Гл1_06 (Старые лекции)

9ЧАСТЬ 1. ФУНКЦИИ, СТРУКТУРА И ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА САУГл. 1. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА И СТРУКТУРА САУ1.1. Вариантность элементной базы САУ и возможности реализацииразличных функцийВыбранная элементная база определяет возможности САУ при реализации ее основнойи дополнительных функций. Рассмотрим и проанализируем варианты построения САУ напримере САУ робота для перегрузкиНа регенерациюцветных кинескопов. Анализ различныхвариантов будем вести в историческомНа п/а заварки ЭОС аспекте, по мере возникновения различных средств реализации систем управСклейкаоболочкиления.

Конечно многие рассматриваеи экранамые нами САУ в новых разработках6применять не следует, но нам важныпобудительные причины, приведшие кНа п/а заварки ЭОС возникновению рассматриваемых вари5антов, их возможности по реализацииразличных функций, способы описанияработы систем на той или иной элементной базе, тенденции развития сис12тем управления.Проверка герметичности Схема рассматриваемого технологиче3шва склейки4ского участка представлена на рис. 1.1.В печи 1 экранно-масочный узелРис.

1.1.(ЭМУ) и оболочка кинескопа склеиваются между собой специальным клеем и роботом 2 переставляются с ленточного выход23456ного конвейера печи на непрерывно движущийся цепной конвейер. На этом конвейерепроводится проверка качества шва склейки1кинескопа и далее кинескоп 3 поступает научастки заварки электронно-оптической системы (ЭОС) в горловину кинескопа и далее на термовакуумную обработку. Одна печь78склейки обслуживает несколько участков заварки ЭОС. Некачественно склеенные обоК2лочки, проходя мимо участков заварки,должны поступать на регенерацию узловоболочки.

Задача рассматриваемого нами роx3бота 5 – забирать годные оболочки с непре9И2рывно движущегося конвейера и переставлять их на дискретный конвейер – накопительК16 участка заварки ЭОС.Конструкция робота перегрузчикаИ1х1 x2представлена на рис. 1.2. Робот забирает годный кинескоп 1 с подвески непрерывно перемещающегося цепного конвейера 2 и переРис 1.2.Рябов Владимир Тимофеевич.

Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru10гружает его на тележку 7 накопителя 8, из которого он будет доставлен к операции очисткигорловины и заварки электронно-оптической системы. Кинескоп захватывается вакуумнойприсоской 3, которая перемещается в горизонтальном направлении механизмом 4, в вертикальном - механизмом 5. Поворот руки робота осуществляется механизмом 6. При движениикинескопа вместе с конвейером его горловина нажимает на пружинный щуп конечного выключателя, который формирует сигнал Х1 о наличии кинескопа в зоне захвата робота.

Еслина операции контроля клеевого шва экрана и конуса, которая осуществлена ранее, будет признано, что оболочка является браком, в горловину вставляется конус 10 из кальки - флажок.При этом в момент прохождения кинескопа вместе с X1 подается и сигнал Х2, и таким образом, будет сообщено, что в зоне загрузки бракованный кинескоп. Сигнал ХЗ снимается с датчика наличия тележки на позиции загрузки адресного конвейера.Управляет роботом САУ 9, которая на основе информации И2 о состоянии внешнейотносительно манипулятора среды и информации И1 о состоянии его рабочих органов выдает команды К1 для управления приводами манипулятора и сигнал К2, формирующий совместно с сигналом о наличии оболочки на тележке накопителя команду на ее старт.А.

Система автоматического управления с механическим командоаппаратом.Система (рис.1.3.) состоит из электродвигателя М, который через пару сменных шестерен передает вращение на распределительный вал, несущий кулачки 5 - 9, служащие приводом руки манипулятора. Кулачок 5 черезК1К2рычажную систему или шариковый передаточный механизм перемещает манипуляторв горизонтальном направлении, кулачок 6 в вертикальном, кулачок 7 поворачивает руку манипулятора, кулачок 8 открывает клах1х2пан вакуумной присоски. Эти четыре кулачх3ка задают команды К1 (обеспечивают привод руки манипулятора в нужной последовательности).

Команда К2 на накопительMснимается с конечного выключателя, который включается и выключается кулачком 9.Вращение от двигателя на распредели1 23 45 6 7 8 9тельный вал с кулачками передается через однооборотную муфту 4, которая после включеРис. 1.3ния передает ровно один оборот и выключается. Сигнал Х2 через инвертор 1 и сигналы XI и ХЗподаются на ячейку "И" (2), которая по сочетанию Х1*Х2*ХЗ формирует команду на включениеоднооборотной муфты. Однооборотная муфта здесь применена, чтобы не включать и не выключать в каждом цикле перегрузки достаточно мощный двигатель М, поскольку этот двигатель через кулачки приводит манипулятор в движение.Циклограмма, описывающая последовательность срабатывания отдельных механизмовманипулятора, приведена на рис.

1.4. Она является исходным материалом для разработкипрофилей каждого из кулачков.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru110Механизмы90180270360Выдвижение рукироботаПодъем рукироботаПоворотВакуумнаяприсоскаСигнал тележкеРис. 1.4. Циклограмма работы робота.Рассмотренное нами устройство назвать роботом можно с большой натяжкой.

Скорее это специальный автооператор. Основной его недостаток - трудность переналадки САУ, поскольку дляэтого нужно разработать, изготовить и установить на распределительный вал новые кулачки.Сложны в реализации и механизмы, передающие движение от профиля кулачков к рабочим органам робота. Для упрощения и унификации конструкций таких устройств в своевремя появились и широко использовались шариковые исполнительные, представляющие изсебя набор шариков и втулок, вставленных и скользящих в металлической трубке, которуюможно было изначально изгибать для согласования с положением рабочих органов.

В некотором роде это аналог гидравлического привода, но кинематически более точный.Несмотря на трудности переналадки, механические кулачковые системы благодаря ихнадежности, простоте и накопленному опыту разработки и эксплуатации применяются и ещедолго будут применяться там, где частые переналадки не требуются. Такие системы в процессе управления не требуют большого объема входной информации, одновременно выполняют роль привода, но могут реализовать лишь жесткий синхронный цикл работы.Б. Пневмомеханический командоаппаратВ этом устройстве (рис.1.5) приводные и исполнительные механизмы и системауправления разделены.

Перемещения руки осуществляется пневмоцилиндрами, которые запитываются через пневмоклапана 3, управК1К2ляемые кулачками распределительного вала.Поскольку кулачки уже не являются привоUРUдом, нагрузка на них и на распределительный вал существенно уменьшилась, двигах1тель М гораздо менее мощный и может зах2пускаться и останавливаться в каждом циклех3перегрузки. Обычно используют двигателисо встроенным редуктором (РД-09 и др.) ичастотой вращения выходного вала в неMсколько оборотов в минуту, обладающиедостаточно малой инерционностью.2345 6 7 8 91Кулачок такой САУ не несет большихнагрузок и делается сборным со сменнымиРис.

1.5.профилями (рис. 1.6.): толкатель клапана 1скользит по сменным регулируемым сегментам 3, закрепленным на диске 4 с помощью винтов 2.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru12ПеренастроитьпневмомеханическуюСАУ уже проще, переналадка занимает уже ненесколько смен, как в предыдущем случае, ачасы и даже минуты. Такую систему имеетпромышленный робот ПР5-2, который серийно выпускался в 70 - 80-х годах уже прошлоговека.Сейчас такие системы управления вчистом виде в новых разработках уже не используют, но отдельные устройства пневмомеханики применяют достаточно широко,особенно там, где недопустимо использованиеэлектрических контактов из-за опасностивзрыва газов и т.

п.1234Рис. 1.6.В. Электромеханический командоаппарат.В отличие от пневмомеханической системы, кулачки воздействуют на конечные выключатели 1 (рис. 1.7.), которые, в свою очередь, включают электромагнитные пневматические клапаны. Нагрузки на кулачки здесь еще меньше, поэтому их делают наборными из сухариков 2, перемещающихся в Т-образных пазах, нарезанных по образующей распределительного вала. Такая САУ зарекомендовала себя, как достаточно надежная и простая. На перепрограммирование цикла требуется уже несколько минут.К1К25U6Кулачковый барабан7х1х2х3M1234Рис. 1.7.Использование электрического сигнала для управления клапанами увеличило возможности САУ. Так, сигнал о том, что кинескоп бракованный можно вводить и обрабатывать вцепях управления клапанами и тем самым добиться того, чтобы бракованный кинескоп тожеразгружался, но в другую зону.Цикл управления такой системы также является жестким и синхронным и длится строго задаваемое частотой вращения двигателя время.Рябов Владимир Тимофеевич.

Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru13Система, как и ранее рассмотренные, не может реализовать потенциальные возможности приводов по быстродействию, поскольку момент окончания каждого перемещения нефиксируется. Длительность на каждую операцию при разработке циклограммы выбирается сзапасом, так, чтобы она с достаточной вероятностью окончилась бы даже при неблагоприятных сочетаниях условий: понижении давления в пневмосети, утечки в пневмоцилиндрах, некачественной смазке и др.Г.