Артоболевский И.И. - Теория механизмов и машин (1073999), страница 119
Текст из файла (страница 119)
ЧуВстВительаврного нлв револввервого стаяла НОЕ РЕЛЕ 8 Сработаи ПОд дейстВИЕМ тока, выделенного полосовым фильтром, включает соответствующий магнитный пускатель и влек. тродвигатель. Таким образом достигается автоматическое воспроизведение команд на включение и выключение исполнительных механизмов, обеспечивающих обработку всех последующих изделий по программе, заданной в процессе обработки первого из них. T, Главной особенностью программного управления является задание программы в форме совокупности дискретных сигналов. В зависимости от действия каждой конкретной системы исполнительные органы, реализуя дискретные программные сигналы, движутся непрерывно либо их движение составляется из совокупности малых шаговых перемещений.
Оба метода находят себе применение в конструкциях машин- автоматов. На рис. 28.11 представлена система программного управления вертикально-фрезерного станка. Обрабатываемую заготовку укреп- з па. и~иннины автоматизации управления 589 ляют на вращающемся столе, который приводится в движение от двигателя 1 через зубчатую передачу. Суппорту стола вместе с вращающимся столом и заготовкой сообщают возвратно-поступательное движение от второго двигателя 3, снабженного специальной системой регулирования числа оборотов ротора. Изменяя по выбранной программе направление и величину скорости поступательного движения суппорта относительно фрезы, ось вращения тгагаа рис. 1«.11.
Автоматическав система программного управлении вертикально-фрезерного станка которой неподвижна, можно вращающуюся заготовку обрабатывать по заданному криволинейному профилю. Программа обработки задается перфорированной лентой б, движение которой осуществляется с помощью однооборотной муфты, при каждомочередном включении поворачивающейся всего на один оборот, благодаря чему программная лента 5 перемещается отдельными «шагами». Один шзг соответствует повороту заготовки на один, выбранный заранее интервал. Программными сигналами задаются так называемые опорные величины, характеризующие относительное расположение фрезы и заготовки через определенные интервалы поворота заготовки, например через О,!25', 0,25', 0,5' или через 1' и т.
д, Чем выше требуемая точность обработки, тем меньше должны быть интервалы задания опорных точек и тем больше должно быть нх число. В системе привода вращения заготовки имеется кулачковый аал 4. На нем имеется несколько кулачков, управляющих включением однооборотной муфты и считыванием программных сигналов. Считанные сигналы поступают в блок управления 6. 8'.
Таким образом, основная особенность системы автоматического цифрового управления состоит в наличии двигателя, обеспечивающего перемещение выходного звена исполнительного механизма. Обычно применяется два двигателя: шаговый двигатель ЗЗО Гл йй. ОСНОВНЫВ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ МАШИН-АВТОМАТОВ или двигатель в регулируемым числом оборошов. В настоящее время разработаны конструкции шаговых электродвигателей, в которых периодически включается цепь питания.
При каждом включении ротор электродвигателя поворачивается точно иа заданный угол. Эти включения, илн импульсы, посылаются через блок управления в соответствии с заданной программой. Через тот же блок подаются команды начала и конца движения, прямого и обратного хода и другие, предусмотренные программой движения. Двигатель с регулируемым числом оборотов обычно имеет девять различных скоростей: от 1/9 до 9/9 номинальной скорости. Требуемое перемещение выходного звена устанавливается выбором соответствующей скорости вращения двигателя. От блока управления в этом случае должен поступить один из десяти сигналов, при этом десятый сигнал соответствует остановке. Как указывалось выше, для считывания применяют различные способы.
Например, контактные, при которых в отверстия программоносителя западают щупы щейся слслемм управленйл ИЛИ ЩЕТКИ, ° ЗВМЫКаЮщнс СООтВЕт- ствующне контакты, и безконтактные с использованием фотоэлектрических элементов, пневматических датчиков и других устройств. У'. На современном этапе развития технологических систем начинают широко применяться самонастраивающиеся, т. е. автоматически устанавливающие оптимальные режимы обработки, машины и самоорганизующиеся, т. е. линии, автоматически устанавливающие оптимальный маршрут обработки. Самонастройка, или самоорганизация, осуществляется в функции параметров объекта обработки и позволяет при обработке конкретных объектов, свойства каждого из которых можно неслучайным или случайным образом варьировать в каком-то диапазоне, вырабатывать такую программу действия, которая обеспечивает, например, качество обработки, ее точность, минимальную себестоимость и т.
д. В этих случаях схема, показанная на рис. 28.8, дополняется блоками, осуществляющими процесс самонастройки (рис. 28.12). К блокам программы 1, управления 4, исполнительных механизмов 5 и контроля 6 прибавляется блок самонастройки 2 и блок памяти 3. Применение систем прямого управления технологической машиной, осуществляемое посредством цифровой ЭВМ, в перспективе обеспечит возможность аннулировать этапы подготовки рабочих чертежей, технологических карт и специальных програм- З и<. цнклоггкммы мкшин-Автомлтов моносителей и позволит получать изделие с помощью технологических систем машин, управляемых ЭВМ, где ЭВМ используются не только для управления технологическими машинами, ио и для получения конструкторско-технологических решений. $124.
Циклограммы машин-автоматов )'. Процесс анализа и синтеза машин-автоматов и автоматнчеких линий представляет собой по существу процесс построения моделей уже существующих систем при анализе или создаваемых (проектируемых) при синтезе. В качестве этих моделей, о способах построения которых уславливаются заранее, используются различные диаграммы, схемы, чертежи, математические модели, т. е.
уравнения или выражения на формальных языках, и т. д. Наиболее часто применяют линейные или круговые цнкловые диаграммы, называемые обычно циклограммами, представляющие собой графическое изображение временнбй картины функционирования машины или линии. Циклограммы позволяют как бы видеть порядок следования типичных состояний исполнительных механизмов: фаза рабочего хода, фаза холостого хода, выстой в том илн ином положении, нахождение в покое, нахождение в движении — и длительность функционирования рабочих органов исполнительных механизмов в течение рассматриваемого интервала времени, т.
е. цикла, а также характер их взаимодействия во времени (одновременность, перекрытие, сдвиг по фазе, очередность срабатывания н т. д.). Циклограммы позволяют наглядно представлять, во-первых, технологический цикл Т, — интервал времени, в течение которого в пределах данной машины или линии выполняются все собстпенно рабочие операции и те вспомогательные операции, которые сопутствуют обработке каждой единицы продукции, т. е.
каждому циклу обработки, и вследствие этого называются циклопыми вспомогательными. Во-вторых, рабочий цикл Тр — интервал времени, соответствующий выпуску из машины единицы продукции (или партии одновременно в одной позиции обрабатываемых объектов). 2'. На рис. 28.13 показана циклограмма однопозиционной машины, принцип действия которой описывался выше (см. рис. 28.2). Элементы ), 2, ..., б показаны на рис.
28.2, а, одна из строчек циклограммы отведена для устройства типа реле времени, условно называемого <часьм. Для однопозиционной машины (т. е. при г = 1) всегда Т, = = Т . Для машины данного типа Т< = (<+ 1<+ 1<+ )<+ + )<+ (в+ )< (см. рнс. 28.13). Для двухпозиционной (т.
е. прн г = 2) машины данного типа при показанных на рис. 28.13 соотношениях длительностей операций имеет место Тр ж Т<!2. 599 Гл. 28. ОСНОВНЫВ ПОНЯТИЯ ТВОРИИ МАШИН. АВТОМАТОВ Для многопозиционной (т. е. при а > 2) машины данного типа при периодическом перемещении от позиции к позиции число позиций г находится из условия 1,)~ Тр (г — 1), т. е. г = га1ТР + + 1, где правая часть округляется до ближайшего большего целого.
Число позиций должно быть таково, чтобы длительность прохождения прессформами з — 1 позиций была не меньше длительности вулканизации. В этом случае Тр = ~ 1„ и интенсификация операции под- е=1 готовки следующей порции материала ведет к сокращению Рнс. 28Л8. Линейная иввлограмма олнооозиииовной машины.автомата, воназанвой на рио.
28.2 длительности рабочего цикла. При г ( 2 интенсификация данной операции не влияет на длительность цикла, так как в этих случаях она совмещена о гораздо более длительной операцией вулканизации. Для роторной машины, выполняющей те же операции (при непрерывном совместном движении лг одинаковых блоков), имеет место Тр = По, где ! = ПРР!т, и = изРР!2 (см. рис. 28.3), т. е.