Система управления

4 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

4.1 Описание работы механизма смены инструмента

Схема инструмента организованна по системе RENDOM т. е. Инструмент в магазине может находиться в любом из 12 гнёзд. После загрузки инструмента в магазин производится составление таблицы инструментов, которая в процессе работы станка постоянно обновляется. Загрузка магазина осуществляется в ручном режиме от пульта магазина. Далее по ходу отработки программы, инструмент выполнивший операцию может вставляться в любое свободное гнездо. Поиск инструмента в магазине происходит по кратчайшему пути, магазин при поиске гнезда с инструментом может вращаться, как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Таблица инструментов автоматически переписывается, и может быть вызвана в любой момент на экран дисплея для контроля.

Поиск гнезда в магазине в "Автомате" осуществляется по "коду Т" с использованием оптического датчика двигателя магазина и конечного выключателя нулевого положения. Вращение осуществляется при среднем положении манипулятора.

Вращение руки манипулятора: на 180º против часовой стрелки, 90º против часовой стрелки, 90º по часовой стрелки, осуществляется по принципу RENDOM.

В исходном положении манипулятор находится в среднем положении, о чем сигнализирует бесконтактный датчик SQ1. Поворот руки осуществляется от электродвигателя через червячный редуктор и зубчатую передачу. Инженер заранее просчитывает и подбирает передачи так, чтобы при определенном n обороте двигатель повернул манипулятор в положение смены. При следующем включение двигатель совершает 2n оборотов - поворот на 180º. Для возврата в исходное положение двигатель отрабатывает n оборотов. Число оборотов контролируется ДОС встроенный в двигатель (ВQ5). Направление вращения осуществляется в зависимости от включения реле Р1 или Р2.

80

4.2 Описание работы по циклограмме

При необходимости смены инструмента программа в ЧПУ задает номер инструмента (код Т) и выдается сигнал смены инструмента (М06). В ЧПУ вырабатывается сигнал (строб Т) - который является сигналом запуска всего цикла смены. сигнал "строб Т” включает привод магазина и приводит его во вращение. Магазин вращается до появления сигнала от датчика нулевого положения, он останавливается. (Если магазин будет вращаться 10 сек и датчик не сработает, то станок остановится и будет выдан сигнал об неисправности магазина, (на циклограмме не показано)). После проверки магазина и установке его в нулевое положение ЧПУ анализирует как с наименьшими потерями времени добраться до нужного гнезда с инструментом, в зависимости от таблицы инструментов и включает Рll ( поворот по часовой стрелке) или Р21 (поворот против часовой стрелке) реле.

При включении реле Рll магазин начинает вращаться, при этом ДОС (ВQ5 ­встроенный в двигатель) отслеживает число оборотов двигателя. При М обороте двигателя (число М - это количество оборотов двигателя, которое необходимо для останова нужного гнезда магазина в положение смены).

Вырабатывается сигнал "Найд. Ин." (инструмент найден).

Одновременно с этим происходит отвод шпинделя в положение смены инструмента и разориентирование его.

При наличии сигналов "Строб Т", "Найд. Ин.", "Шп. Ориент.", и ответа от датчика SQl (исходное положение манипулятора). Включается реле Р2 (поворот против часовой стрелки). При повороте магазина на n оборотов (отсчитывает ДОС BQ5 встроенный в двигатель) Р2 отключается. В ЧПУ вырабатывается сигнал "Полож. смены. Сигнал "Полож. Смены” включает электромагнит УAll (расфиксация) - который разблокирует инструмент в гнезде магазина. О чём сообщают датчики SQll (инструмент зафиксирован) и SQ12 (расфиксация). Для данного исполнения станка выбрана рука механическая с двух сторонним захватом.

Одновременно с УАll включается УА21 (разжать инструмент в шпинделе), о чём сообщают датчики SQ22 (инструмент зажат) и SQ23 (инструмент разжат). При срабатывании концевика SQ2З включается реле Р3 (обдув инструмента). При выработки ответов от концевиков SQ23 и SQ12 в ЧПУ формируется сигнал "И в М" (инструмент в манипуляторе) по которому включается УА21 (манипулятор вниз).

Фиксация оправок в руке манипулятора реализована на уровне механики. Манипулятор движется вниз, происходит отключение концевика SQ6(манипулятор вверху). Его отключение приводит к снятию сигнала "Полож. смены". При включении SQ5 (манипулятор внизу) УА2 выключается. Наличие ответа от SQ5 включает реле Р2 и манипулятор поворачивается на 180º. При отсчёте BQ5 2N оборотов реле Р2 выключается и в ЧПУ вырабатывается сигнал ''Полож. смены".

Этот сигнал включает электромагнит УАl (манипулятор вверх), при срабатывании концевика SQ6 выключается УАЗ, РЗ. Через некоторое время включается УА21 (фиксация в магазине) и УА22 (зажатие инструмента в шпинделе).

Срабатывание концевиков SQll и SQ22 приводит к включению реле Рl (поворот по часовой стрелке руки манипулятора).

При срабатывании концевика SQl (исходное положение) Рl отключается. В ЧПУ отключается "Строб Т" (конец цикла смены).

Таблица 4.1 - Таблица времени смены инструмента

№	Операция на станке с проектируемым магазином	Время
п/п
	сек.
1	Торможение шпинделя,	1
	переход на ползучую скорость
2	Предварительная ориентация	Среднее
	шпинделя 1-1О сек	5 сек.
3	Выключение привода	0,2
	шпинделя
4	Ориентация шпинделя	1
5	Поворот на 90º	0,2
	Расфиксация инструмента в
6	магазине 0,5 сек. Параллельно с	1
	этим разжим инструмента в
	шпинделе 1 сек
7	Рука вниз	1
8	Поворот на 180º	0,5
9	Рука вверх	1
	Фиксация инструмента в магазине
10	0,5 сек. параллельно зажатие в	1
	шпинделе инструмента 1 сек.
11	Поворот руки на 90º	0,2
12	Разоретирование шпинделя	1
13	Включение ползучей скорости	1
14	Обработка.
	Итого	14,1

4.3 Основные технические характеристики системы ЧПУ Sinumerik - 840D

Система ЧПУ обеспечивает:

- технологии сверления, точения, фрезерования, прессовки, лазерная обработка,

шлифования и транспортно - загрузочно - зажимные операции;

- до 10 каналов (процессов);

- до 8 осей ( одновременно);

- расширение до 31 оси / шпинделя;

- линейная интерполяция;

- круговая и спиральная интерполяция;

- Spline - интерполяция;

- следящий режим с замыканием на истинное положение;

- память пользователя не менее 256 Кбайт;

- подготовка программы параллельно с отработкой;

- встроенный контроллер с языком программирования SТEP - 7;

- возможность связи через Internet с цеховыми линиями связи.

Упрощённо комплекс ЧПУ Sinumerik - 840D состоит из:

- пульт оператора УЧПУ с центральным процессором ММС типа Pentium 133 (и выше), дисплеем, дисковой памятью, стандартной клавиатурой, станочным

пультом, дисководом т. п.

- контроллера электроавтоматики станка (объекта) РLC

- размещённых в один ряд силового модуля (общего для приводов) центрального процессора CPV и цифровых модулей шпинделя и осей станка (можно конфигурировать до 8 модулей). Размещенные в один ряд приводные модули шпинделя и осей получают от силового модуля питание ±600V по специальной закрытой снаружи шине. Все приводные модули соединены с центральным процессором шиной РRОFIВUS (интерфейс стандарт фирмы "SIEМENS").

- приводные двигатели шпинделя и подач с встроенными во все эти двигатели энкодерами ДОС1…ДОС “n”. Все приводы получают питание от сети 380V, 50Гц через сетевой трёхфазный дроссель, защищающий провода от сетевых помех из приводов в сеть 3х380 V 50Гц.

Таблица включений.

№ п/п	Операция	Обоз-начение	ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ УА	РЕЛЕ	МИКРОПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ SQ	BQ
1	2	11	12	21	22	Р1	Р2	Р3	Р11	1	5	6	11	12	22	23	5	15
1	Поиск инструмента	Строб. Т	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+	-	+	+	-	+	-	-	-
2	Найден инструмент	Найд. инс.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	-	+	+	-	+	-	-	+
3	Шпиндель в положении смены	Шп. ориент.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+	-	+	-	-	+
4	Положение смены	Полож. смен.	-	-	-	-	-	-	-	+	-	-	-	-	+	+	-	+	-	+	+
5	Расфиксация инструмента в магазине	Инстр. расф.	+	-	+	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+	-	+	-	+	+	+
6	Разжим инструмента В шпинделе	Инстр. разж.	+	-	+	-	+	-	-	-	+	-	-	-	+	-	+	-	+	+	+
7	Манипулятор вниз	Ман. вн.	-	+	-	-	-	-	-	-	+	-	-	+	-	-	+	-	+	-	+
8	Поворот на 180º по часовой стрелке	П 180	-	-	-	-	-	-	-	+	+	-	-	+	-	-	+	-	+	+	+
9	Подъём манипулятора	Ман. вверх	+	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	-	+	+	+
10	Инструмент в магазине	И в М	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+	-	+	-	+	+	+
1	Фиксация инструмента в магазине	Фикс. инстр.	-	-	-	+	-	+	-	-	-	-	-	-	+	+	-	+	-	+	+
12	Зажатие инструмента в шпинделе	Зажат. инстр.	-	-	-	+	-	+	-	-	-	-	-	-	+	+	-	+	-	+	+
13	Поворот на 90º против часовой стрелки	П 90	-	-	-	-	-	-	+	-	-	-	+	-	+	+	-	+	-	-	-