Специальности: 220601 Управление инновациями

Вид материала

Содержание

Лабораторная работа №4 Управление системами и устройствами многоцелевого токарного полуавтомата
Пояснения к выполнению задания
Устройства электроавтоматики станка
Включение и выключение станка
Выключение станка производится нажатием аварийной кнопки.
Пульт оператора
Выход в ноль станка
Немерные перемещения
Мерные перемещения
Набор и отработка кадра
Автоматическая отработка УП
Управление устройствами электроавтоматики

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Лабораторная работа №4

Управление системами и устройствами многоцелевого токарного полуавтомата

Порядок выполнения задания

1. Изучить теоретический материал – состав и основные параметры полуавтомата, подготовка его к работе, управление приводами.

2. Найти непосредственно на станке функциональные узлы и блоки, указанные в техническом паспорте. Начертить функциональную схему управления приводом подач координаты Х или другой, указанной преподавателем.

3. Включить электропитание станка.

4. Изучить пульт оператора. Найти необходимые для работы органы управления, просмотреть виды индикации, необходимые режимы и подрежимы.

5. Найти на станке кнопку аварийного останова и переключатель прерывания подач. Включить станок.

6. Осуществить управление инструментальной головкой.

7. Осуществить управление шпинделями станка.

7.1. Управление главным шпинделем в токарном режиме:

- убедиться, что координата С отключена, и привести во вращение главный шпиндель с частотой 200об/мин;

- изменить частоту вращения на 500об/мин;

- остановить шпиндель.

7.2. Включить координату С.

7.3. Произвести управление инструментальным шпинделем аналогично.

8. Исследовать режимы управления приводами подач.

8.1. Осуществить выход в “0” по всем координатам.

8.2. Произвести перемещения по координатам в наладочном режиме:

- выйти в режим ручного управления;

- осуществить перемещения с разной скоростью по всем координатам при помощи кнопок. Из нулевого положения по координатам Х и Z можно перемещаться только в отрицательном направлении;

- осуществить перемещения при помощи маховичка.

- определить по индикации и записать границы безопасной зоны перемещения в отрицательном направлении по координатам Х и Z.

8.3. Произвести мерные перемещения по координатам:

- выйти в подрежим “Мерн.”;

- установить абсолютную систему отсчёта клавишей “АБ/ОТН”. На экране должна быть надпись “ПО ОСИ +Х(Z,С) В”;

- произвести выход в заданную точку по оси Z, для чего задать скорость F=1000...1500, ось Z и точку выхода (в пределах безопасной зоны перемещения, например –150.);

- перейти в относительную систему отсчёта с надписью “ПО ОСИ +Х(Z,С) НА). Произвести перемещения по осям на заданную величину. Величину перемещения выбирать такой, чтобы не выйти за пределы безопасной зоны перемещения.

9. Ввести и отработать кадр:

- выйти в подрежим “ПРЕДНБ.”.

- набрать на мониторе кадр: G90 G1 X-100. Z-200. F500 M3 S200 M5

- проконтролировать правильность набора.

- отработать кадр.

- проанализировать и записать назначение G и М-функций и значения координатных слов.

10. Ввести и отработать УП:

- ввести УП (получить у преподавателя);

- вывести текст УП на экран и убедиться в соответствии его тексту.

- отработать УП.

11. Оформить отчет.

Содержание отчета

1. Состав и типы вычислительных средств и основные технические характеристики полуавтомата: пределы подач, число координат, дискретность.

2. Протокол выполнения работы, в котором должны быть отражены все действия, выполняемые в процессе работы в соответствии с программой, и их результат.

3. Результаты исследования режимов управления приводами подач.

В выводах отразить назначение исследованных режимов управления их целесообразность и полноту для нормальной эксплуатации фрезерного ГПМ.

^ Пояснения к выполнению задания

Токарно-многоцелевой полуавтомат модели 1716ПФ4, в дальнейшем станок, предназначен для токарной обработки деталей типа тел вращения и дополнительно фрезерно-сверлильной обработки (фрезерование лысок, канавок, шпоночных пазов, сверление внецентровых и радиальных отверстий, нарезание резьб метчиком и т.д.).

Полуавтомат предназначен для работы в автоматическом цикле с ограниченным участием обслуживающего персонала. Основные технические характеристики:

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм ….. 384

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм ....…... 750

Пределы частот вращения шпинделей, об/мин:

-главного..….……………………………………….... 8...3000

-фрезерно-сверлильных………………..…………… 5…2000

Пределы скоростей подач:

-продольных (ось Z), мм/мин ……………………... 2...10000

-поперечных (ось X), мм/мин ……………………….. 1..5000

-угловых (ось C), град/мин ………………………….. 1..7000

Количество позиций револьверной головки:

-всего ………………………………………………………. 12

-приводных …………………………………………………. 6

Число управляемых координат ......................……………….. 3

Дискретность линейных перемещений, мм .........………. 0,001

Дискретность круговых перемещений, град ........……… 0,001

Основные составные части полуавтомата и их расположение:

(в соответствии с иехническим паспортом)

- бабка шпиндельная с приводом главного движения - расположена слева;

- привод поворота шпинделя (Координата С) - находится на бабке шпиндельной;

- суппорт с револьверной головкой - перемещается по направляющим станины вдоль оси шпинделя (Координата Z);

- ползушка - перемещается перпендикулярно оси шпинделя по направляющим на суппорте (Координата X);

- головка револьверная - расположена на ползушке;

- бабка задняя - находится справа;

- ограждение закрывает зону обработки спереди.

- устройство числового программного управления (УЧПУ) “Электроника МС 2101.05”. Управляющий блок (УБ) находится в электрошкафу, а дисплейный- на передней стенке;

- электрооборудование находится в шкафах позади станка. На стенке шкафа расположен вводной автомат. В шкафах находятся: тиристорные преобразователи главного привода и приводов подачи, пускатели асинхронных двигателей, устройства защиты и др.

Револьверная (инструментальная) головка имеет 12 гнезд для установки блоков с инструментом, в том числе 6 гнезд, имеющих индивидуальный привод (для приводных головок). Инструментальная головка выполнена в виде агрегатной конструкции и объединяет в себе механизм привода поворота инструментального диска и механизм привода вращающегося инструмента. При поступлении команды на установку в рабочее положение заданного гнезда диска с требуемым инструментом, включается двигатель поворота диска. Прежде чем диск начнет вращаться, происходит его отжим, чтобы отвести приводные головки от полумуфты приводного вала. При достижении заданного гнезда, что определяется по датчику позиций диска, осуществляется реверс двигателя. При этом инструментальный диск упирается в скошенный фиксатор и останавливается, а двигатель, продолжая вращаться, прижимает ее к корпусу. Достижение заданного усилия фиксируется специальным датчиком, по сигналу которого двигатель выключается.

Главный шпиндель станка может работать как в режиме главного движения при обычной токарной обработке, так и в режиме следящей координаты, обеспечивая поворот с высокой точностью. В первом случае он получает движение от привода главного движения, с которым постоянно связан через клиноременную передачу, во втором - от привода подачи углового перемещения (координата С). Для этого на шпинделе установлено червячое колесо, в зацепление с которым может входить червяк привода координаты С.

Инструментальный шпиндель, т.е. шпиндель приводной головки, вращается от привода вращающегося инструмента, который подключается при включении координаты С.

Привод главного и инструментального шпинделей - тиристорный с высокомоментными двигателями постоянного тока. Они являются следящими системами по скорости с тахогенераторами в цепи обратной связи. Скорость и направление вращения задается от управляющего блока УЧПУ в виде напряжения +-10В. В режиме главного движения это напряжение поступает на привод главного движения, а в режиме с координатой С оно переключается на привод инструментального шпинделя.

Функционально управление каждым приводом подачи организовано в виде следящей системы, замкнутой по положению в УБ УЧПУ. Для этого в УЧПУ, с периодом 4мс., вычисляются, в соответствии с УП, значения требуемого положения координаты и считывается информация о реальном положении координаты с реверсивного счетчика, на который поступают импульсы с фотоимпульсного датчика положения. В УЧПУ реализуется функция пропорционального регулятора, в результате чего на выходе контроллера приводов формируется аналоговый сигнал +-10В., пропорциональный требуемой скорости перемещения координаты. Этот сигнал поступает на “регулируемый привод”, который, также является следящей системой, но по скорости, и предназначен для поддержания скорости вращения вала двигателя пропорциональной сигналу от УЧПУ. Он состоит из электронного блока и двигателя постоянного тока с тахогенератором. Электронный блок включает в себя пропорционально-интегральный регулятор на операционных усилителях, силовые тиристоры и систему управления ими. Преобразование вращательного движения вала двигателя в поступательное подвижного элемента производится при помощи передачи “винт-гайка”.

^ Устройства электроавтоматики станка. В состав станка входят объекты управления управляемые одним двоичным сигналом (включить, выключить). Это асинхронные двигатели, электромагниты, индикаторные лампы и др. Управление элементами электроавтоматики осуществляется от УБ УЧПУ через контроллер, на соответствующем выходе которого формируется сигнал напряжением 24В. Этот сигнал подается на промежуточное реле, которое обеспечивает потенциальную развязку УЧПУ и усиление сигнала. Контакты реле включают соответствующее устройство, например, двигатель вращения инструментального диска.

УЧПУ конструктивно состоит из управляющего блока (УБ) типа “ЭЛЕКТРОНИКА НМС 12 402.1-02” и дисплейного блока “ЭЛЕКТРОНИКА НМС 12 401.1-01”.

В состав УБ входят следующие функционально законченные модули:

Вычислитель (ВЧС), предназначенный для организации вычислительного процесса, связей с другими блоками и верхним уровнем ГПС, контроля и диагностики;
Контроллер связи с электроавтоматикой станка (устройство9212) на 32 выхода и 64 входа двоичных дискретных сигналов;
Контроллер связи со следящими приводами и датчиками положения, на 4 привода (устройства 9213);

В состав дисплейного блока входят:

вычислитель (ВЧС), предназначенный для организации вычислительного процесса, управления дисплеем, контроля и диагностики;
Газоразрядный дисплей;
Устройство ввода-вывода с кассет на цилиндрических магнитных доменах.

Управление объектами станка

^ Включение и выключение станка. Подача напряжения на станок производится вводным выключателем, расположенным на стенке электрошкафа. При этом включается и УЧПУ.

Перед включением станка необходимо убедиться в безопасности его включения, для чего проверить:

отсутствие людей в зоне станка,

нормальное положение подвижных органов,

отсутствие посторонних предметов на станке.

Включение станка в работу осуществляется нажатием и удержанием на некоторое время на пульте станка кнопки “Включение станка”. После этого, при исправности всех устройств, загорится сигнальная лампа готовности станка.

^ Выключение станка производится нажатием аварийной кнопки. Поскольку кнопка западающая, то после этого нужно вернуть её поворотом в исходное положение. Прервать перемещения по координатам, без выключения станка, можно повернув переключатель “Подача включена”, “Подача выключена”.

^ Пульт оператора (ПО) включает в себя клавиатуру и экран дисплея на дисплейном блоке УЧПУ, а также кнопки, переключатели и индикаторы на пульте станка. Общий вид пульта УЧПУ и назначение клавиш приведены в Техническом описании станка.

При включении питания УЧПУ первые 10 секунд производится газоразрядная тренировка дисплея. Затем появляется надпись “”ЭНИМС – НЦ-Т”, а ниже - “ТЕСТ-ОБМЕН”. После окончания тестовой проверки УЧПУ и загрузки оперативной памяти обоих блоков УЧПУ появляется надпись “ЗАКОНЧЕН”, являющаяся приглашением к работе. Если при тестовой проверке происходит обнаружение неисправностей, то выдается соответствующее сообщение на экран и запрет на включение станка.

Требуемый режим УЧПУ выбирается нажатием соответствующей режимной клавиши. В каждом режиме с помощью многофункциональных клавиш можно выбрать необходимый подрежим работы. Для перехода из подрежима в режим или из одного подрежима в другой можно использовать и клавиши из группы исполнительных. Вид индикации изменяется клавишей «ПОЗ».

Многофункциональные клавиши “F, S” и “M, T” позволяют вводить значения подачи и технологических функций. Эти клавиши - двухразового действия. По первому нажатию можно ввести числовое значение одной функции, а по второму - другой.

Числовые значения с учетом знака набираются клавишами группы набора. Сброс последнего знака осуществляется клавишей «Сб.». Ввод значений производится клавишей «Пуск».

Выполнение команд производится клавишей «Пуск». Клавиша «Стоп» во всех подрежимах позволяет останавливать движение. Прервать перемещения по координатам можно также переключателем “Подача включена”, “Подача выключена”.

Переход в режим ручного управления осуществляется по нажатию соответствующей клавиши из группы режимных. В режиме ручного управления имеются следующие подрежимы:

Подрежим “Выход в 0” (Выход в нуль);
Подрежим немерных перемещений;
Подрежим мерных перемещений;
Подрежим “Преднабор”.

Выбор подрежима производится по нажатию находящейся рядом многофункциональной клавиши.

Управление сменой позиций револьверной головки осуществляется как в автоматическом, так и в ручном режиме (в любом подрежиме) с помощью специальных технологических команд по адресу Т. Подадресная числовая информация соответствует номеру выбираемого гнезда головки, устанавливаемого в рабочую позицию. Запуск команды производится клавишей «Пуск».

Управление главным шпинделем в токарном режиме и инструментальным шпинделем во фрезерном режиме осуществляется одними и теми же командами. При отключенной координате «С» управляется главный шпиндель, при включенной - иструментальный. Направление вращения задаётся вспомогательными функциями М3 или М4. Останов шпинделя происходит по команде М5. Если в кадре задаются и перемещения по координатам, то М3 и М4 отрабатываются до перемещений, а М5 - после.

Для включения шпинделя в ручном режиме (в любом подрежиме) необходимо набрать на экране команду М3 или М4 и ввести её клавишей «Пуск», затем набрать функцию частоты вращения S с численным значением (задаётся в об/мин) и включить шпиндель клавишей «Пуск». Введя новое значение функции S, можно изменить частоту вращения не останавливая шпиндель. Для остановки шпинделя нужно набрать команду М5 и выполнить её клавишей «Пуск».

Поворот главного шпинделя, при включённой координате «С» осуществляется от координаты С. Для включения координаты С необходимо выйти в “0” по координате С, произвести ориентацию шпинделя командой М19 и ввести червяк в зацепление с червячным колесом шпинделя командой М70. На пульте станка должна загореться лампочка с индексом “С”. Отключение координаты С осуществляется командой М71.

Положение координаты С на экране индицируется в градусах, а скорость задается в град/мин.

Управление приводами подач, т.е. перемещение по координатам станка, может осуществляется в различных режимах.

^ Выход в ноль станка производится в подрежиме “Выход в 0” ручного режима. Выход в ноль необходим для приведения в соответствие значений индикации на дисплее с реальным положением подвижных элементов. При этом подвижные органы станка выводятся в положения, соответствующие нулям абсолютных значений. Нулевые точки координат находятся с положительной стороны зоны перемещения, поэтому направление поиска задается клавишами +Х, +Z и +Y. Запуск программы производится клавишей «Пуск». Операция выполняется по всем координатам последовательно.

^ Немерные перемещения могут осуществляться в ручном режиме (в любом подрежиме) двумя способами в зависимости от положения переключателя режимов, расположенного слева над маховичком ручного генератора.

В правом положении переключателя перемещение по координатам осуществляется при помощи соответствующих кнопок (под маховичком). При одновременном нажатии средней кнопки происходит ускоренное перемещение.
В левом положении переключателя перемещение по координатам осуществляется при вращении маховичка. Координата выбирается переключателем, расположенным справа над маховичком.

^ Мерные перемещения производятся в подрежиме “МЕРН” ручного режима. При выходе в подрежим на экране появляется приглашение “ПО ОСИ +Х В” или “ПО ОСИ +Х НА”. Вид надписи, т.е. абсолютная или относительная система отсчета, изменяется при помощи нижней многофункциональной клавиши. Если значение скорости F не устраивает (например, F=0), необходимо сперва задать требуемое значение скорости (Её значение задаётся в мм/мин). После этого выбрать нужную координату и набрать численное значение перемещения с учетом знака, причем если перемещение задается в мм., то в конце необходимо поставить точку, которая используется для отделения мм. от мкм. Выполнение перемещения происходит при нажатии клавиши «Пуск».

^ Набор и отработка кадра. В подрежиме “Преднабор” можно набрать и отработать кадр, состоящий из подготовительных функций (см. Учебное пособие), координатных слов и технологических команд. Для этого используются многофункциональные клавиши и клавиши набора. Отработка кадра происходит при нажатии клавиши «Пуск».

^ Автоматическая отработка УП. Для отработки УП необходимо перейти в автоматический режим.

Для загрузки требуемой УП нужно выбрать подрежим “УП” и, после появления запроса “Номер УП?”, набрать номер УП и исполнительной клавишей “Ввод инф.” ввести её. После возможной задержки в несколько секунд на экране должен высветится номер требуемой УП. Клавишей «УП» из группы индикации можно вывести состав УП на экран.

Отработка УП может производиться в различных подрежимах (покадровом, без отработки технологических команд или движения, ускоренном прогоне и др.). Подрежимные клавиши - двухразового действия: первое нажатие задаёт подрежим, второе - отменяет его. После задания необходимого подрежима или их комбинации, УП может быть отработана нажатием клавиши «Пуск». Приостановить выполнение УП можно клавишей «Стоп». Затем можно возобновить отработку клавишей «Пуск».

^ Управление устройствами электроавтоматики. Управление такими устройствами осуществляется от УЧПУ дискретными сигналами по специальным командам по адресам М и Т. По командам может выполняться как одно действие, так и цикл управления.

Для выполнения команд используются следующие режимы:

1) Режим ручного управления, подрежимы мерных и немерных перемещений. Выполняется одна команда.

2) Режим ручного управления, подрежим “Преднабор”. Можно выполнять несколько команд.

3) Режим автоматической отработки УП.

Лабораторная работа №5

Blog

Содержание

Лабораторная работа №4

Управление системами и устройствами многоцелевого токарного полуавтомата