1.2.4. Оптические датчики.
Оптические датчики (ОД) позволяют получить информацию о величине и направлении перемещения объекта управления. Величина перемещения определяется числом импульсов, а направление сдвигом фаз этих импульсов. Линейный и круговой оптические датчики состоят из механической, оптической и электронной систем.
Механическая система обеспечивает точное перемещение шкалы с рисками относительно съемника. Оптическая система содержит фотодиоды, линзу, съемник и основную шкалу в виде диска (для кругового датчика) или линейку (для линейного датчика). При движении шкалы меняется световой поток, идущий через растровые риски съемника и через фотодиоды проходит ток. На съемнике растры расположены в два сектора, сдвинутые друг относительно друга на ¼ шага штрихов. Напротив каждого из секторов съемника расположена пара фотодиодов, которые выдают первичные сигналы, изменяющиеся по синусоидальному и косинусоидальному законам. Далее сигналы подаются на вход формирователей, преобразующих синусоидальные сигналы в прямоугольные.
Часто ОД строятся на принципе угол код. В этом случае угол поворота объекта управления или его линейное перемещение преобразуется в цифровой код. В этом случае на диск (линейку) наносятся дорожки с чередованием непрозрачных и прозрачных участков так, чтобы параллельное считывание информации с диска образовывало цифровой код. Каждая дорожка снабжена своим источником и приемником светового потока. Для увеличения надежности работы датчика в них применяют код Грея.
Вопросы для самопроверки по теме 1.2
1. Какие общие функции выполняют устройства контроля состояния объекта управления?
2. Какие виды модуляции используются в устройствах контроля состояния объекта управления?
Тема 1.3. Устройства обработки информации и формирование команд управления;
В настоящее время в промышленности используются микропроцессорные устройства ЧПУ. В международной практике они получили название CNC (Computer Numerical Contro l компьютерное цифровое управление).
УЧПУ типа CNC базируются на базе микропроцессорной технике, в которой логика работы задается программным методом. Одно и то же УЧПУ этого типа может реализовывать различные функции управления за счет изменения программы управления работой микропроцессорной системы.
Обобщенная структурная схема УЧПУ типа CNC представлена на рис.1.3.1.
На этом рисунке сделаны следующие обозначения:
ПО пульт оператора, позволяющий вводить управляющую программу вручную и задавать режимы работы;
Д дисплей для визуального контроля режимов работы и редактирования введенных управляющих программ;
МПС микропроцессорное устройство, решающее задачи формирования траектории движения режущего инструмента (интерполяция), формирования и пересылки по адресам технологических команд управления устройствами автоматики станка, общего управления УЧПУ, редактирования управляющих программ, диагностики УЧПУ и вспомогательных расчетов (траектории движения режущего инструмента, режимов резания) и т. д.;
ПЗУ постоянное запоминающее устройство для хранения системных программ и констант; информация из ПЗУ может только считываться; заносится информация в ПЗУ на заводе-изготовителе;
ОЗУ оперативное запоминающее устройство для временного хранения управляющих и системных программ, используемых УЧПУ в данный момент;
ПП приводы подач для преобразования команд управления в перемещение режущего инструмента (исполнительные устройства);
УАС устройства автоматики станка.
После того как технолог составил управляющую программу, оператор вводит ее в УЧПУ либо посредством клавиатуры пульта оператора (ПО), либо наносит ее на перфоленту и вводит в УЧПУ через устройство ввода информации. Вся управляющая программа записывается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). После ввода управляющей программы оператор может отредактировать ее, включив в работу системную программу редактора и выводя на дисплей (Д) всю или нужные части управляющей программы и внося в них требуемые изменения. При работе УЧПУ в режиме изготовления детали управляющая программа кадр за кадром считывается из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и поступает в МПС. В соответствии с командами управляющей программы МПС вызывает из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) соответствующие системные программы, которые заставляют работать МПС в требуемом режиме. Результаты работы МПС в виде электрических сигналов поступают либо на приводы подач (ПП), либо на устройства управления автоматикой станка (УАС).