Курс лекций СПУ(тема 1-15) (1252160), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

При силовом способе замыкание производится с помощью пружины 4 (см. рис.8.4), которая постоянно поджимает башмак 2 к поверхности кулачка 1. При достаточной простоте конструкции недостатком данного способа является постоянная нагрузка на башмак и кулачок, даже тогда, когда данный рабочий орган не работает. При большой скорости вращения РВ возможен кратковременный отрыв башмака от кулачка при переходе с участка профиля рабочего хода на участок профиля холостого хода.

При кинематическом способе замыкания (см. рис.8.5, в) башмак (ролик 1) перемещается в пазу на кулачке 2 (барабанном). Его замыкание производится соответственно левой и правой кривыми паза на кулачке.

Преимущество такого способа замыкания- обеспечение надежного замыкания и при больших скоростях вращения распределительного вала. Недостатки: более сложная конструкция кулачка, меньшая точность передаваемого движения из-за наличия зазора между башмаком и сторонами паза на кулачке (необходимого для перемещения башмака в пазу).

В автоматах наибольшее применение получил силовой способ замыкания.

8.6 Профилирование кулачков производится исходя из требований, предъявляемых к участкам рабочих и холостых ходов.

Закон, по которому профилируются рабочие участки кулачков, должен обеспечить равномерную подачу рабочего органа автомата. Этому требованию отвечает закон равномерного движения (закон архимедовой спирали для дисковых кулачков и закон винтовой линии для барабанных кулачков).

От закона, по которому профилируются участки холостых ходов, требуется обеспечение минимального времени выполнения холостого хода и плавное изменение величины ускорения для снижения инерционных нагрузок.

Участки холостых ходов профилируются чаще всего по параболическому закону. Также применяются: закон равномерного движения (при малых скоростях вращения РВ), логарифмический и др. законы. Их недостатком является большая трудоемкость их построения и особенно изготовление на кулачке.

Подробнее вопросы разработки карты наладки для данных систем управления, расчета и проектирования кулачковых механизмов см. в работах [6 и 8].

8.7 Преимущества систем управления с РВ: простота и надежность в работе; низкая стоимость; сравнительная простота в эксплуатации; широкие возможности для осуществления самых разнообразных законов движения; возможность управления сложным циклом и др.

Недостатки систем управления с РВ: низкая мобильность; относительная сложность при передаче движения на значительные расстояния; снижение точности из-за большого количества сопряжений в передаточных рычагах и др.

Тема 9. Системы циклового программного управления (ЦПУ).

В системах ЦПУ, которые раньше назывались системами управления упорами, в отличие от систем управления с РВ и копировальных систем управления, одна часть управляющей программы – информация о цикле и режимах обработки- задается в числовом виде с использованием в качестве программоносителей как электромеханических информационных носителей (штекерные и коммутационные поля, программные барабаны, диодные перепрограммируемые матрицы, разъемы, перфокарты и др.), так и электронных носителей, построенных на основе БИС полупостоянных запоминающих устройств с электрической перезаписью информации.

Другая часть УП- информация размерная, характеризующая величины перемещения рабочих органов станка- устанавливается с помощью путевых упоров, устанавливаемых на специальных линейках или барабанах. Для каждой координаты настраивают и устанавливают свою линейку.

На рис.9.1 показана типовая структурная схема системы ЦПУ. Информация о цикле и режимах обработки задается блоками задания и поэтапного ввода управляющей программы (УП). Блок задания УП (программатор) представляет собой чаще всего штекерную панель (рис. 9.2,б). Блок поэтапного ввода УП выполняют в виде электронной или релейной счетно-распределительной схемы, построенных на шаговых искателях, электромагнитных реле или логических элементах.

Далее информация поступает в блок автоматики, предназначенный для усиления и распределения команд, поступающих на исполнительные механизмы (ИМ) чаще всего через электромагнитные муфты на привод подач, коробку скоростей и др.

Блок автоматики является по существу центральным блоком устройства ЦПУ, так как выполняет отработку команд, заданных в блоке задания УП, защиту, блокировки, связь между устройством ЦПУ и электрооборудованием станка, контроль правильности отработки команд и функционирования всей системы «станок- система ЦПУ» в целом.

Размерная информация задается путевыми упорами на линейках 1 и 4, закрепленных, например, на продольном 3 и поперечном 2 суппортах. При перемещении линеек упоры воздействуют на микропереключатели Д1-Д_n , выдающие сигнал об окончании отработки каждого этапа (рис. 9.2,а).

Точность срабатывания и остановки рабочего органа составляет, как правило, 0,015 мм. В настоящее время применяются бесконтактные (индуктивные) путевые переключатели.

Блоки системы ЦПУ могут выполняться на основе электрических, пневматических или гидравлических элементов.

В настоящее время в качестве блока автоматики используют программируемые контроллеры (ПК), которые, как и обычные релейные устройства, выполняют логические функции и функции выдержки времени.

ПК представляют собой совокупность аппаратных и программных средств, позволяющих имитировать работу любой схемы, состоящей из конечного числа взаимодействующих между собой реле, временных датчиков, счетных схем и др. На ПК осуществляется сбор и логическая обработка сигналов, поступающих от датчиков, конечных переключателей, кнопок и т.п., и формирование команд позиционного управления объектом- включение и выключение различных исполнительных механизмов и т.п.

Основное отличие ПК от заменяемых ими электрических устройств управления обычного типа- построение не по схемному, а по программному принципу. Соответственно этому, для автоматизации различных циклов не требуется индивидуальное комплектование аппаратурой и монтаж соединений, необходимо лишь выбрать одно из стандартных исполнений ПК (требуемый набор блоков) по количественным параметрам (число входов и выходов) и задать программу, обеспечивающую исполнение нужного цикла работы. Обычно ПК имеют модульное построение, позволяющее наращивать число выходов и т.п.

Другое существенное отличие ПК- исполнение их на современной элементной базе: интегральных схемах, запоминающих элементах, мощных полупроводниковых выходных элементах, что повышает надежность их работы, а также возможность стандартного исполнения ПК для станков с различными циклами.

ПК обладает высокой надежностью, имеет небольшие габариты и фактически представляет собой стандартный интерфейс станочной автоматики.

В систему команд ПК входит исполнение основных функций (опрос входов, установка и сброс выходов), а также команды на реализацию вспомогательных функций- условных или безусловных ветвлений (переходов), организацию счетчиков или временных элементов. Наличие последних, в свою очередь, дает возможность без дополнительных затрат организовать систему технической диагностики по параметру «длительность цикла».

Принцип программирования ПК достаточно прост. Здесь каждая программная команда соответствует релейному входу, выходу или управляющей функции. Одна команда языка, как правило, представляет собой одну логическую связь. Программа, описывающая работу технологического процесса, является списком команд, которые выполняются последовательно и циклически. Язык программирования состоит из целых чисел, обозначающих операнды (номера контактов реле, количество тактов счета и времени), и имен операторов.

Рассмотренный способ задания УП в системах ЦПУ позволяет сократить время их переналадки по сравнению со временем переналадки предыдущих систем управления. Трудоемкими остаются только установка и настройка путевых упоров. Однако их не надо каждый раз изготовлять заново (как кулачки и копиры), и настройку можно делать заранее вне станка, т.к. линейки выполняются съемными.

Задание размерной информации с помощью путевых упоров обуславливает дискретный способ управления (выдачу команд управления только в местах установки упоров), и управление перемещениями возможны только по прямолинейному циклу, рис.9.3. Это значительно ограничивает технологические возможности станков с ЦПУ, а также может приводить к «нежесткости» цикла обработки ( ), что затрудняет совмещение рабочих и вспомогательных ходов (например, на агрегатных станках с головками с гидроприводом).

Системы циклового ПУ применяются в основном на агрегатных станках и автоматических линиях (в том числе ГПМ и ГПС). Можно обрабатывать детали типа ступенчатые валы, фрезерование плоскостей на детали, расположенных на разных уровнях.

Тема 10. Программируемые контроллеры.

Программируемые контроллеры представляют собой управляющую ЭВМ, состоящую из специализированных блоков и ориентированную на решение задач электроавтоматики.

В большинстве ПК разбиение задач управления по функционально- модульному принципу привело к созданию следующих блоков: процессора для обработки логической информации с адресацией интерфейсных устройств от 256 до 1024 входов/выходов; процессора для обработки арифметической информации входных и выходных сигналов; блоков связи с периферийным оборудованием, программируемых или предназначенных только для периферии одного типа; блоков интерфейсов связи, адаптеров, контроллеров связи и передачи данных; памяти хранения программ, промежуточных операндов, программируемых блоков таймеров и счетчиков.

В большинстве типов систем программирования современных ПК определились три основные группы языков составления УП: язык релейно- контактных символов, язык логических выражений и язык символического (мнемонического) кодирования.

Для программирования по релейно-контактной схеме используется специальное программная панель с клавиатурой, каждая из клавиш которой соответствует символу релейной схемы. Для программирования должна быть разработана принципиальная релейная схема САУ, которую составляют по правилам, определяемым документацией контроллера. Все контакты и катушки релейно- контактной схемы нумеруются: им присваивается либо номер соответствующих входов и выходов контроллера, к которым они подключены, либо номер цепей внутренних аппаратов контроллера (счетчиков, таймеров и т.п.).

Для каждого контакта или катушки оператор набирает на программной панели номер входа, выхода или внутренний номер цепи контроллера, и нажимает клавишу на программной панели с нужным символом. Программная панель имеет также клавиши выбора типа функции цепи (логическая, временная, счетная или запоминания) и клавиши для набора контактов (типа и места контакта в цепи) или выходов. После набора программы она заносится в память ПК, который будет выполнять функции, предусмотренные принципиальной схемой.

Для ПК некоторых фирм предусмотрена автоматизация подготовки и преобразования УП на универсальных ЭВМ. Например, для ПК фирмы «Ален Бредли» (США) имеется транслятор, воспринимающий информацию в виде принципиальной релейной схемы, логических выражений или программы, записанной в символьном виде на языке РМС. Транслятор переводит программу из любого указанного вида в два других.

Мнемокодовый язык (например, ПК NS-915 фирмы «Тесла») максимально приближен к релейно-контактным схемам и имеет команды с релейным эквивалентом, арифметические, реализующие таймер, счетчики и переходы. Для программирования на языке мнемокода нужно, аналогично рассмотренному выше, составить релейно-контактную схему СУА, по которой с помощью специальной панели ввести программу в память ПК.

Программируемые контроллеры- это универсальное средство замены традиционных устройств ЭЛА, они созданы на базе вычислительной техники и бесконтактной автоматики в отличие от управляющих мини- и микро- ЭВМ ПК имеют следующие особенности:

а) как правило, производят логические и некоторые арифметические операции; приспособлены к работе в цеховых условиях (большая помехозащищенность); снабжены дополнительными аппаратными узлами типа счетчиков, преобразователей, устройствами сопряжения с объектом управления с усилением управляющих сигналов; производят побитовую обработку входных данных в режиме непрерывного сканирования входов- выходов;

б) состоят (рис.10.1) из процессора, энергонезависимой памяти, модулей ввода- вывода, интерфейсов связи с ЭВМ и другими ПК и пультом программирования или программирующих систем, которые, как правило, являются выносными.

Характеристики

Список файлов лекций