125499 (690570), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Сокращения на схеме:

МНЦ	магистраль (типа «общая шина»)
П1, П2	процессоры
ОЗУ	оперативное запоминающее устройство
АМТ	адаптер магистрали МНД и программируемый таймер
КЭ	контроллер электроавтоматики станка
КИП	контроллер импульсных преобразователей в код угла поворота по осям X,Z, штурвала и шпинделя станка
КП	контроллер привода по осям X,Y станка
ПО	пульт оператора
ОЗУ,ВП	внешняя оперативная память

3.2 Определение разрядности и объема ОЗУ

По адресам координатных перемещений (Х,Y,Z) необходимо определить величину максимального перемещения в дискретах.

где - цена одной дискреты, мм;

, h – шаг ходового винта

- максимальное перемещение по координате Х, мм.

, где n – число разрядов .

Емкость одной ячейки памяти – один байт двоичной информации. Если принять восьмеричную систему счисления, то в две последовательные ячейки(16 бит) могут быть записаны 7 разрядов восьмеричного числа.

Для записи в этом случае потребуется ячеек.

Стандартный кадр управляющей программы: круговая интерполяция без указания скорости подачи имеет вид

G02 X+XmaxY+YmaxI+XmaxJ+Xmax

и занимает объем

1+1+1+ +1+ +1+ +1+ =6+4

ячеек памяти. Таким образом, если ввести перерасчет управляющей программы через кадры круговой интерполяции, то объем памяти, необходимый для ее хранения

VОЗУ=(300…1000)(6+4 )

VОЗУ= байт=5,4 Кбайт

Кроме управления приводами перемещений СЧПУ организует и формирует сигналы управления электроавтоматикой станка.

Максимальное время формирования управляющих импульсов

где - скорость быстрых ходов, м/мин;

- максимальная частота импульсов, поступающих с ДОС в СЧПУ.

Минимальный период выдачи импульсов на выходе КЭА определяется временем вычислительных операций, выполняемых в соответствии с заданным алгоритмом позиционирования.

Время вычислительных операций

, с

где W – быстродействие микроЭВМ,

n – число команд по программе, реализующей алгоритм позиционирования.

Тогда максимальное время управляющего сигнала на выходе КЭА

, с

К=1,5 – коэффициент, учитывающий несоответствие реальной длительности выполнения операции алгоритма позиционирования длительности операции.

=1,7 мкс – время задержки в аппаратной части КЭА или время преобразования.

4. Схемы электроавтоматики и подключения СЧПУ к станку

4.1 Электрическая принципиальная схема электроавтоматики станка

Схема электроавтоматики станка содержит:

1. Подключение к питанию подач и главного движения, а также привода перемещения пиноли задней бабки с указанием выходов контроля состояния: готовность привода, управление приводом, термозащита. Соединение блоков управления с двигателями, тахогенераторами, термодатчиками.

2. Подключение асинхронных электродвигателей системы подачи СОЖ и привода револьверной головки.

3. средства защиты.

вводный автомат защиты QF1; предназначен для защиты всей электроавтоматики станка от перегрузок.

автоматы защиты приводов подач и главного движения, а также привода пиноли задней бабки - QF2, QF3 от перегрузок.

тепловые реле КК1; КК2; KK3; KK4 предназначены для защиты асинхронных электродвигателей от недопустимого перегрева при длительных перегрузках. Предназначены для обеспечения защиты трансформаторов и цепей управления от перегрева и короткого замыкания.

блоки для защиты от электрических помех асинхронных электродвигателей.

4. Трансформаторы:

для формирования напряжений, питающих промежуточные схемы управления TV1, TV 2.

4.2 Реализация схемы подключения СЧПУ

Схема подключения СЧПУ отражает все функциональные возможности характерные для данного класса систем и технологического оборудования.

На схеме показаны выходы управления вспомогательной функцией М, функцией Т - автоматической смены инструмента, выход “Готовность УЧПУ”. Количество выходов определяется в процессе проектирования: М-функций – 8, Т-функций – 3, “Готовность УЧПУ” – 1. На выходах устанавливаются промежуточные реле KV01...KV15, KV40. На схеме показаны входы подключения всех конечных выключателей SQ1...SQ17; входы “Ответ М”, “Ответ Т”и вход “Готовность станка”.

На схеме подключения СЧПУ показаны выходы КП управления приводами продольной и поперечной подач и приводом пиноли задней бабки(ав, cd, ef), входы датчиков положения рабочего органа станка. Выходы КП выводятся через один разъем СЧПУ. Каждый датчик положения связан с СЧПУ через свой разъем.

4.3 Реализация комплекса вспомогательных М-функций и Т-функций автоматической смены инструмента

Определим схему реализации комплекса заданных вспомогательных функций, начиная с выходного разъема СЧПУ, на котором реализуется М-функция и кончая конкретными исполнительными приводами.

Для однозначного определения реализации М-функций примем, что

М1 – включение двигателя M1 по часовой стрелке;

М2 – включение двигателя M1 против часовой стрелки;

М3 – выключение двигателя М1;

М4 – включение двигателя M4 по часовой стрелке;

М5 – включение двигателя M4 против часовой стрелки;

М6 – выключение двигателя М4;

М7 – включение двигателя привода подачи СОЖ;

М8 – отключение двигателя привода подачи СОЖ;

М9 – включение двигателя М5 для подвода задней бабки;

М10 – включение двигателя М5 для отвода задней бабки;

М11 – выключение двигателя М5.

Для реализации комплекса функций, начиная с М1 предполагая, что на выходах разъема М01, М02, М04, М08, М10, М20, М40, М80 установлены соответствующие реле KV01, KV02, KV03, KV04, KV05, KV06, KV07, KV08. Состояние контактов реле будем характеризовать некоторой функцией Хij, принимающей значение 1 – контакты замкнуты и 0 – контакты разомкнуты. Реле имеет, как нормально разомкнутые контакты Хij, так и нормально замкнутые .

Таким образом, для реализации функций М1…М5 необходимо реализовать зависимости:

Аналогично для Т-функции (Т12 … Т17 – включение инструментов № 1…6)

Н

Рис.4.3. Принципиальная электрическая схема дешифраторов вспомогательных функций

а основании полученных зависимостей строится схема управления.

Непременным условием решения задачи проектирования схем электроавтоматики станка является формирование сигнала “Готовность станка“. Сигнал “Готовность станка“ содержит информацию о подаче питания на исполнительные приводы.

На схеме электроавтоматики станка показано решение задачи формирования сигнала “Ответ М”. Сигнал “Ответ М” содержит информацию о выполнении М-функций реализованных в дешифраторе, и осуществляет переход к следующему этапу выполнения программы.

Выдача сигнала “Ответ М” происходит с задержкой, реализуемой посредством установки конденсаторов и резисторов. Задержка необходима для того чтобы после команды управления, реализованной по импульсному принципу, существующей на выходе в пределах 200-250 мс, появлялся сигнал “Ответ М”.

Аналогично строится и схема формирования сигнала «Ответ Т».

5. Разработка цикла позиционирования

5.1 Алгоритм цикла позиционирования

На каждом этапе приближения к точке позиционирования система формирует одно из возможных управлений U:

При = Х – Х0

0 при 0 < KN. < 1

U1 + K* 1 (KN. - 1) при 1 < KN. < 2

U = KN U2 + K* 2 (KN. - 12) при 2 < KN. < 3

U31 + K* 3 (KN. - 3) при 3 < KN. < 4

U4 при 4 < KN.

для положительной области > 0 КN = 1, для отрицательной области

<0 КN= -1.

U2=U1+K* 1 (KN 2 - 1),

U3=U2+K* 2 (KN 3 - 2),

U4=U3+K* 3 (KN 4 - 3).

При этом необходимо выбрать конкретные значения всех параметров. Зона нечувствительности %1, обеспечивающая отсечку различных флуктуаций, равна 1 дискрета. Скачок управления U1 равен 1…3 дискретам изменения выходного напряжения ЦАП для Д = 10000, U1 =1В.

Для однозначного определения управляющих воздействий примем U4 = 4 В, необходимо их представить в единицах дискрет ЦАП. 2, 3, 4 - определяются инерционностью привода и максимальной скоростью перемещения привода. Будем определять их по зависимости (2), учитывая в учебных целях, что Ki` = 10Ki; Ki – коэффициенты данные в задании на курсовой проект: К1=К2=К3=10 В/мм.

4=1+10(2-1) 4=1,3

По полученным данным строим график цикла позиционирования (рис.2).

Рис. 2. График цикла позиционирования

5.2. Блок-схема алгоритма

Цикл начинается с расчета текущего значения . После определения знака формируется значение коэффициента . Далее проводится анализ выполнения условия , на основании, которого формируется уравнения

.

После выполнения условия , включается подпрограмма формирования сигналов конца отработки кадра. На блок-схеме опущена подпрограмма задержки перед формированием сигнала конца отработки кадра.

Рис. 3. Блок-схема алгоритма

6. Заключение

В данном курсовом проекте был реализован общий подход к задачам проектирования СЧПУ металлорежущих станков, их разработки и эксплуатации.

Был произведен анализ кинематики станка и обоснован тип и число управляемых и контролируемых параметров, разработаны электрические принципиальные схемы подключения УЧПУ к станку и электроавтоматики станка, а также алгоритм позиционирования. При выполнении этого проекта были использованы знания и навыки, полученные при изучении дисциплин «Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов», «Электроника и микропроцессорная техника систем управления», «Теория автоматического управления », «Управление процессами и объектами в машиностроении».

Библиографический список

1. Косовский В.Л. Программное управление станками и промышленными роботами. – М: Высш. шк., 1986. -287 с.

2. Сосонкин В.Л. Микропроцессорные системы числового программного управления станками. – М.:Машиностроение, 1985. -288 с.

3. Станки с программным управлением и промышленные роботы. Локтеева С.Е. - М., 1986. - 320с.

4. Ратмиров В.А. Управление станками гибких производственных систем. - М., 1987. - 272с.

5. Конспект лекций по дисциплине «Управление техническими системами».

Характеристики

Список файлов курсовой работы