Электронное Считывающее и Записывающее Устройство модели "К" (ЭСЗУ-К)
Основная область применения
Дополнительная область применения
Общие функции
Функции хранения и визуализации информации
Функции управления данными
Функции ввода и вывода информации
Основные функции ввода и вывода
Дополнительные функции ввода и вывода
Функции редактирования
Способы использования
Функции перекодировки данных
Функции автоматического редактирования
Функции комментариев
Функции настройки
Специальные функции
Специальные функции для работы с большими УП
Специальные функции для эмуляции корректоров УЧПУ типа NC
Специальные функции для построения кабельных систем связи с ПЭВМ
Организационно-экономические функции
Основная область применения
Комплекс ЭСЗУ-К предназначен для ввода, вывода, хранения, визуализации и редактирования информации. Основная область его применения - использование в качестве интеллектуального устройства ввода-вывода систем ЧПУ. ЭСЗУ-К позволяет внедрить технологию передачи УП между персональным компьютером и оборудованием с ЧПУ на сменных блоках энергонезависимой электронной памяти (картриджах).
ЭСЗУ-К позволяет отказаться, с одной стороны, от традиционного носителя УП - перфоленты, как ненадежного носителя информации, и от перфоленточных устройств, как ненадежных устройств ввода-вывода, а с другой стороны, и от более современных носителей информации: кассет магнитной ленты, дискет и др., имеющих для отдельных задач недостаточный объем, и устройств ввода-вывода, представляющих собой приборы точной механики с механическими узлами и вращающимися деталями, для надежной работы которых требуется относительная чистота.
ЭСЗУ-К обеспечивает высокую надежность двухстороннего обмена информацией в системе ПЭВМ - ЭСЗУ-К - СТАНОК с ЧПУ в любых цеховых условиях.
ЭСЗУ-К обладает широкой универсальностью и может применяться для передачи УП на любое оборудование, снабженное системами управления как типа NC, так и типа CNC. Он может быть подключен к УЧПУ, имеющему какой-либо интерфейс ввода-вывода: последовательный или параллельный, предназначенный для ввода УП с перфоленты, от ЭВМ или любого другого носителя, использующий любые сигнальные уровни. ЭСЗУ-К позволяет вводить и выводить информацию, для записи которой используется как 8-ми, так и 5-тидорожечная перфолента, и которая может быть представлена в любой кодовой таблице, включая ASCII, ISO-7, БЦК-5, ЛКИ-1, СЦП, УКПМ, УТК.
ЗСЗУ-К подключается к УЧПУ вместо штатных устройств ввода-вывода к тем же самым разъемам и не требует абсолютно никакой доработки системы управления станка. Поэтому он не исключает возможности быстрого возврата к использованию штатных устройств ввода-вывода, например, когда в архиве найдена старая перфолента с нужной УП, или какую-либо плату УЧПУ нужно для проверки установить на соседний станок, работающий со штатными устройствами ввода-вывода.
ЭСЗУ-К обеспечивает обмен любой информацией, включая управляющие программы и подпрограммы, функциональное и тестовое программное обеспечение УЧПУ или станочные константы.
Дополнительная область применения
Дополнительная область применения ЭСЗУ-К - использование его в качестве адаптера или программируемого связного контроллера. ЭСЗУ-К обеспечивает построение различных систем кабельной связи УЧПУ с ПЭВМ или локальными компьютерными сетями.
Включение станков, оснащенных ЭСЗУ-К, в системы кабельной связи не исключает возможности автономного использования каждого станка с передачей УП на картриджах. Более того, обеспечивается возможность записи необходимой информации в картридж с удаленного сервера.
Совмещение в одной системе технологий передачи УП на картриджах и по кабелям обеспечивает, с одной стороны, широкие возможности и удобство, а с другой стороны, высокую живучесть системы при выходе из строя отдельных элементов. Например, для срочной организации внеплановой работы в выходные дни отдельных станочников не требуется обеспечивать работу локальной компьютерной сети цеха или предприятия и привлекать для этого соответствующих специалистов. Просто, накануне необходимо все нужные УП записать в картридж. Это может сделать или технолог-программист на своем АРМе, или сотрудник цеховой конторы со своего компьютера, используемого для хранения архива УП, или с сервера, если цеховой компьютер подключен к сети, или сам станочник, обратившись к серверу со своего ЭСЗУ-К.
Общие функции
Комплекс ЭСЗУ-К выполнен по модульному принципу. Он состоит из блока электроники, картриджа и интерфейсной вставки. Каждый модуль предусматривает как автономное использование, так и работу в составе комплекса.
Блок электроники, по сути, представляет собой малогабаритный специализированный компьютер, выполненный на микропроцессоре ATMEL 89C52-24PI. Он обладает оперативной и долговременной памятью, включает в свой состав дисплей и клавиатуру, а также оснащен широким набором интерфейсов для реализации различных линий связи с внешними абонентами.
Картридж в контексте его использования в составе комплекса рассматривается как дополнительная внешняя память, предназначенная для расширения внутренней памяти блока электроники, или как носитель информации, предназначенный для хранения и переноса данных. Однако по своей принципиальной схеме картридж представляет собой полнофункциональное периферийное устройство ввода-вывода и содержит контроллер, параллельный интерфейс и собственно носитель информации, в качестве которого используются микросхемы флэш-памяти AM29F032B 90EC. Поэтому его следует скорее сравнивать не с дискетой, а с переносным электронным винчестером.
Интерфейсная вставка представляет собой аппаратуру сопряжения, обеспечивающую согласование уровней сигналов интерфейсов блока электроники и УЧПУ. Необходимость ее использования возникает только в тех случаях, когда в интерфейсах УЧПУ используются сигналы нестандартных уровней.
Достаточно мощные аппаратные средства, специальная операционная система и развитое программное обеспечение ЭСЗУ-К обеспечивают выполнение функций различных устройств и позволяют его использовать в качестве:
- самых разнообразных устройств ввода-вывода;
- специализированного компьютера, обеспечивающего визуализацию и редактирование информации;
- пульта для набора значений корректоров УЧПУ типа NC;
- адаптера или программируемого контроллера, обеспечивающего стыковку устройств, имеющих несопрягаемые интерфейсы;
- активного узла системы связи, обеспечивающего выполнение функций хоста по отношению к удаленному компьютеру или локальной сети.
Функции хранения и визуализации информации
ЭСЗУ-К позволяет хранить информацию, как в автономном картридже, так и во внутренней памяти блока электроники. В том и другом случае для хранения информации используется флэш-память и, следовательно, обеспечивается многолетняя сохранность информации при выключении питания без использования каких-либо внутренних источников питания.
ЭСЗУ-К обеспечивает визуализацию на своем дисплее служебной информации, такой как, например, выполняемая операция, имя УП, номер кадра, десятичный код символа и др., а также хранимой, передаваемой или принимаемой информации.
ЭСЗУ-К обеспечивает идентичность визуализации УП на своем дисплее, на мониторе ПЭВМ и на экране или индикаторах УЧПУ в удобном читаемом виде, независимо от кодовой таблицы, используемой в УЧПУ для представления данных, а также от применяемой в УЧПУ системы поперечного контроля правильности ввода каждого символа: на четность, на нечетность и др.
Функции управления данными
ЭЗСУ-К снабжен оригинальной операционной системой, имеющей развитые средства управления данными, которые обеспечивают расширение функциональных возможностей комплекса, дополнительные удобства работы и эффективное использование памяти. Принципиальной особенностью файловой структуры ОС ЭСЗУ-К является включение в состав поименованных наборов данных кроме файла, также и его отдельной записи - строки. Отметим, что в данном документе термины файл и УП, а также строка файла и кадр УП являются синонимами, поэтому считается допустимым назвать управляющей программой файл, содержащий тестовое программное обеспечение УЧПУ, или кадром строку файла, содержащую значение одного из корректоров УЧПУ типа NC.
ОС ЭСЗУ-К обеспечивает постоянную готовность памяти блока электроники и картриджа для записи новой информации или редактирования, при котором происходит увеличение длины отдельного кадра или всего файла. Для этого не требуется предварительного их разбиения на поименованные зоны или какого-либо форматирования, даже начального, подобного форматированию дисков или дискет. "Дыры" в памяти, возникающие при редактировании в результате удаления или укорочения строк, а также в некоторых других случаях, могут быть оперативно ликвидированы путем проведения операции дефрагментации записей.
ЭСЗУ-К позволяет записать в картридж произвольное количество УП - до 999 шт. Единственным ограничением является объем картриджа, который может достигать 16 МБ (128 больших бобин перфоленты). Для выбора нужной УП можно воспользоваться ручным пролистыванием УП или автоматическим поиском УП с нужным номером.
Для точной идентификации УП, кроме имени файла, может использоваться дополнительная справочная информация об УП, также выводимая на дисплей ЭСЗУ-К, например, обозначение изделия, обозначение детали, ФИО разработчика, дата создания, используемые инструменты и так далее. Другими словами, имя файла ЭСЗУ-К кроме стандартного короткого имени файла, состоящего из собственно имени (8 символов) и расширения (3 символа), может содержать дополнительное расширение (до 96 символов). Справочную информацию можно также сравнить с маркировкой, которая обычно наносится на перфоленте путем перфорации символов справочного текста, предшествующего самой УП.
Файл ЭСЗУ-К может содержать до 10 млн. кадров. Для выбора нужного кадра можно воспользоваться ручным пролистыванием кадров или автоматическим поиском кадра с нужным номером.
Кроме облегчения поиска кадра для его просмотра или редактирования, с использованием этой функции обеспечивается весьма полезная возможность начать ввод УП не с ее начала, а с выбранного кадра.
Программное обеспечение, предназначенное для работы с картриджем на ПЭВМ, позволяет просмотреть каталог всех записанных в картридж файлов, в котором также отображается дополнительная справочная информация об УП, дополнить его нужными УП или исключить ненужные, изменить последовательность расположения УП в картридже или полностью его очистить.
Для просмотра содержимого файлов и корректировки данных на ПЭВМ можно воспользоваться любым редактором, которым привык пользоваться технолог-программист для редактирования УП.
Функции ввода и вывода информации
ЭСЗУ-К имеет большой набор функций ввода-вывода, которые можно условно разбить на основные и дополнительные. Основные реализуются с помощью аппаратных и программных средств, входящих в комплект поставки ЭСЗУ-К. Для реализации необходимых дополнительных функций требуются соответствующее программное обеспечение, которое устанавливается на ПЭВМ.
Основные функции ввода и вывода
В состав основных входят следующие функции:
- записи информации в картридж и чтения информации из картриджа на ПЭВМ;
- ввода информации в память или регистры УЧПУ из картриджа или из памяти блока электроники;
- вывода информации из памяти УЧПУ в картридж или в память блока электроники;
- копирования информации из картриджа в память блока электроники и обратно.
Картридж для записи или чтения информации на ПЭВМ подключается непосредственно к компьютеру.
ЭСЗУ-К при работе на станках реализует любые режимы ввода и вывода информации, используемые УЧПУ.
ЭСЗУ-К реализует все виды ввода:
- в непрерывном режиме,
- в старт-стопном режиме.
При работе со стойками управления типа CNC, имеющими в своем составе микропроцессор или компьютер, ЭСЗУ-К обеспечивает ввод сразу всей УП в память УЧПУ, предназначенную для хранения программ и подпрограмм. При работе со стойками управления типа NC, в составе которых нет микропроцессора и памяти для хранения УП, ЭСЗУ-К обеспечивает ввод УП во входной регистр УЧПУ по одному кадру в процессе изготовления каждой детали.
ЭСЗУ-К позволяет осуществить ввод в УЧПУ:
- всей УП,
- части УП, начиная с нужного кадра.
Другими словами, ЭСЗУ-К позволяет станочнику выполнить те же действия, которые позволяет сделать ФСУ, протянуть перфоленту с УП на нужное место и начать (или продолжить) с него обработку детали.
ЭСЗУ-К вообще не накладывает никаких ограничений на использование каких-либо функций УЧПУ по вводу-выводу УП и не вносит никаких изменений в действия станочника при их исполнении. Единственное отличие заключается в том, что вместо заправки перфоленты в фотосчитыватель или установки кассеты в магнитофон требуется подключить картридж к ЭСЗУ-К. Точно также и станок "думает", что обмен данными производится со штатными устройствами ввода-вывода.
ЭСЗУ-К осуществляет полную эмуляцию заменяемых устройств, обеспечивая выполнение как специфических, так и, можно сказать, экзотических функций.
ЭСЗУ-К реализует несколько способов ввода УП в УЧПУ:
- однократный;
- циклический;
- реверсный.
Первый способ можно представить как обычный ввод с бобины перфоленты или другими словами с перфоленты, имеющей начало и конец.
Второй способ можно представить как ввод с перфоленты, склеенной в кольцо. Существуют два варианта использования этого способа. Один связан с остановками в процессе изготовления детали после каждого прохода кольца. Например, при изготовлении фильеры с профильными капиллярами на электроэрозионном станке УП в последнем кадре содержит команду останова. После останова оператор обрезает проволоку, перемещает стол в положение следующего заходного отверстия, заправляет проволоку и опять запускает станок. Здесь кольцо просто исключает необходимость обратной перемотки. На ЭСЗУ-К для повторного запуска УП можно было бы просто нажать клавишу Enter, но можно этого и не делать, задав при настройке циклический ввод.
Несколько иначе обстоит дело при использовании кольца без остановки. Этот способ часто используется на установках термической, плазменной или лазерной резки листового материала для изготовления одинаковых деталей. В этом случае УП имеет рабочий ход и холостое перемещение к следующей позиции, а процесс продолжается до тех пор, пока оператор его не прервет. ЭСЗУ-К при реализации непрерывного циклического ввода обеспечивает станочника дополнительным сервисом: позволяет задать количество повторов ввода, при достижении которого процесс будет прерван, и осуществляет подсчет изготовленных деталей.
Реверс также имеет два варианта использования. Один, больше связанный с УЧПУ типа NC, просто упрощает обратную перемотку перфоленты для того, чтобы начать обработку новой детали по той же УП. В этом случае в УП после кадра с командой завершения работы присутствует управляющий символ или соответствующий кадр УП, при поступлении которого на УЧПУ, последнее инициирует реверс до прихода символа начала УП. При ручной обратной перемотке трудно поймать начало ленты и обычно ее приходится заправлять снова. Нажатие кнопки ПУСК на УЧПУ гарантирует обратную перемотку с остановкой в нужном месте. ЭСЗУ-К полностью воспроизводит этот алгоритм работы ФСУ. Хотя для решения этой задачи с помощью ЭСЗУ-К проще исключить из текста УП символ обратной перемотки и задать циклический ввод или просто прервать ввод после остановки станка (до ввода символа возврата) и произвести повторный запуск ввода УП с клавиатуры ЭСЗУ-К, чтобы не тратить время на обратную перемотку.
Несколько иначе обстоит дело для тех моделей УЧПУ, у которых реверс является неотъемлемой частью алгоритма ввода. В этом случае в тексте УП нет символа для обратной перемотки, но без нее не обеспечивается корректного завершения работы программы на УЧПУ типа NC или завершения ввода на УЧПУ типа CNC. С помощью ЭСЗУ-К можно и в этом случае обходиться без реверса, но для этого уже требуется занесение специальной информации в текст УП.
К экзотическим можно отнести УЧПУ (например, моделей CNC 25.05FP и CNC 35.00 фирмы SIEB & MEYER, устанавливаемых на станках фирм SCHMOLL и MIKRONIC, предназначенных для сверловки печатных плат.), которые используют реверс как часть алгоритма ввода, но при этом производят обмен с перфоленточными устройствами по последовательному интерфейсу. Для обеспечения возможности работы с такими УЧПУ в стандартном разъеме ЭСЗУ-К последовательного интерфейса RS-232, предназначенном для подключения к УЧПУ, на свободный контакт выведена дополнительная линия для сигнала реверса.
Дополнительные функции ввода и вывода
Как указывалось выше, ЭСЗУ-К обеспечивает выполнение дополнительных функций ввода и вывода при обмене данными с ПЭВМ или локальной сетью только со своей стороны. На ПЭВМ, подключаемой к блоку электроники, должно быть установлено программное обеспечение, поддерживающее обмен с ЭСЗУ-К в соответствии с выбранным методом передачи данных.
Здесь под методом подразумевается технология работы оператора станка с ЧПУ. ЭСЗУ-К в любом случае позволяет использовать разные протоколы, скорости и другие параметры процесса передачи данных. Принципиальное отличие заключается в том, требуется ли оператору станка в процессе работы пользоваться органами управления ПЭВМ. Первый более дешевый метод предусматривает контакт станочника с ПЭВМ, установленной на небольшом удалении от станка. Второй более дорогой позволяет проводить все виды обменов с удаленной ПЭВМ или локальной компьютерной сетью.
В состав дополнительных функций ввода и вывода, для инициализации которых оператор станка с ЧПУ должен иметь доступ, как к пультам УЧПУ и ЭСЗУ-К, так и к органам управления ПЭВМ, входят:
- запись информации в картридж или память блока электроники из памяти ПЭВМ,
- чтение информации из картриджа или памяти блока электроники в память ПЭВМ,
- транзит информации от ПЭВМ на УЧПУ, при котором ЭСЗУ-К одновременно выполняет операцию ввода данных от ПЭВМ и операцию вывода данных на УЧПУ без их записи в картридж или память блока электроники.
В состав дополнительных функций ввода и вывода, инициализацию которых оператор станка с ЧПУ осуществляет с пультов ЭСЗУ-К и УЧПУ, не обращаясь к органам управления ПЭВМ, входят:
- запись информации в картридж или память блока электроники с сервера,
- передача информации из картриджа или памяти блока электроники на сервер,
- транзит информации с сервера на УЧПУ,
- транзит информации от УЧПУ на сервер.
Функции редактирования
ЭСЗУ-К прежде всего не накладывает никаких ограничений на использование каких-либо функций УЧПУ по редактированию УП или станочных констант, а также не вносит никаких изменений в действия станочника при их исполнении. УП, отредактированная на УЧПУ, может быть тут же записана в картридж или память блока электроники. Причем новая УП может быть записана вместо исходной или в дополнение к исходной под другим произвольным именем. В том и другом случае нет ограничений по увеличению длины УП.
ЭСЗУ-К при этом позволяет только отредактировать в старом файле или внести в новый файл справочную информацию, в которой полезно отметить внесение изменений.
Когда УЧПУ не имеет средств для редактирования или когда в силу определенных причин ими не удается воспользоваться (см. «Специальные функции для работы с большими УП»), для корректировки УП можно использовать ЭСЗУ-К. Блок электроники имеет все необходимые средства: дисплей, клавиатуру и соответствующее программное обеспечение для редактирования УП.
ЭСЗУ-К имеет широкий набор функций редактирования:
- замены, удаления и вставки символа;
- удаления, копирования, вставки и замены строки;
- удаления, вставки и копирования файла.
Кроме этого ЭСЗУ-К имеет два режима редактирования:
- оперативный, предназначенный для использования в процессе экспериментальной отладки УП;
- автономный, более удобный для внесения большого объема изменений.
Несмотря на то, что ЭСЗУ-К позволяет произвести любую корректировку, вплоть до ввода всего текста УП, справедливости ради следует отметить, что большой объем работы удобнее сделать на ПЭВМ. В любом случае окончательное решение, где производить редактирование: на ПЭВМ, на ЭСЗУ-К или на УЧПУ может принять пользователь.
Способы использования
Блок электроники ЭСЗУ-К в основном предназначен для стационарной установки на УЧПУ, переносным элементом является только картридж. Блок электроники имеет 5 внешних интерфейсов, обеспечивающих подключение к нему картриджа, а также его подключение к параллельным интерфейсам ввода и вывода или к последовательном интерфейсу ввода-вывода УЧПУ, к последовательному интерфейсу ПЭВМ. Все интерфейсы снабжены соответствующими разъемами, поэтому к блоку электроники могут быть подключены сразу все кабели и картридж. Таким образом, не требуется для выполнения той или иной операции каждый раз производить соответствующую перекоммутацию.
Исполнение картриджа в виде отдельного модуля дает и другие преимущества. Во время обработки деталей при покадровом вводе УП на станках с УЧПУ типа NC, а также при подкачке "большой" УП на станках с УЧПУ типа CNC, устройство ввода постоянно находится в работе. Станок, оснащенный ЭСЗУ-К, не требуется останавливать для записи новых УП. Произвести запись УП, которые потребуются для дальнейшего производственного процесса, можно в другой сменный картридж.
В том случае, когда обработка деталей производится по УП, имеющим размер не более 50 - 60 КБ, постоянного подключения картриджа не требуется. Можно нужную УП скопировать из картриджа в память блока электроники и производить обработку детали при считывании УП уже из внутренней памяти, а картридж в это время использовать для записи УП на другие станки. Таким образом, когда УП имеют небольшой размер, можно в целях экономии обходиться меньшим количеством картриджей.
С другой стороны, малые габариты и вес ЭСЗУ-К позволяют использовать его и как переносное устройство. Блок электроники для записи или чтения информации на ПЭВМ подключается к последовательному СОМ-порту компьютера стандартным кабелем. В этом случае небольшие УП можно записывать сразу во внутреннюю память блока электроники и обходиться вообще без картриджей.
В отдельных специальных случаях для передачи УП можно, наоборот, обходиться без блока электроники, а пользоваться только картриджем, подключая его непосредственно к интерфейсу УЧПУ.
Функции перекодировки данных
ЭСЗУ-К в процессе ввода и вывода автоматически производит необходимые прямые и обратные перекодировки данных из одной кодовой таблицы в другую, включая формирование и удаление проверочного (контрольного) бита, используемого для поперечного контроля правильности ввода символа. Благодаря этому и обеспечивается визуализация информации на дисплее в удобном читаемом виде и удобство ее редактирования, независимо от кодовой таблицы, в которой она используется станком.
Программное обеспечение для ПЭВМ, входящее, как в комплект ЭСЗУ-К, так и других наших продуктов, включает функции аналогичных перекодировок и позволяет иметь такие же удобства при работе на ПЭВМ. Например, с помощью (Э)ПЛС весь архив УП на 5-тидорожечной перфоленте в кодах БЦК-5 можно ввести в память ПЭВМ, перекодировав его в коды IBM PC, и всю последующую работу по корректировке или разработке новых УП, включая их распечатку на бумагу, делать в виде нормальных текстовых файлов. Эти же файлы записывать в картридж ЭСЗУ-К и передавать в цех.
Не исключает ЭСЗУ-К и запись в картридж данных в любом другом коде и их передачу без перекодировки, но на дисплее ЭСЗУ-К в этом случае будет отображаться то же самое, что и на мониторе ПЭВМ.
ЭСЗУ-К позволяет также на один и тот же станок вводить УП, представленные в одной кодировке, а функциональное и тестовое программное обеспечение УЧПУ, представленные в другой кодировке.
Состав возможных кодовых таблиц не ограничивается кодами: ASCII, ISO-7, КОИ-7 Н0, КОИ-7 Н1, 7-БИТ, БЦК-5, ЛКИ-1, СЦП, УКПМ, УТК или КОИ-8. Даже при их использовании бывают маленькие исключения, создающие большие проблемы. Поэтому ЭСЗУ-К позволяет задать таблицу перекодировки всех 256 8-битных символов.
Функции автоматического редактирования
ЭСЗУ-К в процессе передачи УП на станок, кроме перекодировки данных, автоматически производит отдельные операции редактирования информации. В данном случае речь идет только об удалении из передаваемой информации отдельных кодов и вставки нулевых байтов, которые на перфоленте представляют собой пустую строку. В отдельных случаях использование этих функций очень удобно. Здесь приведем только краткие пояснения, далее по тексту данного руководства по мере необходимости будем возвращаться к этому вопросу.
При решении отдельных задач обработки деталей бывает полезно повысить скорость ввода УП до максимального уровня. Однако при этом может сказаться недостаточное быстродействие процессора систем ЧПУ, использующих отдельные виды протокола ввода, для синтаксического контроля введенного кадра, приводящее к пропуску первых символов следующего кадра. Решением проблемы является присутствие 2-3 нулевых байтов между кадрами. Если наличие на перфоленте с УП для УЧПУ типа Н33 2-3 пустых строк между кадрами является привычным делом, то для других типов УЧПУ постпроцессоры систем подготовки УП могут и не предусматривать этих нулей.
Отдельные УЧПУ прекращают ввод УП не по определенной информации, содержащейся в УП, а используют признаком окончания вводимой информации определенное количество нулей, поступающих после УП. Такой же вариант имеет место и при реверсном вводе УП. Таким образом, бывает необходимым наличие нулей перед и после УП.
Если постпроцессоры используемых систем подготовки данных не обеспечивают получение необходимых нулей, их можно записать в файл на ПЭВМ с помощью программного обеспечения, входящего в комплект ЭСЗУ-К. Однако, при этом объем памяти, занимаемый небольшой УП на винчестере, дискете и картридже, может возрасти на 15-20%. Чтобы не заполнять носители нулями ЭСЗУ-К обеспечивает их выдачу в нужных местах в процессе передачи информации.
При настройке можно задать:
- количество нулей перед УП,
- количество нулей после УП,
- количество нулей между кадрами,
которые будут вставляться в процессе ввода УП на станок.
Каждая строка текста, созданного или отредактированного на ПЭВМ с помощью любого текстового редактора, содержит в конце два символа ВК (CR) и ПС (LF). Присутствие этих управляющих символов обеспечивают нормальное отображение текста на мониторе и распечатку текста на принтере. Для большинства УЧПУ типа CNC символ ПС также является признаком конца кадра УП, а присутствие символа ВК не является синтаксической ошибкой. Однако достаточно часто подача на УЧПУ символа ВК приводит к аварийной остановке. Удаление из текста УП символа ВК делает практически невозможным редактирование УП на ПЭВМ. Для отдельных УЧПУ (например, машина плазменной резки «ЕНИСЕЙ») кодом конца кадра является символ ВК, а присутствие символа ПС является ошибкой. Удаление из текста УП символа ПС делает практически невозможным редактирование УП не только на ПЭВМ, но и на ЭСЗУ-К. Тоже самое происходит и с УП для фотокоординатографа МИНСК-2005, использующими в качестве кода конца кадра код 16. Еще сложнее возникает ситуация для УЧПУ моделей ЛКИ-1, КОНТУР-2П и др., у которых нет одного кода конца кадра, а последний символ кадра, в отдельных случаях, содержит кроме признака конца кадра еще и контрольное число, используемое для продольного контроля правильности ввода кадра УП.
С помощью программного обеспечения для ПЭВМ можно произвести автоматическое удаление ненужных символов и их вставку, но, чтобы каждый раз не делать эти преобразования и обеспечить нормальную визуализацию текста УП и его постоянную готовность для редактирования на ЭСЗУ-К, удобнее обеспечить постоянное присутствие ВК и ПС в конце кадра и их исключение из списка символов, передаваемых на УЧПУ.
ЭСЗУ-К позволяет внести в список непередаваемых символов:
- ВК,
- ПС,
- пробел,
- символы, имеющие коды более 127.
Пробел позволяет хранить в более наглядном виде тексты УП и для отечественных УЧПУ подобно тому, что позволяют делать большинство импортных УЧПУ. А русские буквы, имеющие коды более 127, позволяют писать комментарии в тексте УП для тех УЧПУ, которые не имеют таких возможностей.
Отметим, что использование цифр, которые имеют коды менее 127, при вставке такого комментария в кадр УП недопустимо. Точно также нельзя использовать такие комментарии в "быстрых" кадрах, выполняемых станком менее, чем за 0,1 секунды. Отметим, что нежелательно присутствие в "быстрых" кадрах и стандартных комментариев, предусматриваемых функциями УЧПУ.
Функции комментариев
Применение исключаемых комментариев, описанных в предыдущем параграфе, носит скорее учебное, чем производственное значение. Поэтому рекомендовать для широкого использования можно только комментарии, выполненные в виде отдельного кадра, следующего за кадром с командой технологического останова, например, для указаний по ручной смене инструмента. В этом случае, после остановки станка, на дисплее ЭСЗУ-К можно прочитать комментарий, а перед пуском станка пролистнуть этот кадр. Такие комментарии не требуют исключения кодов более 127 из списка передаваемых и позволяют использовать любые символы, включая цифры. Применять неисключаемые комментарии можно в любых УП.
Функции настройки
ЭСЗУ-К обеспечивает выполнение функций самых разных устройств. Для обеспечения эмуляции конкретного устройства, а также для задания конкретного порядка выполнения дополнительных функций, необходимо произвести настройку ЭСЗУ-К или, выражаясь языком УЧПУ, задать значения станочных констант. Настройка ЭСЗУ-К производится с его клавиатуры. Подключать для этого блок электроники к ПЭВМ не требуется. Настройка заключается в однократном задании значений всем параметрам конфигурации, поэтому не требуется для выполнения той или иной операции каждый раз производить соответствующую настройку.
В отличие от УЧПУ ввести значения параметров конфигурации ЭСЗУ-К с какого-либо носителя или с ПЭВМ нельзя. Для облегчения перехода с одного варианта настройки на другой, потребность в котором может возникать при переключении ЭСЗУ-К с одного станка на другой, ЭСЗУ-К обеспечивает возможность произвести сразу целый ряд его настроек на эмуляцию заданного набора устройств ввода и вывода, присвоив каждой настройке свое имя. Всего может быть до 10-ти вариантов настроек. Параметры конфигурации для всех вариантов настроек хранятся в соответствующей памяти, доступа к которой с внешних интерфейсов нет. Этим достигается защита параметров конфигурации от стирания или искажения в случае возникновения различных аварийных ситуаций при обмене данными.
Два уровня паролей исключают ошибочное изменение параметров настройки. Первый пароль обеспечивает доступ к переключению с одной настройки на другую. Второй - доступ к проведению новой настройки.
Каждый вариант настройки состоит из параметров конфигурации отдельно для передачи (эмуляции фотосчитывателя или другого устройства ввода) и приема (эмуляции перфоратора или другого устройства вывода). Если на станке используется комбинированное устройство ввода-вывода (например, перфоленточная станция FACIT NC 4000 или магнитофон HEIDENHAIN ME 102), то некоторые параметры необходимо задать дважды: отдельно для передачи и приема.
В состав параметров передачи входят параметры алгоритмов автоматического редактирования и перекодировки данных, производимых при передаче данных на станок; параметры системы поперечного контроля, используемой УЧПУ при вводе данных, и способа ввода, а также параметры, определяющие какой интерфейс используется в качестве выходного и его протокол, логику сигналов и скоростные характеристики.
В состав параметров приема входят параметры алгоритма перекодировки данных, производимой при приеме данных от станка, системы поперечного контроля, используемой УЧПУ при выводе данных, а также параметры, определяющие, какой интерфейс используется в качестве входного и его протокол, логику сигналов и скоростные характеристики.
Возможности настройки ЭСЗУ-К позволяют обеспечить, с одной стороны, работу со станком, не изменяя ранее установленных значений станочных констант, а с другой стороны, наоборот установить значения станочных констант, обеспечивающих максимальные режимы работы без учета ограничений, накладываемых штатными устройствами ввода-вывода.
Из рассмотрения перечня настраиваемых параметров не трудно увидеть, какие широкие возможности предоставляет ЭСЗУ-К по имитации устройств ввода-вывода, но произвести настройку уровней интерфейсных сигналов ЭСЗУ-К не позволяет. Поэтому для УЧПУ, интерфейсы которых используют уровни сигналов, не соответствующие уровням ТТЛ, ЭСЗУ-К комплектуется специальной интерфейсной вставкой, обеспечивающей преобразование уровней сигналов. Такой подход удешевляет ЭСЗУ-К.
Специальные функции
В последующих параграфах этой главы рассматриваются специальные функции. В них не содержатся описания каких-то новых функций, а только поясняются особенности использования описанных выше возможностей для решения специфических задач.
Специальные функции для работы с большими УП
ЭСЗУ-К имеет все необходимое для работы с большими УП, например, с УП для чистовой объемной фрезеровки или художественной гравировки, содержащими сотни тысяч кадров и имеющими объем, который исчисляется мегабайтами. ЭСЗУ-К производит визуализацию вводимого кадра. Если кадр имеет длину более 16 символов, то его отображение на дисплее производится по принципу бегущей строки. Кроме этого курсором отмечается передаваемый байт. Если произошла остановка ввода, неважно по какой причине: от кнопки пульта управления, из-за синтаксической или семантической ошибки в УП, а также в результате сбоя, то последним переданным символом будет символ, который стоит в позиции, предшествующей курсору. При этом можно повторить ввод кадра сначала или вернуться на несколько кадров назад. В этом случае возможен также переход в режим оперативного редактирования, при котором можно не только изменить значение параметра, но и полностью переписать кадр, не беспокоясь при этом об увеличении его длины, удалить или вставить кадры. Для облегчения вставки кадра можно воспользоваться операцией копирования похожего кадра. После завершения редактирования УП, процесс обработки можно возобновить с нужного места.
ЭСЗУ-К также обеспечивает возможность начать ввод УП с любого кадра. Для выбора нужного кадра можно воспользоваться ручным пролистыванием кадров или автоматическим поиском кадра с нужным номером. При кажущейся простоте это весьма эффективная функция. Например, для поиска кадра с номером 161357 на УЧПУ, которое имеет эту функцию и использует трехзначную нумерацию кадров, необходимо 161 раз произвести поиск кадра с номером 999, каждый из которых займет около 100 секунд, а затем поиск кадра номер 357. На УЧПУ, которое использует четырехзначную нумерацию кадров, необходимо 16 раз произвести поиск кадра с номером 9999, каждый из которых займет около 6-ти минут, а затем поиск кадра с номером 1357. В любом случае, на поиск этого кадра с использованием средств не самых современных УЧПУ, будет затрачено более часа. ЭСЗУ-К выполнит эту операцию за считанные секунды.
При использовании ЭСЗУ-К единственным вопросом при возобновлении процесса обработки после редактирования УП и при начале обработки с заданного кадра является установка инструмента в нужное исходное положение перед пуском станка. Решение этого вопроса зависит от возможностей УЧПУ, умения и согласованности действий технолога-программиста и оператора станка.
Все, что сказано выше о больших УП, в первую очередь относится к УЧПУ типа NC, установка на которых ЭСЗУ-К принципиально повышает их функциональные характеристики, которые нередко начинают превосходить возможности УЧПУ типа CNC.
Использование возможностей ЭСЗУ-К по работе с большими УП на станках с системами управления типа CNC возможно только на тех моделях УЧПУ, которые имеют режим покадровой отработки УП. Следует отметить, что ввести режим "подкачки" можно практически на любом УЧПУ в результате относительно недорогой модернизации. В процессе такой модернизации импортных УЧПУ, имеющих режим только 2,5-D обработки, можно также ввести режим 3-D обработки.
Применение ЭСЗУ-К для станков с системами управления типа CNC, имеющими режим покадровой отработки, обеспечивает возможность использования больших УП, размер которых превышает объем буферной памяти.
Привлекательность работы с большими УП объясняется отсутствием необходимости деления УП на части, которые могут быть полностью введены в память УЧПУ. Деление большой программы, разработанной с помощью современных систем подготовки УП, на десятки частей в том случае, когда текст каждой части необходимо снабдить соответствующими заголовками и окончаниями, достаточно трудоемкая задача. В свою очередь, изготовление детали по УП, разбитой на части, несколько усложняет работу оператора станка.
Нередко УП приходится разбивать на части и в том случае, когда УЧПУ имеет режим покадровой отработки УП. Чтобы произвести редактирование УП в процессе ее экспериментальной отладки, необходимо воспользоваться средствами редактирования УЧПУ. А воспользоваться ими можно только после записи части УП в память УЧПУ. Поэтому сначала УП для отладки разбивается на части, а после отладки частей опять сшивается в одну УП, по которой в режиме "подкачки" изготавливаются детали.
ЭСЗУ-К полностью исключает необходимость деления УП на части, так как обеспечивает возможность редактирования УП при ее отладке, не прибегая к средствам УЧПУ. Сегодня ЭСЗУ-К является единственным средством, обеспечивающим «подкачку» больших программ и в процессе изготовления деталей, и в процессе отладки УП на станке.
Другой проблемой при использовании больших УП являются так называемые "короткие" ("быстрые") кадры. Большая УП - это программа для обработки сложной поверхности с высокой чистотой. Другими словами, это маленький шаг и маленькое перемещение в кадре для точной аппроксимации. А небольшое перемещение с максимально возможной скоростью приводит к тому, что время отработки кадра станком становится соизмеримым со временем ввода кадра УП или даже меньшим. Для станков с разными УЧПУ это приводит к различным трудностям: остановкам, сбоям или "дерганьям", т.е. к нестабильности работы станка. Поэтому разработка большой УП - это всегда компромисс между скоростью работы, чистотой поверхности и стабильностью работы станка.
ЭСЗУ-К обладает определенными свойствами, которые позволяют сместить оптимальную точку в сторону повышения качества обработки детали. Естественно, ЭСЗУ-К, как устройство ввода, не может изменить характеристики УЧПУ, однако позволяет максимально использовать все возможности УЧПУ.
Так, например, обладая запасами скорости передачи данных, ЭСЗУ-К позволяет более, чем в 10 раз повысить скорость ввода УП на УЧПУ как типа Н33, так и типа 2С42. Т.е. УЧПУ, как правило, могут вводить данные по параллельному интерфейсу на скоростях на порядок больших, чем скорости поступления данных от ФСУ, только для этого необходимо между кадрами вставить 2-4 нулевых байта (пустые строки на перфоленте).
Если наличие на перфоленте с УП для УЧПУ типа Н33 2-3 пустых строк между кадрами является привычным делом, то для УЧПУ типа 2С42-65 при отсутствии нулевых байтов скорость ввода можно повысить по сравнению со скоростью ФСУ только в 5-10 раз, а для очередного повышения в 5-10 раз присутствие нулевых байтов между кадрами обязательно. Увеличение длины кадра, состоящего из 20 символов, на 2-3 нулевых байта, обеспечивающее увеличение скорости в 5-10 раз, заметно не отразится на времени ввода "быстрого" кадра при "подкачке" УП в процессе изготовления детали.
Обладая расширенными, по сравнению со стандартными, возможностями по настройке передачи данных по линии RS-232, ЭСЗУ-К нередко позволяет повысить скорость ввода УП и по последовательному интерфейсу. Например, УЧПУ типа CNC-432 фирмы PHILIPS не обеспечивает стабильного ввода на скорости 9600 бод, поэтому при работе в режиме "подкачки" приходится переходить на скорость 4800 бод. ЭСЗУ-К в этом случае позволяет осуществлять стабильный ввод на скорости 9600 бод, но с четырьмя стоп-битами, а это, несмотря на увеличение паузы между байтами, обеспечивает уменьшение времени ввода кадра УП почти в 2 раза.
Еще одной проблемой при использовании больших УП является сохранение непрерывности процесса обработки детали. Использование интерфейса RS-232 для "подкачки" при изготовлении деталей по большим УП часто приводит к прерыванию процесса обработки на время заполнения буфера интерфейса. Если в это время фреза находится на поверхности обрабатываемой детали, возможны задиры и, следовательно, брак. Например, УЧПУ типа FANUC оснащено и последовательным, и параллельным интерфейсом, но параллельный интерфейс для работы в режиме "подкачки" имеет лучшие характеристики.
Обладая полным набором интерфейсов, ЭСЗУ-К позволяет использовать наилучший из них для решения конкретной задачи.
Учитывая, что использование больших УП предопределяет большую длительность процесса изготовления деталей и их высокую стоимость, для повышения надежности элементов коммутации внешние интерфейсы оснащены дорогостоящими разъемами фирмы AMP с позолоченными контактами.
Специальные функции для эмуляции корректоров УЧПУ типа NC
Очевидно, что основная задача, решаемая с использованием ЭСЗУ-К, - это продление срока эксплуатации и повышение эффективности не самых новых УЧПУ. ЭСЗУ-К позволяет исключить из их состава наиболее ненадежные элементы и заменить их на современные средства. Сегодня для старых, но до настоящего времени широко и с успехом используемых систем ЧПУ типа NC кроме проблем, связанных с перфолентой и фотосчитывающими устройствами, существует еще проблема надежности блоков корректоров, возникающая из-за отсутствия ЗИПа для ремонта снятых с производства декадных переключателей.
Для того, чтобы не усугублять проблему "коротких" кадров, задача эмуляции корректоров с помощью ЭСЗУ-К в настоящее время решается аппаратными средствами. В УЧПУ в тот слот, к которому подключается разъем жгута блока корректоров, устанавливается специальная плата, выполненная в конструктиве соответствующего УЧПУ. Эта плата состоит из буфера, предназначенного для хранения значений корректоров и их выдачи на шину УЧПУ, и последовательного интерфейса, предназначенного для приема значений корректоров от ЭСЗУ-К.
Таким образом, с клавиатуры во внутреннюю память ЭСЗУ-К, записывается файл, содержащий, например, для УЧПУ Н33 18 строк или, другими словами, УП из 18 кадров. Этому файлу можно дать имя "korrektr.n33". Номер кадра соответствует номеру корректора, а содержание кадра - есть значение этого корректора. В этом случае ЭСЗУ-К подключается к УЧПУ двумя интерфейсными кабелями. По последовательному интерфейсу перед началом работы на плату корректоров вводятся значения корректоров. По параллельному интерфейсу в процессе работы вводится УП. Для изменения значения какого-либо корректора необходимо откорректировать соответствующий кадр УП "korrektr.n33" и вновь ввести эту УП в буфер платы корректоров.
Специальные функции для построения кабельных систем связи с ПЭВМ
ЭСЗУ-К может выполнять две различные функции в кабельной системе связи ПЭВМ - ЭСЗУ-К - СТАНОК с ЧПУ: функцию пассивного промежуточного устройства линии связи, когда запуск процесса обмена производится со стороны компьютера, или функции активного узла сети, обеспечивающего запуск процессов обмена со стороны станка.
В первом случае ЭСЗУ-К выполняет функцию адаптера, обеспечивающего согласование интерфейсов ПЭВМ и УЧПУ, т.е. выполняет операцию транзита данных. Единственным отличием от простого транзита в этом случае является выполнение в процессе передачи УП на станок операции перекодировки и редактирования данных из формата текстового файла УП в формат данных, необходимый для конкретного УЧПУ. Поэтому ЭСЗУ-К при работе в этом режиме следует скорее сравнивать не с адаптером, а с программируемым контроллером.
Основным назначением этого режима является обеспечение изготовления детали в режиме подкачки по УП, размер которой превышает объем картриджа. Например, на станке с УЧПУ Н33 или 2С42 обычно изготавливаются детали при считывании УП из картриджа. Но иногда возникает необходимость изготовления детали по УП объемом более 16 МБ. В этом случае можно на время изготовления этой детали подключить к ЭСЗУ-К по интерфейсу RS-232 ноутбук и произвести обработку детали при использовании нашего программного продукта ГПУ-RS, осуществляя подкачку непосредственно с винчестера компьютера. Картридж при этом не нужен.
Во втором случае ЭСЗУ-К выполняет функцию хоста по отношению к удаленному компьютеру или локальной сети. ЭСЗУ-К позволяет просмотреть на сервере разрешенный для него каталог файлов, записать в картридж или внутреннюю память нужную УП или передать на сервер программу, отлаженную на станке.
При сетевом использовании ЭСЗУ-К возможен также и транзитный режим передачи УП на УЧПУ или на компьютер без ее записи в картридж. Только при этом запуск процесса обмена производится с клавиатуры УЧПУ.
Принципиально одно, что в этом случае подходить к компьютеру оператору станка не нужно. С той частью архива УП, к которой он допущен, станочник может работать, не отходя от станка.
Организационно-экономические функции
Использование ЭСЗУ-К для внедрения технологии передачи УП на картриджах электронной памяти не требует абсолютно никакой перестройки системы организации производства, при этом не нужны никакие дополнительные кадры, практически не требуется никакая переподготовка имеющихся специалистов. Единственным вопросом для специалистов, обслуживающих УЧПУ, является техническое обслуживание новых приборов. Но учитывая, что гарантийный срок может быть доведен до 10 лет, то этот вопрос может быть решен с привлечением поставщика. Отметим, что уровень системы организации производства остается неизменным.
Использование ЭСЗУ-К при внедрении сетевой технологии передачи УП обеспечивает практически те же возможности, которые сегодня предоставляют самые современные УЧПУ. Сетевые технологии позволяют существенно повысить уровень системы организации производства. Однако рекомендовать их внедрение можно только на тех предприятиях, которые достигли соответствующего уровня в освоении новых информационных технологий и располагают соответствующей техникой и, самое главное, кадрами, способными оперативно находить решения в различных аварийных ситуациях. В этом случае также требуется соответствующая подготовка и операторов станков с ЧПУ.
ЭСЗУ-К обеспечивает решение сегодняшних проблем дефицита перфоленты и других, снятых с производства носителей информации, а также запасных частей и деталей для снятых с производства устройств ввода-вывода и корректоров.
При художественной гравировке и чистовой объемной фрезеровке, для которых характерен большой расход перфоленты, применение ЭСЗУ-К обеспечивает экономию средств в условиях сегодняшних высоких цен на бумагу. В картридж можно записать УП, которая заняла бы более 100 больших бобин перфоленты, а стоимость всего комплекса ЭСЗУ-К приблизительно равна стоимости 300 - 400 бобин перфоленты. Таким образом, уже 5-ая УП, объемом более 10 МБ, приносит чистую прибыль.
При оценке экономической эффективности применения ЭСЗУ-К следует учесть и малое потребление им электроэнергии - 0,002 ква, т.е. в 200 раз меньше, чем фотосчитыватель с перфоратором. Фотосчитыватели различных типов потребляют от 0,14 до 0,23 ква, а перфоратор ПЛ-150М - 0,2 ква. Если учесть, что время включения перфоратора значительно меньше рабочей смены, а фотосчитыватель включен постоянно, то применение ЭСЗУ-К обеспечивает экономию электроэнергии в среднем около 1,5 квт*час за каждую рабочую смену каждого станка или около 700 квт*час в месяц на участке из 10 станков при двусменной работе. Таким образом, каждый 10-ый ЭСЗУ-К окупается за время эксплуатации (гарантированный срок службы 10 лет) только за счет экономии электроэнергии.
ЭСЗУ-К за счет значительного сокращения времени ввода УП обеспечивает повышение производительности станков с системами управления типа NC или типа CNC в режиме покадровой обработки на 5 - 15 %.
Один компьютер и несколько десятков коробок дискет или несколько лазерных дисков обеспечивают ведение архива УП, который при его хранении на перфолентах занимает площадь несколько десятков квадратных метров.
Когда не так важны расширение возможностей станка или повышение его надежности и производительности, а также повышение удобства работы, ЭСЗУ-К может оказаться полезным просто для восстановления работоспособности станка в том случае, когда из-за отсутствия необходимых запасных частей невозможно произвести ремонт устройств ввода-вывода или корректоров УЧПУ типа NC.
