Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Сигнал Хзад от вычислителя сравнивается с сигналом обратной связи от аналого-цифрового преобразователя положения АЦIШ, связанного с ИП. Сигнал Fзад поступает в ФСУП, который является устройствомпреобразования цифровой информации. Основной задачей этого устройстваявляется суммирование или вычитание кодов в цифровом виде.Нерегулируемые приводы строятся на основе двигателей переменного тока (например, привод системы охлаждения станка). В станках с ЧПУ широкое применение нашли гидро- и пневмоприводы.
Нерегулируемый привод поотношению к устройству ЧПУ является исполнительным устройством дискретного действия, поэтому для связи с ним используют схемы приема и вывода дискретных сигналов.Сопряжение гидропривода с устройством ЧПУ чаще всего реализуется спомощью электромагнита, управляющего золотником. Возможно и прямоеэлектрогидравлическое преобразование. В любом случае гидропривод дляустройства ЧПУ является исполнительным устройством с аналоговым входом в виде напряжения постоянного тока.Пневмопривод применяют там, где не требуется больших усилий. Сопряжение пневмопривода с устройством ЧПУ выполняется с помощью электро-12.4.
Сопря:жение станка с микропроцессорным устройством ЧПУ129магнита и золотника. Возможно применение средств электродинамики, реализующих прямое преобразование электрических сигналов в пневматические.Кроме сопряжения с приводами и :ИП необходимо обеспечить сопряжение с дискретными :ИП и исполнительными устройствами, а также с аналоговыми :ИП и исполнительными механизмами.Исполнительные устройствадискретногодействия разнообразныимногочисленны. Это гидро- и пневмодвигатели, нерегулируемые электродвигатели, зажимные устройства, переключатели скоростей привода главногодвижения, устройства поиска и смены инструмента, индикаторные лампы,устройства аварийного отключения и т.
д.ИП дискретных сигналов, с которыми работает устройство приема дискретныхсигналов,подразделяют на двегруппы:разового ипостоянногоконтроля. КИП разового контроля относят, например, ИП положения автооператора, которые функционируют только при смене инструмента. ИП постоянного контроля-это :ИП аварийных состояний, ограничители перемещений и т. п.Сопряжение их с устройством ЧПУ выполняется через устройства выводаи приема дискретных сигналов УВДС и УПДС, многоканальный цифроаналоговый преобразователь ЦАП, аналого-цифровой преобразователь АЦП,коммутирующее устройство К (рис.12.11 ).Структурная схема выдачи дискретных сигналов содержит аналоговые запоминающие устройства АЗУ почислу выходов дискретных сигналов.На дискретныеЦАПкисполнительныеустройства станкааС дискретныхАЦПкисполнительныхустройств станка111111УТТДС JII__ _ ___________ullбРис.12.11.Схемы сопряжения исполнительных устройств дискретного действия с устройствами tffiY для выдачи (а) и приема (6) дискретных сигналов13012.Микропроцессорные устройства ЧПУ станкамиСхема устройства приема дискретных сигналов ( см.
рис.12.11,б) включает в себя устройство управления УУ и согласующие устройства СУ по числу Ш1. Согласующие устройства преобразуют сигналы Ш1 в сигналы с нормированными параметрами,здесь же выполняется гальваническая развязкадля повышения помехоустойчивости.Устройство управления осуществляет передачу информации о состояниигруппы Ш1 по запросу от вычислителя и посылает запрос в вычислитель присрабатывании ИП постоянного контроля.Структурнаярис.12.11, а)схемаустройствавыводадискретныхсигналов(см.содержит устройство управления УУ, регистр информации РИ исогласующие устройства СУ по количеству Ш1.
Устройство управления организует передачу в регистр РИ информации об изменении воздействий наобъект. Согласующие устройства выполняют функцию преобразователейформы сигналов и усилителей мощности.В станке управление дискретными сигналами осуществляется через релеи силовые электромагниты.ууРис.12.12.Схема сопряжения устройства ЧПУс устройствами аналогового действия станкаНа рис.12.12показана схема сопряжения микропроцессорного устройства ЧПУ с устройствами аналогового действия станка. Из магистрали принимаются адреса опрашиваемых источников напряженияU 1,••• , Ип.
Адресапересылаются в регистр адресов РА и затем на коммутатор К. Далее запускается АЦП и в информационном регистре РИ формируется код, который передается через УУ в системную магистраль вычислителя.Контрольные вопросы1. Назовитеосновные компоненты микропроцессорной системы. Каковоих функциональное назначение?2. Дайте классификацию микропроцессорных устройств ЧПУ.3. Перечислите задачи и функции, решаемые микропроцессорнымустройством ЧПУ при управлении станком.12. 4.4.Сопря:жение станка с микропроцессорным устройством ЧПУ131Приведите схемы сопряжения микропроцессорного устройства ЧПУс регулируемыми приводами станка.5.
Вчем заключается метод масок при управлении микропроцессорнымустройством ЧПУ циклами смены инструментов и столов-спутников настанке?6.Приведите схемы сопряжения микропроцессорного устройства ЧПУс устройствами дискретного действия станка.7. Приведитесхему сопряжения микропроцессорного устройства ЧПУс устройствами аналогового действия.8. Назовитеосновныепринципыорганизациимикропроцессорныхустройств ЧПУ.9. Приведите структуры построения однопроцессорных устройств ЧПУ.10. Приведите структуры построения мультипроцессорных устройствЧПУ.13.
МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА В СТАНКАХИ СТАНОЧНЫХ КОМПЛЕКСАХ13.1. ФУНКЦИИ МИКРОЭJШКТРОПНЫХ УСТРОЙСТВ13.1.1. Станочный комплекскак система преобразованияматериальных, энергетических и информационных потоковСтаночный комплекс, как и любая технологическая машина, обрабатывает материальные, энергетические и информационные потоки. Материальныепотоки на входе и выходе-это прежде всего обрабатываемые заготовки иизделия, СОЖ, стружка и т. п., энергетические-поступающая электроэнергия, сжатый воздух и другие энергоносители.
Входная информация поступаетиз заводской или цеховой информационно-управляющей сети и представляетсобой директивные задания на обработку, квитирование и отчеты по исполнению заданий. В зависимости от того, какой из потоков обрабатывают элементы станочного комплекса, их можно отнести к системе станков или исполнительных механизмов,централизованной системе энергообеспеченияили к системе управления (рис.13.1).Станки или отдельные исполнительные механизмы непосредственно взаимодействуют с полуфабрикатами и заготовками. На вход таких механизмовпоступает материальный поток М (заготовки, технологические среды обработки). Для своей работы исполнительные механизмы нуждаются в потокахЭСистемаИсполнительныемеханизмыуправленияченияСистемаэнерrообеспеченияСтанкиили исполнитель ныемеханизмыСтаночный комплексРис.13.1.Системауправлен и яиСостав станочного комплексаи13.1.Функции микроэлектронных устройств133энергии Этого или иного вида (электроэнергия, давление газа или жидкостии т.
п.). Основное назначение энергетических потоков-совершение работыпо предписанному технологией преобразованию свойств полуфабрикатов.Основная задача системы энергообеспечения заключается в питании станковили исполнительных механизмов тем или иным видом энергии. Для этогосистема получает энергию извне и, преобразуя ее должным образом, передаетисполнительному механизму.Система управления преобразует информационные потоки.
Ее основнаязадача (целевая функция)управления(состоянии-на основе информации о состоянии объектасистемы исполнительных механизмов и системыэнергообеспечения) выдать такие управляющие воздействия, чтобы технологическая машина функционировала в соответствии с предписанной (директивной) технологией.В сложном исполнительном механизме также можно выделить свои подсистемы исполнительных механизмов, энергообеспечения и управления. Нарис.13.1это отражено в виде рекурсии, когда структура станочного комплекса многократно отображена в структуре отдельных механизмов.
Таким образом, все три системыстаночного комплекса оказываются распределеннымипо ряду иерархических уровней и обрабатывают материальные потоки, потоки энергии и информации как между отдельными исполнительными механизмами, так и внутри них.Для каждого элемента станочного комплекса можно выделить четыре интерфейса:целевой, определяющий его назначение и способ взаимодействия в системе;механический, отражающий его расположение, крепление и подключениек материальным потокам;энергетический, определяющий виды, характеристики и способы взаимодействия с ним энергетических потоков;информационный, ответственный за способы и правила (протоколы) обмена информацией на различных функциональных уровнях.Определить элемент технологической машины и сформулировать четкоетехническое задание на его дальнейшую проработку, т.
е. полностью задатьего целевой, механический, энергетический и информационный интерфейсы-основная задача инженера-разработчика станочного комплекса. Дляэтого он должен обладать запасом знаний по организации аппаратной и программной частей систем управления и энергообеспечения, уметь видеть перспективность принимаемых решений, знать базовые понятия для дальнейшего самообразования в этом направлении. В условиях бурного прогрессасредств микроэлектроники последнее является решающим условием успешных разработок.В создании современной технологической машины принимают участиетри группы специалистов: инженеры-механики, разрабатывающие машину вцелом и ее исполнительные механизмы, инженеры-электрики и электронщи-13413.Микроэлектронные устройства в станках и станочных комплексахки, создающие систему энергообеспечения и аппаратную часть системыуправления, и инженеры-программисты, выпускающие программное обеспечение.Исходя из заданной технологии в большинстве случаев первоначальносоздают механические компоненты машины-исполнительные механизмы,затем систему управления и, наконец, ее программное обеспечение.
Такимобразом, сложилась следующая цепочка: технологияненты -аппаратная часть системы управления-механические компопрограммное обеспечение.-Обратные связи в этой последовательности, как правило, реализуются слабо.Если разработчик аппаратной части системы управления и может в какой-тостепениповлиятьнаконцепциюпостроениямеханическихкомпонентовмашины и конструкцию отдельных механизмов, то ожидать влияния на нихпрограммиста практически не приходится.Для успешной реализации такой цепочки закладывают избыточность вмеханизмы, а затем и в аппаратную часть системы управления.
Программыже, созданные для практически готовой машины, никогда не будут оmимальными, потеряют в краткости, надежности и быстродействии, что, в своюочередь, потребует избыточности аппаратной части.Одновременное согласованное проектирование механических, электронных и программных компонентов, исходя из заложенных в оборудованиепроцессов, устраняет их избыточность, не реализованную в параметрахмашины, а также позволяет сократить сроки разработки.Задача распределения функций между механическими компонентами,системой их энергообеспечения и управления, а также программным обеспечением используемых средств электроники чрезвычайно многовариантна.Согласованного движения заготовки и инструмента можно добиться, используясложную кинематическуюцепьс единым приводомили применяя раздельные шаговые электродвигатели, импульсы на которые согласованно подаются от электронного устройства, причем порядок следования и временныепараметры импульсов определяются схемой этого устройства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
