shkolakz.ru 1 2 ... 5 6

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі



С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті


бағдарламалық басқару жүйелері


050712 – Машина жасау мамандығының студенттеріне арналған зертханалық жинақ


Павлодар

ӘОЖ 621.681.513.2(076.5)

КБК 34.63-5я7

Б13


С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университетінің машинажасау, металлургия және көлік факультетінің машинажасау және стандарттау кафедрасының отырысында басуға ұсынылды


Пікірсарапшы

Шумейко И. А. – техникалық ғылымдар кандидаты, С.Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университетінің профессоры


Аудармашылар: Баймагамбетов Т. Ш., Кертаева М. М.


Б13 Бағдарламалық басқару жүйелері: 050712 – Машина жасау мамандығының студенттеріне арналған зертханалық жинақ / ауд. : Баймагамбетов Т. Ш., Кертаева М. М. – Павлодар : Кереку, 2010. – 59 б.


«Бағдарламаны басқару жүйелер» пәніне арналған зертханалық жұмыстарға әдістемелік нұсқаулар 050712 «Машинажасау» мамандығы бойынша жүргізуге арналған. Мұнда материалдық қорына сәйкес сандық бағдарламамен басқарылатын станоктар негізінде қолданылады, сондықтан осы станоктарға қатысты тетіктерді өңдейтін бағдарламаларды жазу нұсқаулары бар. Оларды кодтау, бағдарламалардың әр білдектерге қатысты ерекшеліктері көрсетілген.

Әдістемелік нұсқаулар ЖОО машинажасау мамандықтарының студенттеріне ұсынылады.


ӘОЖ 621.681.513.2(076.5)

КБК 34.63-5я7


© Баймагамбетов Т. Ш., Кертаева М. М., 2010

© С. Торайғыров атындағы ПМУ, 2010


Материалдың дұрыс болуына, грамматикалық және орфографиялық қателерге авторлар мен құрастырушылар жауапты

Кіріспе

Бағдарламалық басқару жүйелері пәнін игеру үшін тәжірибе алу қажет, сондықтан тәлімгер бірнеше зертханалық жұмыс атқарып тәжірибе алады. Осы жұмыстарды игеріп өтуге әрбір тәлімгер көп көңіл бөлу керек. Жұмыстарды атқарар алдында студент тиісті түрде техникалық қауіпсіздік нұсқаудан өтеді. Сабаққа студент осы жинақ бойынша және басқа оқулықтар арқылы міндетті түрде дайындалып келуі керек.


Студент жұмысты тапсырылған нұсқамен өткізіп, атқарылып орындалған жұмыстан мұғалім алдында қорғап есеп беру керек.


1 зертханалық жұмыс. Геометриялық мәліметтерді кодтауға дайындау


1.1 Жұмыстың мақсаты – білдектерді басқаратын сандық бағдарламаны жасау кезіндегі геометриялық мәліметтерді дайындаудан тәжірибе алу.


1.2 Жалпы түсініктер

Сан мен басқарылатын бағдарламада геометриялық есеп тарихи түрде бірінші болып басты мәселеге айналды. Осы күнге дейін осы тақырып өсіп дамуда. Мұнда сызбадағы тетік туралы мәліметтерді, білдектің жұмыс мәрімдерінің пішін құрастыру қозғалыстарына айналдыру мәселесі шешіледі.

Осындай геометриялық есептерді шығарып шешкенде 4 фаза ажыратылады:

1) тетіктің геометриялық бейнесін формальдау;

2) кодтау (басқару бағдарламаны жасау);

3) интерполяция;

4) беріліс жетектерін басқару.

Басқару бағдарламаларды жасауға ыңғайлы математиканың әдістері қолданылып, тетіктің геометриялық пішінін бейнелеуді формальдау деп түсінеміз.

Тетіктің геометриялық бейнесін формальдауда; жонғыш білдекте өткізілетін жұмыстар және осы білдектің жұмыс атқаратын мәрімі – құралкүймешіктің қозғалыстары бейнеленеді.

1.1 суретте біліктің қарамын жону кезіндегі кесу құралдың ұшының қозғалысының пішіні (траекториясы) көрсетілген. Осы траекторияда 0, 1, 2, 3 ... нүктелерде кесу құрал қозғалыс бағытын өзгертеді. Әрбір нүктенің, тағайындалған координаттық жүйеде, өзінің катаң дәл орны бар. Мысалы, 1 нүктенің координаттары: Z=2 және X=19 (диаметрге есептегенде); 2 нүкте: Z=2, X=27; 3 нүкте: Z=24 және басқа. Сондықтан тұжырым, салынған кесу құралдың ұшының қозғалыс траекториясы және есептелген 0, 1, 2, 3 ... нүктелердің координаттары жеткілікті дәрежеде дәл тетіктің пішініне, яғни тетіктің пішінін формальдайды. Тетіктің геометриялық пішінін формальдау үрдісін бір жүйеге келтіріп және оған қатысты ережелерді анықтау үшін математиканың граф теориясының негізгі түсініктерін қолданамыз. Граф теориясы дискретті математиканың бір бөлімі, оның ерекшелігі объектілермен үрдістерді сипаттауда геометриялық үйлесіп тұр.


Граф теориясының негізгі түсінігі ол граф. Жалпы түрде граф абстракты математикалық түсінік. Оны ұштар Vi көптігімен және қыр Wi көптігі құрастырады. Мұнда әрбір қыр екі ұшты қосады. Сондай есептің физикалық мазмұнына байланысты графтың әр ұшымен қырына түрлі физикалық мән беріледі. Сондықтан, осы теориямен және оның түсініктері, білдектің пішінін беретін жұмыс мәрімдерінің қозғалыстарын автоматты түрде басқаратын сандық бағдарламамен басқаратын құралда, геометриялық формальдауға қолданылады.

Тетіктің ерекше элементарлы бетін өңдегенде не бір беттен екінші бетке өңдеуге ауысқанда білдектің жұмыс мәрімдері өздерінің қозғалыстарын тиісті кинематикалық кесу заңымен жүргізеді, сондықтан әрбір уақыт моментінде кесу құрал мен дайындама бір-біріне қатысты тиісті орындарда орналасады. Білдектің жұмыс мәрімдерінің, алдына ала берілген заңдармен басқарылатын, қозғалыстары өңделетін беттердің тиісті пішінін қамтамасыз етеді.

Өңдеу графтің түсінігін қолданайық. Осы граф 0, 1, 2, 3... ұш көпшілігімен қырлар көпшілігінен құрылады. Графтың ұшы ретінде траекторияның бір нүктесі аталады, сол нүктеде білдектің жұмыс мәрімі өз қозғалысының бағытын не жылдамдығын өзгертеді. Графтың қыры ол жалпы түрде бір қисық сызық, осы сызық дайындаманы өңдегенде кесу құралдың ұшының қозғалу жолындағы геометриялық нүктелерден пайда болады.




1.1 сурет – Кесу құрал ұшының қозғалу траекториясы

Өңдеу графты қорытқы түсінік деп түсінуге болады, ол білдектің құрылымына байланысты бірде бір жұмыс мәрімінің қозғалысын сипаттаса, басқада бірнеше жұмыс мәрімдерінің қозғалысын сипаттайды. Онда біріншіде граф жазық деп аталады, екіншіде кеңістік деп аталады. Мысалы жазық графтар жоңғыш бір құралкүймешекті білдектің қозғалысын сипаттаса, кеңістік граф көп мақсатты білдектің бірнеше мәрімдерінің қозғалысын сипаттайды.


Тетікті өңдегенде білдектің жұмыс мәрімінің қозғалысы міндетті түрде бағытталған, сондықтан графтың қырлары да бағытталған болып есептеледі және жалпы граф та бағытталған. Граф теориясында бағытталған қырлар доға деп аталады. Еске алу керек, өңдеу графындағы доғалар жұмыс қозғалыстары мен, яғни тетік беттерінің сыртпішінін құру мен қатар көмек қозғалыстарды да формальдайды (құралды келтіру, құралды қайтару, құралды алмастыру, тетікпен үстелдің бұрылуы және басқа).

Графтың әр жерінде орналасқан екі ұшты қосатын доғалардың реттілігі бірізділік – графтың бірізділігі (маршруты) деп аталады. Графтың бастапқы және соңғы ұштары бір болса, онда графтың толық маршруты (бірізділігі) тұйық болады. Графтың доғалары әр түрлі болса онда бірізділік (маршрут) тізбек (цепь) деп аталады, онымен қоса ұштарда әр жердегілер болса онда граф жабайы тізбек деп аталады. Өңдеу графтың ұштарының айырмашылығы жазықта не кеңістікте координаттарымен анықталса, доғалардың айырмашылығы координаттық жүйедегі орындарымен анықталады, сондықтан өңдеу граф көбінде жабайы тізбек болады. Сонымен қоса, білдектің жұмыс мәрімдері тетікті өңдеп болғаннан кейін бастапқы орнына қайтады, олай болмаса басқару бағдарламаның қайталануы мүмкін емес, сондықтан тізбек жабайы болады. Бірізділіктің (маршруттың) ұзындығы (тізбектің, жабайы тізбектің) өту ретіндегі кырлар санына тең. Жабайы тізбектің төте ұзындығы қашықтық деп аталады. Граф теориясындағы қашықтық деген түсінік күрделі мәселеге әкеледі. Тетікті өңдеу кезіндегі білдектің жұмыс мәрімдерінің қозғалыс жолдарын оңтайлы ету мәселесі. Санды бағдарламамен басқарылатын білдектердің қолдану тиімділігі тетіктердің өңдеу қиындығына байланысты және бір рет орнатқанда неғұрлым сол тетік өңделуі қажет. Осы мәселені шешу үшін кезінде көп мақсатты білдектер жасалып шығарылды. Осындай білдектерде бір тетікті өңдеу уақыты бірнеше сағатпен есептеледі. Мұнда операциялардың шоғырлану ұстанымы қолданылады. Сондықтан өңдеу жолды оңтайлы ету, қашықтықты анықтау күрделі техника және экономикалы есеп болады. Осы есеппен тығыз байланысты бағдарламаның ұзындығын азайту, бағдарламаның өлшемін минимизациялау, әрине олар графтың ұштарының және қырларының санымен байланысты. Әрине басқару бағдарламаның өлшемі азайса, онда бағдарламаның жасау еңбек сыйымдылығы және оны сандық бағдарламамен басқарылатын құрылғының жадына енгізу еңбек сыйымдылығы да азаяды.


Өңдеу графтың қырларының қашықтығын есептеу және басқару бағдарламаның өлшемін минимизациялау технологиялық үрдістің оптимизациялануымен тығыз байланысты. Мұнда технологиялық үрдістің бірнеше нұсқалары қарастырылып, онда операциялардың әртүрлі шоғырлану не айырымдалануы, түрлі технологиялық өңдеу әдістері қарастырылып бірнеше нұсқа салыстырылуы қажет.


    1. кесте – Есептелген қозғалыстардың кестесі

Графтың

ұшы

X координатасы

Y координатасы

Z координатасы

Абсолютті өлшем

Қатыстық өлшем

Абсолютті өлшем

Қатыстық өлшем

Абсолютті өлшем

Қатыстық өлшем

0

115










48




1

9.5

-105.5







2

-46

2

13.5

4







-2

-4


3

-

-







-24

-22

4




















Бірақ технологиялық операцияны граф түрде ғана формальдау мен басқару бағдарламаны жасау шектелмейді. Ол үшін графтың әрбір ұшының таңдалған координаттық жүйеде орнын есептеп анықтау керек. Ондай есеп және нәтижесі 1.1 кесте бойынша жүргізіледі, кесте «Есептелген қозғалыстардың кестесі» деп аталады.


1.3 Зертханалық жұмысқа тапсырма

Тапсырмаға екі тетіктер сызбасы және өңдеу операциялардың аты мен олардың мазмұны.

Осы тапсырма бойынша:

1) жонғыш білдекке қатысты өңдеу граф жасау (бірінші тетік);

2) тік-жонғыш білдекке өңдеу графты жасау (екінші тетік);

3) есептелген қозғалыстардың кестелерін салу.


1.4 Техникалық жабдықтау

Осы зертханалық жұмыс басқа зертханалық жұмыстарға дайындық, сондықтан мұнда техникалық жабдықтар қажет емес. Мұнда студенттер компьютерді қолдануларына болады.


1.5 Ж ұмысты атқару реті

1) тетіктің сызбасымен және сандық бағдарламамен басқарылатын жонғыш білдекте өткізілетін операцияның мазмұнымен танысу;

2) тапсырылған операцияға орнатуларды және олардың өту ретін анықтау;

3) әрбір орнатуға оның құрамындағы әрекеттерді анықтау.


1.2 кесте – Қаралтым жонудың берілістері және кесу тереңдігі.

Тетіктің диаметрі, мм


Кескіш ұстағышының өлшемі, мм

Өңделетін материал – құрылымдық көміртегілі болат және қоспаланған болат

Кесу тереңдегіне (t, мм) байланысты беріліс шамалары, мм/айн

3 мм дейін

3 мм-ден 5 мм дейін

5 ммден 8 мм дейін

20 мм дейін

16×25 мм-ден

25×25 мм дейін


0.3-0.4


-


-

20 мм-ден 40 мм дейін

16×25 мм-ден

25×25 мм дейін


0.4-0.5


0.3-0.4


-

40 мм-ден 60 мм дейін

16×25 мм-ден

25×40 мм дейін


0.5-0.9


0.4-0.8


0.3-0.7

60 мм-ден 100 мм дейін

16×25 мм-ден

25×40 мм дейін


0.6-1.2


0.5-1.1


0.5-0.9


Әрбір әрекетке өңдеу әдісімен (каралтым, таза) өңделетін беттің түріне байланысты кесу құралдың түрі таңдалады. Кесу құралды таңдағанда 1.2 суретпен ұстануға болады, онда еске алатын ережелер:

1) кесу құралды таңдағанда оның прогрессивті түрлерін таңдау, қайралмайтын, механикалық бекітілетін қатты қорытпалы тілімшемен қамтамасыз етілген;


2) бір кесу құрал бірнеше бетті өңдей алатынын еске алса, онда бір тетікті өңдеуге жалпы кесу құрал түрлерімен санын азайтуға ұмтылу қажет және мұнда револьверлі бастиектің көпте орын саны 6-8 ден аспатынын есепке алу керек;

3) әрбір әрекетті өтулерге бөлу, өтулер әдіпті жону ретіне сәйкес болулары керек.

Өтулердің саны жалпы әдіптің мөлшеріне, таза өңдеу әдісінің әдіп мөлшеріне, бір өтудегі кесу тереңдігіне және оларға қатысты 1.2, 1.3 кестелердегі көрсеткіштерді қолданып есептеледі.


1.3 кесте – Қаралтым кеулейжонудың берілістері және кесу тереңдігі

Кескіш қимасының диаметрі

Кескіш шығарығы

Өңделетін материал – құрылымдық болат

Кесу тереңдегіне (t, мм) байланысты беріліс шамалары, мм/айн

2

3

4

10

50

0.08

-

-

12

60

0.1

0.08

-

16

90

0.1 – 0.2

015

0.1

20

100

0.5 – 0.3

0.15 – 0.25

0.12


25

125

0.25 – 0.5

0.15 – 0.4

0.12 – 0.2

30

150

0.4 – 0.7

0.2 – 0.5

0.12 – 0.3


Таза өңдеуге әдіп мөлшері 0,8–1,2 мм, одан кейін ажарлауға әдіп мөлшері 0,3–0,5 мм. Таза жону кездегі беріліс мөлшерлері 0,07–0,35 мм/айн шектеледі.

Бұраманы ою кезінде өту саны бұраманың қадамымен байланысты:

р = 1.5 мм – 2 – 3 өту;

р = 3 мм – 5 өту;

р = 4 мм – 6 өту.

4) Бұраманы кескенде беріліс бұраманың қадамына тең.

Бұрғы тезжонғыш болаттан жасалса, онда бұрғының тесікті бұрғылау берілісі оның диаметрі мен өңделетін материалдың қаттылығына байланысты 0,09-0,4 мм/айн, тесікті үңгілеу кезде үңгінің берілісі 0,5–1,2 мм/айн.

Тетіктерді өңдегенде кесу жылдамдығы кесу құрал тезжонғыш болаттан жасалса 35–45 м/мин, егер қатты қорытпадан жасалса, онда кесу жылдамдығы 100 – 150 м/мин аралығында болулары керек.




1.2 сурет




1.3 сурет




1.4 сурет

5) жұмыс мәрімнің (құралкүймешік) бастапқы нүктесін таңдау. Бастапқы нүкте деп жұмыс мәрімнің басқару бағдарламамен қозғалысы басталатын орын аталады. Ол орынды таңдағанда басты еске алатын себеп – жұмыс мәрім дайындаманы орнатуға, өңделген тетікті босатып түсіруге, тетікті өлшеуге және басқаға кедергі келтірмеуі керек Бастапқы нүкте бірінші кесу құралдың ұшымен байланыстыру керек, яғни графтың ноль ұшының таңдалған координаттық жүйеде орны анықталады. Осыдан кейін басқа кесу құралдардың өлшемдерін салыстырып олардың да координат жүйесінде орындары анықталады (1.4 сурет).


Тетіктің координат жүйесінің орны әдетте оның орнықтандыру беттерімен байланыстырылады (1.4 сурет). Бірақ сандық бағдарламамен басқарылатын құрылғының мүмкіншілігіне байланысты, тетіктің координат жүйесін оның басқа беттеріне ауыстыруға болады, мысалы тетіктің оң шетжақ бетіне;

6) өңдеу граф (траектория) ноль ұштан басталады. Граф әрбір әрекет пен өтулерге төменнен жоғары және 3–4 бөлімдерде еске алып жасалады, Мұнда құрал кескіштің асып кеткіштігін, жетпектігін де еске алу қажет. Графты жасағанда жұмыс жүрістер сызықтармен, бос жүрістер сызықшалармен сызылады (1.5 сурет). Графтың ұштары қатаң номерленеді.

Ерекше өңделетін беттердің (бунақ, ойық) графтарын бөлек масштабын ұлғайтып көрсетуге болады. Кесу құралдың ауыстырылуына сәйкес графтың ұштарының доғаларын ерекше траектория ретінде сызылып, екі бірін-бірі ауыстыратын кесу құралдардың ұштарын байланыстырады. Көп өту әдіспен өңделетін беттердің барлық өтулерді сызып көрсетпеуге болады, орнына өту саны көрсетіледі. Аталған ережелерді қатаң қолданбай әр есептің түрлі шешімдері болуы мүмкін. Басты талап граф түсінікті болуы тиіс;

7) тік-жонғыш білдекте өңдеу операциясының тапсырмасында қиын қарамдарды (қимаүлгі, қалып, ойық) өңдеуге саусақты жонғыш қолданылады. Осындай тетіктерді өңдегенде өңдеу граф тең қашықтық (эквидистанта), яғни саусақты жоңғыштың орталығы (центрі) тетіктің нақты қарамынан тең қашықтықта орналасады. Ол қашықтық саусақты жоңғыштың радиусына тең (1.6 сурет). Графтың ұштары білдектің жұмыс мәрімі қозғалыс бағытын өзгертетін орындарда орналасады. Осындай графта қосымша тетіктің қарамына жақындау, тетікті өңдеу соңында қарамнан алыстау жолдары және айналдырықтың Z координатқа қатысты қозғалыстары көрсетіледі. Айналдырық қозғалыстары кішкентай дөңгелекпен; бағыты «+» не «-» белгіленеді;

8) есептелген қозғалыстар кестені толтыру. Абсолютті өлшем таңдалған координат жүйесінде өңдеу графтың ұштарының координаттарына тең. Қатыстық өлшем екі шектес ұштардың ара қашықтықтарына тең, олар есептеледі









мұндағы Zi, Zi+1, Xi, Xi+1 – абсолютті өлшемдер, яғни екі шектес ұштардың координаттары.

Абсолюттік және қатыстық өлшемдер міндетті түрде «+» не «–» белгілерімен белгіленеді. Қатыстық өлшемнің белгісі координат осьтің бағытына сәйкес анықталып белгіленеді. Абсолюттік өлшемнің белгісі графтың ұштарының орналасу квадрантпен анықталады;

9) қисық сызық карамды беттерге дөңгелек интерполяция қолданылады. Көпте дөңгелек қарамды беттердің доғаларының бастапқы нүктесінің сол доғаның орталығына (центріне) орналасуын есептейді I, J (1.6 сурет)


I = Rф


J = Rф


Осындай бетті өңдеуге, білдектің жұмыс мәрімінің қозғалысын бастапқы (мысалы 13 нүктеден) доғаның соңғы (мысалы 14 нүктеге дейін) нүктесіне дейін есептеледі ,





= Rф





1.5 сурет





1.6 сурет



следующая страница >>