoe řídloíoh signálů je informačním kanálom propojen se druhým vstupem bloku (27) paměti mezí dalšíoh kriterlálníoh parametrů, jehož první vstup je informačním kanálem propojen se sběrnioí (28) adres a dat a jehož výstup jo informačním kanálom propojen se druhým vstupem bloku (26) komparace dalšíoh kritoriála nich parametrů, jehož první vetup je informačním kanálem zapojen na výstup bloku (25) měření a zpraoování dalšíoh kriterlálníoh parametrů, první vstup bloku (24) dekodéru adres, zpracování ovládaoíoh signálů a generace řídicích signálů js informačním kanálem propojen se sběrnioí (28) adres a dat, druhý vstup je pak propojen s kanálem (29) ovládaoíeh signálů, na třetí vstup js zapojen druhý výstup bloku (19) časové základny, ktorý jo aovněž zapojen na druhý vstup bloku (20) goneraoe pulsu na otáčku vřetena, na druhý vstup bloku (18) čítače dvou otáček vřetena a na druhý vstup bloku (17) generace repetičníoh pulsů, na jehož první vstup jo zapojen výstup bloku (20) goneraoe pulsu na otáčku vřetena, který je zapojen rovněž na první vstup bloku (18) čítače dvou otáček vřetena, výstup bloku (22) registru stavové tabulky je pak Informačním kanálem propojen se vstupem multlplexoru OO) periferie ONO systému.
2. 2. Zapojení vstupní části bloku adaptivního řízení podle bodu 1 vyznačené tím, že blok (2) analogonumorlokého převodníku a paměti výkonu naprázdno obsahuje zapojení analogonumerlokého převodníku pro numerickou maximalizaci vstupního analogového signálu v průběhu jedné otáčky vřetena.
3. 3. Zapojení vstupní části bloku adaptivního řízení podle bodu 1 vyznačené tím, žo blok (23) ovládání registru stavové tabulky obsahuje obvody zajiííujíoí přepis bloku (21) mezlpamětl stavové tabulky do bloku (22) registru stavové tabulky v závislosti aa počtu otáček vřetena vykonanýoh od přodohozího dotazu řídíoí jednotky CIO systému na stavovou tabulku.
4. 4. Zapojení vstupní části bloku adaptivního řízoní podle bodu 1 a 3 vyznačené tím, že

   205 465 blok (23) ovládání registru stavová tabulky obsahuje obvody pro synchronizaci činnosti bloků (20) generace pulsu na jednu otáčku vřetena, (18) čítače dvou otáček vřetena a (17) generace repetičních pulsů od signálů pro přepis bloku (21) mezipaačti stavové tahal ky do bloku (22) registru stavové tabulky.
5. 5. Zapojení vstupní části bloku adaptivního řízení podle bodu 1 vyznačené tím, že blok (15) transformace komparace mezí na obsazení bitu stavové tabulky obsahuje obvody pro obsazení bitů stavové tabulky v závislosti na priorité překročených mezí.
6. 6. Zapojení vstupní části bloku adaptivního řízení podle bodu 1 vyznačené tím, že výstup bloku (14) komparátoru najetí je přímo zapojen do pevného zapojení bloku (31) řízení servopohonů posuvů.
7. 7. Zapojení vstupní části bloku adaptivního řízení podle bodu 1 vyznačené tím, že blok (24) dekodéru adres, zpracování ovládacích signálů a generaci řídicích signálů obsahuje obvody pro zpracování signálů generovaných řídicí jednotkou CSC systému pro sbérnioi (28) adres a dat a kanál (29) ovládacích signálů a svými výstupy zajiSiuje připojení příslušných bloků vstupní části bloku adaptivního řízení na sbšrniol (28) adres a dat.