Электроника НЦ-31
Система ЧПУ «Электроника НЦ-31»
Развитие числового программного управления (ЧПУ) имеет примерно тридцатилетнюю историю. Этот процесс протекает столь стремительно, что в технике не так просто найти другой аналогичный в этом смысле пример.
Сменялись поколения электронных устройств ЧПУ, принципиально изменялись их возможности, что накладывало отпечаток на конструкцию и функциональную связь с самим объектом управления - металлорежущим станком. Основное свойство станков с ЧПУ - это их гибкость, т.е. скорость переналадки, которая на порядок выше гибкости станков автоматов на основе копирования, командаппаратов, путевых выключателей и пр.
В результате развития устройств ЧПУ, построенных по структуре ЭВМ, созданы высокопроизводительные технологические модули, в состав которых входят: многооперационный станок с автоматической сменой инструмента, транспортно накопительная система, позволяющая производить замену детали на заготовку, система контроля и регенерации отходов. Такие модули могут работать в автономном режиме или встраиваться в автоматические линии. Станки с ЧПУ позволяют производить обработку деталей с большой концентрацией инструментальных переходов, что повышает точность деталей (обработка с одной технологической базы), снижает Тшт. на операцию и уменьшает длину транспортных потоков. Все эти качества позволяют предположить увеличение объема обработки на станках с ЧПУ в условиях перехода к рыночной экономике.
Тенденции развития станков с ЧПУ: создание УЧПУ с применением микро-ЭВМ на микропроцессорах, применение в электроавтоматике станка с ЧПУ микроэлектроники, введение в систему станка диагностических устройств; широкое внедрение автоматизированных самоприспосабливающихся (адаптивных) устройств, обеспечивающих оптимизацию управления и обработки деталей; создание УЧПУ, управляющих как отдельными станками, так и группой станков.
Технический процесс не стоит на месте, все больше происходит внедрение в жизнь машиностроения и производства УЧПУ постоянно усовершенствуя его. Станки с ЧПУ, как новое умное оборудование позволяет производству перейти на следующий уровень развитых технологий.
В современном промышленном и экспериментальном производстве используются станки, в которых устройства числового программного управления (ЧПУ) выполнены на базе микропроцессорных платформ, совместимых с персональными компьютерами (ПК), в качестве носителей информации используются дискеты, или же файлы с управляющими программами (УП) которая считывается станком программирую его на выполнение заданных операций. Таким образом в отрасли технологий машиностроения производство становиться более обширным.
Современное механо-обрабатывающее производство, как правило, предполагает эффективное использование различного оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ). Это могут быть самые разнообразные фрезерные, токарные, электроэрозионные как проволочные, так и прошивочные станки, фрезерные и токарные обрабатывающие центры, прессы для листовой штамповки, координатно-измерительные машины и т.п. Для эффективного использования всего спектра оборудования необходима современная компьютерная система разработки управляющих программ.
Система числового программного управления (СЧПУ) «Электроника НЦ-31» — это система контурного управления типа ЧПУ. Она предназначена для оперативного управления станками со следящими электроприводами по двум линейным осям, главным приводом и измерительными фотоимпульсными датчиками. Система позволяет создавать мультипроцессорные конфигурации (до четырех процессоров), стандартная корзина позволяет использовать два процессора, но во всех станочных применениях используется однопроцессорная конфигурация. На базе 4 версии программного обеспечения НЦ-31 (прошивки 369, 370) разработана система ЧПУ «МС 2109», содержащая встроенный блок электроавтоматики 16 входов/32 выхода, позволяющий управлять электроавтоматикой станка без внешнего блока электроавтоматики.
«Электроника НЦ-31» была разработана в 1980 году в НИИТТ. Главный конструктор — Ю. Е. Чичерин, разработчики: В. Н. Шмигельский, В. Н. Лукашов, Ю. Б. Терентьев, Ю. И. Титов, В. С. Петровский, И. Евдокимов и др.
Область применения
Основной областью применения устройства является управление токарными станками.
Система ЧПУ «Электроника НЦ-31» является одной из наиболее распространенных систем ЧПУ для станков токарной группы, несмотря на свой более чем 30-летний возраст.
Отсутствие в настоящий момент комплектующих и запасных частей к НЦ-31 в комплексе с довольно большим износом, и как следствие большим количеством сбоев и отказов, сделало эту популярную систему довольно неудобной в эксплуатации.
Несмотря на это, простота программирования, небольшие габариты и наличие обученного обслуживающего персонала, останавливают многих пользователей на пути замены CЧПУ «Электроника НЦ-31» на более современные системы, такие как «NC-200», «WL» и т. п. Кроме того такая замена требует немалых финансовых затрат и проведения комплекса работ по перемонтажу электрочасти станка, а также переобучения технического персонала.
В результате была разработана СЧПУ «НЦ-31-М». Она аналогична СЧПУ «Электроника НЦ-31» по интерфейсу и программному обеспечению, но выполнена на современной элементной базе. Данное устройство полностью функционально заменяет СЧПУ «Электроника НЦ-31». Также известны и другие клоны «Электроника НЦ-31» — Модуль НЦ31, УЧПУ НЦ31-10, Модуль программного управления НЦ31
Состав УЧПУ «Электроника НЦ-31»
Первичный блок питания БПС-18-1-1
Вторичный блок питания БПС-18-1-2
Пульт оператора ПО
Асинхронный процессор ПРЦ
Оперативное запоминающее устройство 3500
Адаптер магистрали. Таймеры. АМТ
Контроллер электроавтоматики КЭ
Контроллер измерительных преобразователей КИП
Контроллер приводов КП
Блок сопряжения с кассетой внешней памяти
Кассета внешней памяти КВП
Состав УЧПУ «МС 2109»
БПС-18-1-1 первичный блок питания
БПС-18-1-2 вторичный блок питания
ПО-1 пульт оператора
ПРЦ-1 (процессор и ПЗУ)
БЗВ (блок запоминания внутренний)
БФОС (блок формирования и обработки сигналов)
БОС (блок обработки сигналов)
БС блок сопряжения с кассетой внешней памяти
КВП кассета внешней памяти НЦ 31-00 или тестовая НЦ 3170
Процессор ПРЦ-1 может работать только в однопроцессорной конфигурации. УЧПУ не имеет станочной магистрали и, соответственно, адаптера магистрали.
Технические характеристики УЧПУ «Электроника НЦ-31»
Устройство УЧПУ — контурное, с программной структурной организацией;
Система отсчета — в абсолютных и относительных координатах;
Тип привода — следящий электрический;
Тип датчиков — фотоимпульсные или сельсины;
Количество осей управления — до 3;
Интерполяция — линейная, круговая, резьбонарезание;
Задание размеров — в метрической системе;
Ввод программ — с клавиатуры, с кассеты внешней электронной памяти. Автоматический ввод с внешних устройств по каналу ИРПС;
Количество запоминаемых кадров — до 5 зон с общим количеством кадров 1250;
Максимальное отрабатываемое системой значение перемещений по осям: от +999999 дискрет до −999999 дискрет;
Наибольшее задание размеров между двумя программируемыми точками — до 999999 дискрет;
Дискретность задания перемещений — 0.01 мм.
Задание рабочих подач: 0.01-99.99 мм/об., 1-9999 мм/мин.
Скорость ускоренных перемещений: 1-15000 мм/мин.
СЧПУ «НЦ-31-М»
Оси управления: 2 + шпиндель;
Объем ПЗУ (Flash): 128 Kb;
Объем ОЗУ (энергонезависимое): 8 Kb;
Объем ПЗУ (EPROM): 8Kb;
Программное обеспечение: оригинальное «Электроника НЦ-31» (4 версия, прошивки ПЗУ 369, 370);
Каналы связи с датчиками: 4 (круговые датчика с Uпит = 5В, Uпит = 15В);
Количество входов: 16 / 48;
Количество выходов: 16 / 32;
Интерфейсы: RS-232 (опционально IrDA);
Напряжение питания: 5В±5 %;
Максимальный потребляемый ток: 2А;
Вес: 1,2 кг.
Производство
Серийное производство НЦ-31 было начато в 1980 г. на предприятии «Ангстрем», а затем передано на заводы «Квант» (Зеленоград), «Диффузион» (Смоленск) и Витебский телевизионный завод «Витязь». Только «Ангстрем» и «Квант» выпустили 3846 комплектов НЦ-31[1]. Массовое производство НЦ-31 было налажено на заводе «Диффузион». Станки с НЦ-31 работают до сих пор, уже 20-30 лет.
Успешное применение УЧПУ НЦ-31 было обеспечено разработкой тестового программного обеспечения, позволяющего непосредственно на станке провести полную проверку наиболее сложных в ремонте блоков — ПРЦ, 3500, АМТ и в составе поставляемого в ремонтные подразделения оборудования УФО и УФК (устройство функциональной отладки и устройство функционального контроля) диагностику и ремонт всех блоков УЧПУ. Так, например, сложный в наладке асинхронный процессор полностью тестировался в автоматическом режиме за время около одного часа (асинхронность была причиной отличий в быстродействии процессоров). При тестировании блоков на пульт ПО выводились цифровые коды ошибок, по которым с помощью листинга теста или таблиц определялся номер проверки и операнды. Возможность ввода с пульта ПО и отработки программ в машинных кодах позволяла производить проверки аппаратной части непосредственно на станке. |
