Модернизация системы управления вертикально-фрезерным станком модели 6М610

Требования к электроприводу и программируемому контроллеру. Разработка функциональной схемы системы управления вертикально-фрезерным станком. Расчет и выбор электродвигателей. Анализ преобразователей частоты и датчиков перемещения. Алгоритм работы станка.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 28.06.2013
Размер файла 3,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

29

Введение

Одним из путей повышения производительности металлорежущих станков является их модернизация с использованием современных средств автоматизации. А также их использование для разнообразных операций изготовления деталей в условиях серийного или массового производства.

Одним из таких примеров может служить вариант использования вертикально-фрезерного станка для плоскостного фрезерования деталей по четырем плоскостям, например, формы параллелепипеда или другой формы.

В настоящее время в машиностроении широко используются детали, содержащие сложно-профильные поверхности: формообразующие поверхности штампов, прессформ, копиры и многие другие.

К основным способам получения деталей с такими поверхностями можно отнести литье, штамповка, резание. Однако только обработка резанием, в частности фрезерование, позволяет получить параметры поверхности близкими к заданным и сократить время последующей доводки. Очень часто этот метод является единственным возможным методом, это особенно важно на данный момент, так как большинство предприятий машиностроения перешли на серийное или мелкосерийное производство. Получение деталей фрезерованием, при таком типе производства, наиболее экономически оправдано.

Типовой технологический процесс обработки сложнопрофильных поверхностей включает в себя следующие операции: заготовительная, фрезерная, доводочная. Последняя выполняется вручную, при этом трудоемкость операции определяется выходными параметрами поверхности после фрезерования. Поэтому обеспечив высокий класс шероховатости на стадии фрезерования, можно сократить время на доводку, которая является наиболее трудоемкой частью технологического процесса.

Точная обработка поверхностей металлических изделий всегда являлась важнейшей задачей тяжелого машиностроения. В связи с этим большую важность для машиностроения представляли станки, предназначенные для обработки металлических поверхностей различными инструментами, такими как фрезы, резцы, шлифовальные круги и прочие.

Вместе с развитием станкостроения возрастали требования к точностям поверхностей деталей, что привело к применению в станках новейших измерительных систем и систем управления движением. В связи с этими тенденциями приобрела большую важность такая область станкостроения как модернизация станков.

Для обработки крупногабаритных деталей используются специализированные станки, на рабочий стол которых возможно поместить деталь соответствующего размера. Однако на одном станке обычно может обрабатываться не один вид детали. Особенно это важно для крупногабаритных станков, которые имеют высокую стоимость. В связи с этим система управления подобным агрегатом должна иметь повышенную гибкость для высокоточной обработки различных видов деталей.

Высокая точность обработки деталей достигается использованием в станках различных измерительных систем. Для станков применяются различные измерительные системы: высокоточные линейки, аналоговые датчики перемещения, электронные линейки. Тенденции развития измерительных систем сводятся к максимальному использованию высокоточных электронных линеек в связи с их высокой разрешающей.

Последние тенденции развития информационных технологий сводятся к тому, чтобы максимально облегчить работу человека со станком. Все это достигается как использованием новейших программных средств, так и различных аппаратных решений, таких как эргономичный дизайн, гибкий настраиваемый интерфейс, визуализация большого количества рабочих параметров и тому подобное.

Все эти новейшие разработки и тенденции были учтены при модернизации системы управления вертикально-фрезерного станка модели 6М610.

1. Анализ существующих систем управления

1.1 Описание объекта управления

Вертикально-фрезерный станок модели 6М610 (рисунок 1.1 (приведен в приложении)) предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ цилиндрическими, угловыми, торцевыми, фасонными и другими фрезами. На рисунке 1.1 показаны основные элементы вертикально-фрезерного станка модели 6М610.

На станках обрабатывают горизонтальные и вертикальные плоскости, пазы, рамки, углы, зубчатые колеса, модели штампов, пресс-форм и другие детали из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и пластмасс.

Вертикально-фрезерный станок модели 6М610 имеет следующие технические характеристики.

Мощность двигателя главного привода:

- вертикальной бабки - 45, 37 кВт;

- горизонтальной бабки - 30 кВт.

Наибольшее тяговое усилие привода перемещения, Н:

• стола - 6300;

• бабки вертикальной - 4000;

• ползуна вертикальной бабки - 4000;

• ползуна горизонтальной бабки - 4000.

Пределы подач, мм/мин:

• стола - 4…10000

• бабки вертикальной - 3…10000;

• ползуна вертикальной бабки - 3…6000;

• бабки горизонтальной - 3…2500;

• ползуна горизонтальной бабки - 3…1250.

Пределы частот вращения шпинделя, об/мин:

• вертикальной бабки - 4;

• горизонтальных бабок - 40…1250.

Количество механических ступеней частот вращения шпинделя:

• вертикальной бабки - 10…2000;

• горизонтальной бабки - 16.

Предельные размеры обрабатываемых поверхностей, мм:

• длина - 4000±40;

• ширина - 1250±20;

• высота - 1150±25.

Мощность приводов и высокая жесткость станков позволяют применять твердосплавный инструмент.

В станине размещена коробка скоростей. Шпиндельная головка смонтирована в верхней части станины и может поворачиваться в вертикальной плоскости. При этом ось шпинделя можно поворачивать под углом к плоскости рабочего стола. Главным движением является вращение шпинделя. Стол, на котором закрепляют заготовку, имеет продольное перемещение по направляющим салазок. Салазки имеют поперечное перемещение по направляющим консоли, которая перемещается по вертикальным направляющим станины. Таким образом, заготовка, установленная на столе, может получать подачу в трех направлениях. В консоли смонтирована коробка подач.

На вертикально-фрезерных станках применяют следующие типы фрез: торцовые, концевые, шпоночные. Фрезы изготовляют цельными или сборными с напайными или вставными ножами.

Цельные фрезы изготовляют из инструментальных сталей, корпуса напайных фрез - из конструкционных сталей; на рабочие части зубьев фрез припаивают пластинки из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. У сборных фрез зубья (ножи) выполняют из быстрорежущих сталей или оснащают пластинками из твердых сплавов и закрепляют в корпусе фрезы различными механическими способами.

Режущее лезвие торцовой фрезы состоит из главного режущего лезвия, переходного лезвия и вспомогательного лезвия. Зуб торцовой фрезы имеет главный угол в плане, измеряемый между проекцией главного режущего лезвия на осевую плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане составляет 5-10°. Чем меньше этот угол, тем ниже шероховатость обработанной поверхности.

Для закрепления заготовок на фрезерных станках применяют универсальные и специальные приспособления. К универсальным приспособлениям относятся прихваты, угольники, призмы, машинные тиски.

При обработке большого числа одинаковых заготовок изготовляют специальные приспособления, пригодные только для установки и закрепления этих заготовок на данном станке. Важной принадлежностью фрезерных станков являются делительные головки. Они служат для периодического поворота заготовок на требуемый угол и для непрерывного их вращения при фрезеровании винтовых канавок.

Делительная головка состоит из корпуса, поворотного барабана и шпинделя с центром. В корпусе на шпинделе жестко закреплено червячное зубчатое колесо (обычно с числом зубьев 40), находящееся в зацеплении с однозаходным червяком. Вращение шпинделю сообщают рукояткой 6. Следовательно, при одном обороте рукоятки шпиндель сделает 1/40 оборота. На переднем конце шпинделя нарезана резьба для навинчивания кулачкового патрона или поводка. Делительный лимб с отверстиями закреплен на полом валу, внутри которого расположен вал рукоятки. Для удобства пользования лимбом имеется раздвижной сектор, состоящий из двух ножек, которые устанавливают так, чтобы между ними было необходимое число отверстий на лимбе. На шпинделе закреплен лимб для непосредственного деления заготовки на части.

Винтовые канавки фрезеруют при непрерывном вращении шпинделя делительной головки, которое он получает от винта продольной подачи стола фрезерного станка через сменные колеса. Заготовку устанавливают в центрах делительной головки и задней бабки. В процессе обработки заготовка получает два движения ? вращательное и поступательное вдоль оси. Оба движения согласованы так, что при перемещении на шаг нарезаемой винтовой канавки заготовка делает один оборот.

В качестве вспомогательного инструмента применяют фрезерные оправки для закрепления фрез и передачи крутящего момента от шпинделя

на фрезу. Базой для крепления фрезы на оправке может быть её центровое отверстие или хвостовик (конический или цилиндрический). По способу крепления в первом случае фрезы называют насадными, во втором - хвостовыми.

Коническим хвостовиком оправку закрепляют в шпинделе, а на другом конце оправки крепят насадную фрезу с помощью шпонки и винта. Фрезы с коническим хвостовиком закрепляют в коническом отверстии шпинделя непосредственно или через переходные втулки. Фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в цанговом патроне. Конический хвостовик патрона вставляют в шпиндель станка и закрепляют болтом.

Горизонтальные плоскости фрезеруют на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами. Это удобнее вследствие большой жесткости их крепления в шпинделе и более плавной работы, так как одновременно работает большое количество зубьев.

Вертикальные плоскости фрезеруют на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами.

Наклонные плоскости и скосы фрезеруют торцовыми и концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости.

Уступы фрезеруют на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами.

Пазы на вертикально-фрезерных станках фрезеруют за два прохода: прямоугольный паз концевой фрезой, затем скосы паза концевой одноугловой фрезой для паза типа "ласточкин хвост" и для Т-образного паза фрезеруют паз прямоугольного профиля концевой фрезой, затем нижнюю часть паза - фрезой для Т-образных пазов.

Закрытые шпоночные пазы фрезеруют концевыми фрезами, а открытые - концевыми или шпоночными. Точность получения шпоночного паза является важным условием при фрезеровании, так как от неё завесит характер посадки на шпонку сопрягаемых с валом деталей. Фрезерование шпоночной фрезой обеспечивает получение более точного паза; при переточке по торцовым зубьям диаметр фрезы практически не изменяется.

Фрезерование цилиндрических зубчатых колес на вертикально-фрезерных станках осуществляется пальцевой фрезой.

Сложно-профильные поверхности могут включать в себя выпуклые, вогнутые и прямолинейные участки. Причем в качестве инструмента может использоваться однозубая или многозубая фреза. Кроме того, требуемый профиль можно получить поворотом или только поступательным движением фрезы, т.е. можно выделить следующие способы получения сложнопрофильных поверхностей:

- вогнутая цилиндрическая поверхность, получаемая

а) за счет поворота оси фрезы на угол;

б) за счет поступательного движения фрезы;

- выпуклая цилиндрическая поверхность, получаемая

а) за счет поворота оси фрезы на угол;

б) за счет поступательного движения фрезы.

Вертикально-фрезерный станок модели 6М610 отличается большой универсальностью и предназначен для обработки деталей весом до 20 т (наибольшая допустимая масса обрабатываемого изделия, на 1 пог. м. стола - 5000 кг.) и габаритом, допускающим их установку на съемном столе.

Переносной (съемный) стол состоит из станины, продольно-подвижных саней и встроенного поворотного стола. Поворотный стол смонтирован на санях, перемещающихся по направляющим станины. Средняя направляющая имеет форму равнобокой трапеции для повышения точности. Весь узел «переносной стол» устанавливается и крепится на неподвижной плите станка, которая в свою очередь монтируется и крепится на фундаменте. Как поворот, так и перемещение поворотного стола осуществляется от одного электродвигателя. Переключение подачи с саней на стол осуществляется вручную от механической рукоятки. Для обеспечения требований точности снизу поворотного стола нанесены деления с ценой 30 угловых минут. Зажим поворотного стола осуществляется вручную поворотом рукоятки. Снаружи саней смонтирован насос, приводимый в действие ходом саней. Так же насос снабжен рукояткой, предназначенной для подачи масла вручную перед началом работы.

Рабочие подачи и установочные перемещения стойки, бабки, шпинделя, радиального суппорта и стола производятся от отдельных электродвигателей переменного тока. Для управления этими электродвигателями применяется типовой электропривод с частотным управлением. Кинематические цепи станка короткие и простые, без коробки подач и муфт переключения. Общие габариты станка составляют 12500x6500x5800 мм, а масса всех механизмов 49500 кг.

Инструмент может двигаться в 3 направлениях (оси X,Y,Z), заготовка вдоль оси W и вокруг оси рабочего стола (ось В).

Рабочий стол с габаритами 4000x1800 мм имеет 1 двигатель, обеспечивающий как вращение, так и линейное перемещение.

Уменьшение силы сопротивления, препятствующей движению, осуществляется путем разбрызгивания масла на направляющие. Станок так же имеет вспомогательные привода зажимов осей, насосных станций и переключения передач.

Основные органы управления станком расположены на главном пульте, который расположен на специальной подвеске (см. рисунок 1.1. На этом пульте расположены: 1. органы, управляющие пуском и остановкой главного привода; 2. органы распределения, пуска и остановки подачи; 3. органы, управляющие установочными перемещениями.

Часть этих органов управления дублирована на переносном пульте. Выбор числа оборотов шпинделя и величины рабочей и установочной подачи производится только на главном пульте. При нажатии кнопки «БЫСТРО» включается наибольшая скорость перемещения независимо от положения рукоятки оператора.

Сообщений об ошибках в системе управления не предусматривалось, что увеличивало время обслуживания станка и затрудняло работу с ним.

Старая система управления обеспечивала управление станком только в ручном режиме управления. Для обеспечения точности перемещений каждая ось была обеспечена своей измерительной системой: оси X, Z, В, V -поворотные лимбы, оси W и Y - высокоточные линейки.

Отсчет перемещений каретки, левой и правой бабок, продольных перемещений переносного стола и вертикальных перемещений шпиндельной бабки производится преобразователем угловым ЛИР158 с ценой деления 1 мм.

Отсчет поворота стола при его установке через каждые 90° производится с помощью встроенных индикаторных устройств, установленных на санях. Для установки стола на любой угол по отношению к оси шпинделя имеется круговая шкала. Отсчет производится по рискам, нанесенным на указательных планках, закрепленным на санях стола. Цена деления круговой шкалы равна 0,5°.

1.2 Обзор существующего рынка и выбор УЧПУ

В настоящее время на российском рынке представлены УЧПУ различных зарубежных фирм Siemens, Heidenhein (Германия); Fagor (Испания); GE Fanuc Automation (США-Япония); Okuma, Mitsubishi (Япония) и отечественных фирм: Балт-Систем (Санкт-Петербург); Модмаш-софт (Нижний Новгород), Ижпрэст (Ижевск), Микрос (Ногинск), Альфа-Систем (Москва).

Все фирмы производители имеют УЧПУ различного класса для управления простым и сложным станочным оборудованием. В целях уменьшения себестоимости предлагаемые УЧПУ имеют минимальные аппаратные и программные средства для простого и среднего классов, а для сложного оборудования включают новые функциональные элементы.

В последние десять лет с развитием электронной промышленности появилась возможность использования надежных унифицированных промышленных модулей, таких как материнские платы, блоки питания, мониторы и другие части, позволяющие использовать их в собственных разработках. Применение этих модулей и блоков на порядок повысило надежность УЧПУ.

Наметившаяся тенденция к унификации, минимизации, увеличению быстродействия аппаратных средств при сохранении надежности будет продолжаться и в будущем. Если раньше в основном простои станков с УЧПУ были вызваны выходом из строя УЧПУ, то в последние годы таких жалоб практически нет. Уровень надежности отечественных устройств сравнялся с уровнем зарубежных. А в пользу отечественных разработок говорит их относительно цена, по сравнению с иностранными аналогами.

Остановимся подробнее на нескольких решениях отечественных и зарубежных фирм-производителей. Все рассматриваемые в дальнейшем УЧПУ будут отвечать необходимым требованиям, предъявляемым к управлению фрезерным станком.

1.2.1 УЧПУ фирмы Балт-Систем

УЧПУ NC-110 фирмы Балт-Систем применяется в металлообрабатывающих станках [7]. Устройство отличается сочетанием многофункциональности, надежности и возможности управления пятью процессами одновременно. Устройство имеет открытую архитектуру, что позволяет удовлетворять растущие требования потребителей путем встраивания дополнительных аппаратных и программных модулей. Устройство может работать с датчиками типа энкодер, резольвер и индуктосин. Это позволяет эффективно применять устройство для управления различным оборудованием: обрабатывающими центрами, высокоскоростными станками, многосуппортными станками и гибкими производственными системами. Основные технические параметры УЧПУ фирмы Балт-Систем приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Технические параметры УЧПУ фирмы Балт-Систем.

Общие технические характеристики

Число управляемых осей

до 16

Кадров УП в секунду

до 5000

Модулей в БУ

до 6/8

Входов/выходов

до 384/256

Дисплей

TFT 10,4" или CRT 14"

1.2.2 УЧПУ фирмы Siemens, модель Sinumerik 840Di si

Фирма Siemens выпускает различные по функциям УЧПУ [4], давая возможность заказчикам подобрать необходимую конфигурацию. Для проектируемой УЧПУ фрезерным станком подойдёт УЧПУ Sinumerik 840Di si. Основные технические характеристики Sinumerik 840Di si приведены в таблице 1.2.

Sinumerik 840Di si это полностью PC-интегрированная СЧПУ, работающая в комбинации с приводной системой Sinamics S120. УЧПУ Sinumerik 840Di si состоит из промышленного компьютера PCU 50.3, платы MCI Board, панели оператора и системного программного обеспечения для 6 или 20 осей (для нашего проекта подходит система с 6 осями).

Таблица 1.2. Технические характеристики Sinumerik 840Di si.

Число управляемых осей

6 или 20 осей

Объем памяти для данных и технологических программ

HDD 40 ГБ

Загрузка/выгрузка технологических программ

через канал RS 232, встроенную сеть Ethernet, USB или дисковод 3,5" (дополнительная опция)

Тип экрана

цветной с диагональю от 10,4" до 15"

Язык экранного диалога

английский или русский (дополнительная опция)

Язык программирования

ISO , языки высокого уровня

Возможность

программировать сложные 2D контуры непосредственно с чертежа

имеется при заказе соответствующего программного обеспечения

Параметрическое программирование

имеется

Моделирование траектории инструмента при отключенном станке

имеется

Интерфейс Profibus DP на панели MCI обеспечивает соединение приводной системы Sinamics S120. Доступны два варианта аппаратного обеспечения Sinumerik 840Di si в зависимости от требований к производительности:

· PCU 50.3 - процессор Celeron 1.5 ГГц, с оперативной памятью 512 Mb , встроенной платой MCI Board и операционной системой Windows XP;

· PCU 50.3 - процессор Intel Pentium 2.0 ГГц, с оперативной памятью 1024 Mb, встроенной платой MCI Board и операционной системой Windows XP.

В качестве дополнительной опции может быть использована плата MCI Board Extension. Она может быть использована для соединения с маховичками, щупами и высокоскоростными входами и выходами. Приводная система Sinamics SI20 подключается через блок управления CU320. Подключение к Sinumerik 840Di si блока управления происходит через интерфейс Profibus DP. Блок CU320 может управлять максимум 6 осями, если нужно большее количество осей, то через Profibus DP можно подключить несколько блоков CU320. К Sinumerik 840Di si можно подключить следующие компоненты:

панель оператора Sinumerik, станочный пульт, кнопочную панель;

ручные пульты Sinumerik;

платы переферии РР 72/48;

плата аналогового задания на привода (ADI 4);

приводную систему Sinamics SI20 через блок управления CU320;

двигатели подачи и главного привода.

Связь с периферией и приводной системой осуществляется посредством Profibus.

1.2.3 УЧПУ фирмы Heidenhain

УЧПУ iTNC 530 фирмы Heidenhain предназначены для работы на фрезерных и сверлильных станках, а также в обрабатывающих центрах [6]. Основные технические параметры УЧПУ Heidenhain iTNC 530 приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3. Технические параметры УЧПУ Heidenhain iTNC 530.

Модель УЧПУ

ITNC 530

Число управляемых осей

до 8 и 1 шпиндель или 7 и 2 шпинделя

Объем памяти для данных и технологических программ

ограничена только емкостью жесткого диска (в базовом комплекте 13 ГБ)

Загрузка/выгрузка технологических программ

через каналы RS 232, RS 422 или по сети Ethernet (дополнительная опция)

Тип экрана

15" цветной TFT (плоский)

Язык программирования

диалоговое, ISO

Особенности

имеется возможность программирования

программирования

прямо у станка в режиме диалога «открытым текстом», не требующего от оператора знания языков программирования или G-функций

Возможность

программировать сложные 2D контуры прямо с чертежа

имеется

Параметрическое программирование

имеется

Моделирование траектории инструмента при отключенном станке

имеется

Опциональные возможности (по заказу):

сетевая карта Ethernet, до 3 электронных штурвалов, средства дистанционного обслуживания и диагностики и т.д.

Одной из возможностей данного УЧПУ является оснащение двумя процессорами. Один из процессоров обеспечивает обработку задач в реальном времени и функционирование операционной системы Heidenhain, а второй процессор обеспечивает работу стандартной операционной системы Windows, предоставляя пользователю дополнительные возможности. При подключении в локальную сеть iTNC 530 предоставляет специалисту необходимую информацию: чертежи САПР, эскизы устройств фиксации, списки инструментов и т.д. У оператора имеется также доступ к работающим в системе Windows базам данных, в которых специалист может быстро найти специальные технологические данные, такие как скорость резания или разрешаемый угол врезания.

1.2.4 УЧПУ фирмы GE Fanuc

Фирма GE Fanuc Automation [5] выпускает следующие модели УЧПУ 16i / 160i / и 18i / 180i. Эти модели функционально очень схожи между собой. Главным отличием одной модели от другой является максимально возможное количество управляемых осей.

В УЧПУ открытого типа FANUC OPEN CNC реализовано оптимальное сочетание СЧПУ с компьютером за счет их интеграции в единую сетевую среду с высокоскоростным каналом обмена данными. Пакеты прикладных программ системы FANUC OPEN CNC предоставляет производителям станков с ЧПУ уникальные возможности по расширению их рабочих функций, что, в свою очередь, позволяет полнее удовлетворить потребности заказчиков станочного оборудования. Системой ЧПУ FANUC OPEN CNC предусмотрено оснащение станка графическим интерфейсом пользователя, обмен массивами данных через локальную сетевую среду, управление базой данных по инструментальной оснастке и т.д. Система FANUC OPEN CNC открывает широкие возможности по внедрению самых высоких современных компьютерных и информационных технологий в сферу производства и эксплуатации станков с ЧПУ. Основные технические параметры УЧПУ моделей 16i / 160i и 18i / 180i приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4. Технические параметры УЧПУ моделей 16i / 160i и 181 / 1801.

Модель УЧПУ

16i/160i

181 / 1801

Число управляемых осей

до 8 (16)

до 6(12)

Объем памяти для данных и программ

до 2 / 64 /128 МБ (дополнительная опция)

до 1 / 64 / 128 МБ (дополнительная опция)

При установке PCMCIA-Memory Card ограничивается лишь ее объемом (с карты может осуществляться также и выполнение программ)

Загрузка/выгрузка программ

RS 232, встроенный Ethernet, PCMCIA-Memory Card (приобретается отдельно), FDD (дополнительная опция), USB

Тип экрана

7,279,5" ЖК (монохромный), 8,4710,4" ЖК (цветной), 12,1715" (дополнительная опция)

Язык программирования

диалоговое , ISO ,C (дополнительная опция)

Особенности программирования

имеется возможность программирования в реальном времени и на языке С (дополнительная опция), создания собственных циклов, макросов и пользовательских экранов.

Возможность программировать сложные 2D контуры с чертежа

имеется

Параметрическое программирование

имеется

Моделирование траектории инструмента

имеется

Опциональные возможности:

ручной пульт с ЖК-дисплеем и генератором команд, флэш-карта с АТА-интерфейсом или HDD для поддержки высокоскоростных процессов

Среди преимуществ УЧПУ Fanuc можно выделить следующие:

- ультракомпактный дизайн УЧПУ (примерно 60 мм в толщину) с уменьшенным количеством кабельных соединений (за счёт интеграции УЧПУ с жидкокристаллическим дисплеем);

- сверхвысокоскоростная последовательная передача данных обеспечивается при минимальном количестве кабельных соединений;

- высокоточная обработка поверхностей посредством наноинтерполяции;

- точная, нанометровая интерполяция без округления наименьшего инкремента в командном сигнале, позволяет достичь плавной траектории позиционирования для цифровой системы управления сервоприводом, что способствует большей гладкости обрабатываемой поверхности.

1.3 Техническое задание на разработку системы управления

При разработке технического задания на систему управления вертикально-фрезерного станка модели 6М610 учтены обзор и анализ новых тенденций в развитии современных средств автоматизации.

При модернизации системы управления необходимо:

1. сделать отдельный пульт оператора, совмещающий в себе функции визуализации различных параметров и управления станком.

2. систему управления необходимо сделать на базе программируемого контроллера, для уменьшения затрат и необходимости движения только по одной оси одновременно.

3. заменить электропривода и электроконтактную аппаратуру на новые.

4. в программной части решено ввести абсолютную систему отсчета в системе координат станка; дополнительные блокировки по движениям и переключениям осей, управлению приводами подач координат "Z", "R", "W", управлению электроприводами левой и правой бабками; несколько режимов работы станка («ручной», «выход в точку», «работа в приращениях» и «выход в исходное») и визуализацию различных параметров (вывод сообщений об ошибках системы управления, вывод координат, вывод состояний, ввод параметров торможения и ввод параметров выхода в исходное).

5. повысить точность позиционирования с помощью установки электронных датчиков положения. Точность по перемещениям должна составлять для линейных перемещений 0,01 мм, а для поворотного стола 0,01 градуса.

С учетом всего вышесказанного далее приводятся требования к отдельным частям СУ.

1.3.1 Требования к электроприводу

Шкаф с преобразователем должен располагаться непосредственно на станке вблизи от всех устройств, поэтому должен обладать небольшими габаритными размерами, иметь достаточную степень защиты IP, обеспечивать высокую надежность при работе в номинальных режимах. Сам электропривод должен обладать достаточным быстродействием для обработки поступающих сигналов и обладать высокой динамикой, так как во время работы предусмотрено изменение скорости движения рабочего органа под нагрузкой. Так же привод и электродвигатели должны обладать достаточной мощностью и достаточным моментом для достижения необходимых усилий при резании. Привод должен обладать широким диапазоном регулирования скорости, так как для данного станка важно точное поддержание скорости как в области низких частот вращения двигателя, так и на высоких частотах. Двигатель же в свою очередь должен обладать высокой надежностью и способностью длительно работать под номинальной нагрузкой как в постоянном, так и в повторно-кратковременном режимах.

Электропривод должен оснащаться защитной коммутационной аппаратурой, которая должна отключать внешнее силовое питание в случае возникновения аварии, перегрузки и располагаться в шкафу.

1.3.2 Требования к программируемому контроллеру

Управление станком должно осуществляться при помощи ПЛК, который должен опрашивать состояние датчиков (уровня, положения и т. д.) и выдавать сигналы на исполнительные устройства: электропривод и коммутационную аппаратуру. Также контроллер должен регламентировать длительность операций на некоторых узлах, используя программные таймеры, а также обсчитывать координаты линеек и выдавать их на терминал. В целом, система управления должна обладать хорошим быстродействием, так как для точной остановки по линейкам и конечным выключателям ограничения хода необходима высокая динамика действий системы управления.

В системе управления должны быть предусмотрены защиты при срабатывании аварийных конечных выключателей ограничения хода и кнопки «Аварийный стоп», по нажатию на которую происходит немедленное отключение силовых цепей электропривода.

Сам ПЛК должен располагаться в шкафу автоматики, в котором помимо контроллера располагается привод, коммутационная аппаратура и электрические коммуникации (габариты электрического шкафа указаны выше), и, соответственно, должен обладать небольшими размерами. Так же необходимо учесть, что ПЛК располагается в непосредственной близости от электропривода и коммутационной аппаратуры, вследствие чего он должен обладать высокой помехозащищенностью и в случае необходимости стабильной работой в области повышенных температур.

2. Разработка функциональной схемы системы управления вертикально-фрезерного станка модели 6М610

Для разработчика системы управления одним из основных вопросов на этапе разработки становится вопрос о концепции системы управления и о дальнейшем развитии системы управления для того, чтобы она не так быстро устаревала. При этом важно знать - исторически сложилось, что системы управления делались централизованными. Подобные системы имели ряд существенных недостатков, таких как необходимость передавать сигналы в их исходной форме на значительные расстояния, что создает трудности особенно при передаче аналоговых сигналов, или ограниченную производительность. Впоследствии, наряду с развитием микроэлектроники, стали появляться распределенные системы. В подобной системе управления обработкой данных занимается уже не один, а несколько процессоров. Так же появилась возможность управлять объектами на значительном расстоянии с помощью промышленных сетей. Промышленные сети позволяют наряду с передачей сигналов на одном уровне управления транслировать их на более высокий уровень управления. Поэтому современные системы управления строятся с возможностью интеграции в уже существующую сеть. При анализе данной системы было обнаружено, что все объекты управления находятся на небольшом расстоянии друг от друга (не более 6 м), и нет необходимости транслировать данные во внешнюю сеть. Однако при разработке было учтено, что данная система должна иметь возможность роста. Это значит, что при наличии главного процессора (в данном случае центральный процессор ТК) и том факте, что все данные стекаются в центральный процессор, необходима возможность оперативного изменения количества входных/выходных сигналов системы и возможность трансляции необходимого количества данных во внешнюю сеть (например, сеть цеха). Вертикально-фрезерный станок модели 6М610 является пространственно сосредоточенной системой. Так же следует учесть, что для данного проекта не нужна передача данных на более высокий уровень управления.

Вследствие всех вышеперечисленных факторов выбор делается в пользу централизованной системы управления. Функциональная схема системы управления представлена на рис. 2.1 .

Система управления станком должна обеспечивать непрерывный контроль процессов (положение осей, ошибки в системе), своевременно на них реагировать (выдавать сообщения, включать программные блокировки), а так же осуществлять работу станка во вспомогательном режиме «Наладка параметров станка».

Рисунок 2.1 - Функциональная схема системы управления: ТК - технологический контроллер; ПО - пульт оператора станка (ЧМИ - человеко-машинный интерфейс); М - электропривод подач; Датчики - различные датчики системы (линейки, концевые выключатели, датчики уровня); Исполнительные устройства -управляемые реле.

электропривод контроллер фрезерный станок

Этот режим позволяет осуществлять наладку режимов торможения, ввод параметров торможения и ввод параметров режима «Выход в исходное».

3. Расчет и выбор основного оборудования системы управления

3.1 Расчет и выбор электродвигателей

Управляемый электропривод должен обеспечивать долговременную работу как в продолжительном, так и в повторно-кратковременном режиме, динамичные разгон и торможение, поддержание достаточного момента на малых оборотах для того, чтобы обеспечивать требуемые усилия резания на всех скоростях. Так же электропривод должен обеспечивать в системе требуемое быстродействие. Дополнительно: малые установочные габариты, высокую защиту от воздействия внешней среды, точность позиционирования и легкость управления.

Так как обработка ведётся только по 1 оси (остальные на это время недоступны), то экономически целесообразно установить 1 преобразователь частоты, управляющий группой двигателей. Диапазоны регулирования линейной скорости различны:

стола - 10000 мм/мин;

бабки вертикальной - 10000 мм/мин;

ползуна вертикальной бабки - 6000 мм/мин;

бабки горизонтальной - 5000 мм/мин;

ползуна горизонтальной бабки - 2500 мм/мин.

таким образом целесообразно применить электропривод с частотным управлением, имеющий диапазон регулирования 1:10000 и обеспечивающий хорошие характеристики по моменту, скорости и точности при небольших размерах.

При решении по выбору электропривода вопрос встал между выбором электропривода Siemens, ABB, Toshiba, Omron и Российского производства, находящихся в одной ценовой категории и обладающими похожими характеристиками.

Выбираем двигатель фирмы Siemens 1PH7 т.к. они имеют: 1. минимальную характеристику шума благодаря встроенной коробке выводов; 2. полный номинальный крутящий момент, даже в состоянии покоя; 3. максимально допустимую мощность. Двигатели оснащены датчиком для определения скорости и косвенной позиции.

Таблица 3.1. Технические характеристики электродвигателя1PH7.

Общие технические данные 1PH7

Напряжение питания вентилятора

3 AC 400 В / 50 Гц/60 Гц или 3 AC 480 В / 60 Гц

Датчик двигателя, встраиваемый

Оптический датчик, инкрементальный sin/cos 1 VPP, 2048 периодов/оборот

Допускаемая температура охлаждающей среды

-15…+40 °C

Контроль температуры

Термодатчик встроен в обмотку

Уровень шума по DIN 45635 (Допуск +3 dB)

от AS по BS (для режима 50 Гц) 1PH7 10…70 dB(A) 1PH7 13… 70 dB(A)

Технические данные (базовый тип)

Исполнение по IEC 60034-7

1PH710.: IM B5 (IM V1, IM V3) 1PH713.: IM B5 (IM V1, IM V3)

Тип подключения клеммной коробки

Мотор

Клеммы в клеммной коробке

Вентилятор

Клеммы в клеммной коробке

Датчик двигателя и термодатчик

17полюсный круглая розетка (без противоштекера)

Защита по IEC 60034

Мотор IP 65, Вентилятор IP 54

Подключаемое к преобразователю частоты KEB напряжение

3 AC 400 В ± 10 % (вн. контур UZK = 600 В)

Таблица 3.2. Данные для проектирования.

Номинальная мощность мотора PN при режиме S1 (по IEC 60034-1), кВт

45

37

30

Номинальный ток мотора IN при режиме S1 (по IEC 60034-1), A

35

28

25

Макс. частота вращения nmax, мин-1

10000

10000

10000

Момент инерции J, кгм2

0.017

0.017

0.017

Выбранные двигатели проверим на пусковые условия.

Рассчитаем номинальные моменты для двигателей 37 кВт

где - потери вращения двигателя; щн - номинальная частота вращения; щн = 1500 об/мин:

рад/с;

где Рн , зн - номинальная мощность и КПД двигателя

, Вт

Рассчитаем номинальные моменты для двигателя 45 кВт

, Вт

Рассчитаем номинальные моменты для двигателя 30 кВт

, Вт

3.2 Выбор преобразователя

3.2.1 Анализ преобразователей частоты

Преобразователи переменного тока выпускаются современной электротехнической промышленностью в двух основных конструктивных исполнениях: в виде преобразователей частоты, предназначенных для питания от сети переменного трехфазного напряжения и в виде автономных инверторов напряжения, питающихся от сети постоянного напряжения. Преобразователи частоты включают в себя блок силового выпрямителя, звено постоянного тока и автономный инвертор напряжения. Как правило, преобразователи частоты применяются в системах однодвигательного привода. На базе автономных инверторов напряжения питающихся от общего блока выпрямления (выпрямления/рекуперации) реализуются экономически эффективные системы многодвигательного привода.

Преобразователи частоты и автономные инверторы напряжения могут использоваться для управления, как стандартными асинхронными двигателями, так и синхронными двигателями. Область применения регулируемых электроприводов переменного тока очень широка. Для удобства рассмотрения их функциональных и конструктивных особенностей целесообразно выделить характерные сегменты рынка приводной техники (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Приводы общего назначения (стандартные)

Высокодинамичные приводы

Высокодинамичные взаимосвязанные приводы

Сервоприводы

Тип управления

U/f - управление

Векторное

Векторное

Серво

Точность

Низкая

Средняя

Высокая

Высокая

Динамика

Низкая

Средняя

Средняя

Высокая

Двигатель

Стандартный

асинхронный

Стандартный

асинхронный

Стандартный

асинхронный

Синхронный и асинхронный серводвигатели

Технологические функции

С предварительно заданной

конфигурацией

(ПИД-регулятор)

С предварительно заданной

конфигурацией

(ПИД-регулятор)

С предварительно заданной конфигурацией, программируемые функции управления механическими переменными (синхронизация скоростей, распределение нагрузки, управление натяжением)

С предварительно заданной конфигурацией, программируемые функции управления перемещением (синхронизация положений, угловых перемещений)

Способ обмена данными

Аналоговые и дискретные сигналы

Аналоговые и дискретные сигналы, промышленные сети

Промышленные сети

Промышленные сети, операционные системы реального времени

Способ управления и квалификация оператора

Местное управление приводом

Местное управление приводом, компьютерные средства HMI

Компьютерные средства HMI, высококвалифицированный персонал

Компьютерные средства HMI

Область применения

Насосы, вентиляторы, компрессоры и др. простые механизмы с переменным моментом нагрузки

Центрифуги, подъемно-транспортные механизмы, экструдеры, мешалки и др. механизмы с постоянным моментом нагрузки

Многодвигательные приводы бумаго- и картоноделательных производств, прокатных станов, фольгопрокатных машин, производств полимерных пленок, синтетического волокна,

приводы портовых кранов и др.

Станочные приводы, в т.ч. с ЧПУ, системы позиционирования в упаковочных, печатных агрегатах, системы перемещения, ткацкие станки и др.

В зависимости от области применения приводов переменного тока фирмы-производители преобразовательной техники предлагают специализированные серии приводов. Для решения задач автоматизации простых производственных механизмов, типовых объектов городского, жилищно-коммунального хозяйства применяются так называемые ?стандартные? приводы. В связи с острой конкуренцией в секторе стандартных приводов на рынке сегодня в основном представлена продукция крупных электротехнических корпораций, которые смогли снизить стоимость своей продукции за счет больших объемов производства и организованного международного рынка сбыта. Такими производителями являются ABB, Siemens, Vacon, Danfoss, SEW Eurodrive, Yaskawa, Mitsubishi, Fuji, Rockwell, Schneider-Toshiba, Omron, Lenze.

В качестве примера стандартных электроприводов переменного тока можно привести серии Micromaster, Sinamics G110 фирмы Siemens; Altivar 11, Altivar 28, Altivar 38, Altivar 58 фирмы Schneider Electric; FR-S 500, FR-E 500 фирмы Mitsubishi Electric, CIMR-77AZ, CIMR-E7Z фирмы Yaskawa-Omron. Принципы выбора и возможности построения систем автоматизации на базе стандартных преобразователей частоты рассмотрим на примере серии Micromaster.

На сегодня фирмой Siemens выпускаются несколько моделей приводов Micromaster - Micromaster 410, Micromaster 420, Micromaster 430, Micromaster 440, Micromaster 411.

Приводы, относящиеся к классу ?высокодинамичных?, согласно табл. 3.3 могут использоваться для решения достаточно сложных задач автоматизации производственных механизмов и технологических комплексов. Как правило, такие приводы характеризуются гибко программируемой системой управления, могут оснащаться датчиками обратной связи по скорости двигателя, имеют в стандартной комплектации широкий набор дискретных и аналоговых входов/выходов, позволяют расширять функции за счет дополнительных плат (карт). Сравнительные характеристики приводов отдельных производителей представлены в табл. 3.4.

Таблица 3.4

OMRON-YASKAWA

F7Z

MITSUBISHI

FR-V 520/540

SCHNEIDER ALTIVAR 58

SIEMENS MICROMASTER 440

Диапазон мощностей

0.55 кВт - 110 кВт

230 В 3AC

0.55 кВт - 300 кВт

400 В 3AC

1.5 кВт - 55 кВт

230 В 3AC

1.5 кВт - 55 кВт

400 В 3AC

0,37 кВт - 5.5 кВт 230 В 1AC

1,5 кВт - 7.5 кВт 230 В 3AC

0,75 кВт - 55 кВт 400 В 3AC

0,12 кВт - 3 кВт

230 В 1AC

0,12 кВт - 45 кВт 230 В 3AC

0,37 кВт - 200 кВт 400 В 3AC

0,75 кВт - 75 кВт 600 В 3AC

Диапазон напряжений

170 - 264 В

323 - 528 В

170 - 242 В

323 - 528 В

200 - 240 В +/-10%

380 - 500 В +/- 10%

200 - 240 В +/-10%

380 - 480 В +/- 10%

500 - 600 В +/- 10%

Входная частота

47.5-63 Гц

47.5-62.5 Гц

47.5-62.5 Гц

47-63 Гц

Выходная частота

0 - 400 Гц

0 - 400 Гц

0 - 500 Гц

0,12 кВт - 75 кВт:

0 - 650 Гц

90 кВт - 200 кВт:

0 - 267 Гц

в режиме векторного управления - 0-200Гц

Диапазон регулирования скорости

Без датчика 1:100

С импульсным датчиком: 1:1000

С импульсным датчиком: 1:1000

Без датчика: 1:100

С импульсным датчиком: 1:1000

Без датчика: 1:50

С импульсным датчиком: 1:1000

Способ регулирования

Вольт-частотный:

(U/f), произвольная настройка.

Векторный с/без датчика скорости,

управление моментом

Вольт-частотный:

линейный (U/f),

квадратичный (U/f2),

произвольная настройка, режим «мягкой» ШИМ. Векторный с/без датчика скорости,

управление моментом

Вольт-частотный:

линейный (U/f),

квадратичный (U/f2), режим энергосбережения,

Векторный с/без датчика скорости

Вольт-частотный:

линейный (U/f),

квадратичный (U/f2), прямое управление потоком FCC, произвольная настройка Векторный с/без датчика скорости,

управление моментом

Дискретные входы

4 программируемых + 3 фиксированных

4 программируемых + 3 фиксированных

4 программируемых

6 программируемых

Аналоговый вход 1

-10 В/ +10 В

0-10 В

0-10 В

0-10 В, 0-20 мА

-10 В / +10 В,

разрешение 10 бит

Аналоговый вход 2

4 - 20 мА

-10 В / +10 В

-10 В / +10 В

0-20 мА, разрешение 10 бит

0-10 В, 0-20 мА

Аналоговый вход 3

Отсутствует

-10 В / +10 В

отсутствует

отсутствует

Аналоговый выход 1

0-10 В,

разрешение 12 бит

0-10 В,

разрешение 12 бит

0/4 - 20 мA

500? макс. нагрузка

разрешение 9 бит

0/4 - 20 мA

500? макс. нагрузка

разрешение 10 бит

Аналоговый выход 2

0 В / +10 В, разрешение 12 бит

-10 В / +10 В, разрешение 12 бит

отсутствует

0/4 - 20 мA, 500? макс. нагрузка,

разрешение 10 бит

Дискретный выход 1

30 В DC 1A, 250 В AC 1 A, (реле неисправности)

30 В DC 0.3 A, 250 В AC 0.3 A, (реле неисправности)

30 В DC 5 A, 250 В AC 5 А, (реле неисправности)

Реле 30 В DC 5 A, 250 В AC 2 A, параметрируемый

Дискретный выход 2

Релейный параметрируемый

Транзисторный параметрируемый

Реле 30 В DC 5 A, 250 В AC 5 A, параметрируемый

Реле 30 В DC 5 A, 250 В AC 2 A, параметрируемый

Дискретный выход 3

Релейный параметрируемый

Транзисторный параметрируемый

отсутствует

Реле 30 В DC 5 A, 250 В AC 2 A, параметрируемый

Дискретный выход 4

Релейный параметрируемый

Транзисторный параметрируемый

отсутствует

отсутствует

Способ торможения

На выбеге. С заданным темпом. Быстрое. Постоянным током. Динамическое (на резистор)

Функции защит от:

пониженного напряжения, перенапряжения, обрыва питающей фазы и выходной фазы, перегрузки, замыкания на землю, междуфазного КЗ, блокировки двигателя, перегрева двигателя, перегрева преобразователя и др.

Технологический регулятор

Встроенный ПИД- регулятор.

Встроенный источник питания 24 В

для датчика ПИД-регулятора

Встроенный ПИД- регулятор.

Встроенный источник питания 24 В

для датчика ПИД-регулятора

Встроенный ПИ - регулятор.

Встроенный источник питания 24 В

для датчика ПИ-регулятора

Встроенный ПИД- регулятор.

Встроенный источник питания 24 В

для датчика ПИД-регулятора

Карты расширения

Карта цифрового задания скорости 16 bit; карта аналогового задания скорости 14 bit; карта аналогового монитора 11 bit; карта цифровых выходов 6 транзисторных, 2 релейных; карта подключения датчиков положения (операционный усилитель/открытый коллектор)

Сетевые карты:

Profibus-DP, DeviceNet, CFN-open, LONWORKS, PLC-options with DeviceNet.

Карта входов (6 DI, AO (16bit), PTC); Карта транз. выходов (3 DO); Карта выходов (7 DO, 1AO); Карта релейных выходов (3DO); Карта позиционирования с импульсным входом; Карта цифрового задания частоты (16bit); Карта цифрового задания частоты (12bit).

Сетевые карты:

SSCNET, Ethernet, Profibus-DP, DeviceNet, CC-Link, карта связи с ПК

Модуль подключения импульсного датчика скорости / тахогенератора; Карта управления насосами (до 5 насосов); Карта переключения двигателей; Карта простого позиционирования.

Сетевые карты:

Fipio; Modbus Plus, Uni-Telway, Modbus ASCII, Modbus RTU/Jbus; Interbus-S; AS-i; Profibus-DP; Ethernet; CANopen, DeviceNet; METASYS, модуль связи с ПК

Модуль подключения импульсного датчика скорости.

Сетевые карты:

Profibus-DP, DeviceNet, CANopen, модуль связи с ПК

В сегменте высокодинамичных и взаимосвязанных электроприводов основными поставщиками являются компании ABB, Siemens, Vacon, Yaskawa, SEW Eurodrive, KEB, Alstom, Rockwell, Lenze. Значительную долю рынка в данном сегменте на сегодня занимает фирма Siemens.

3.2.2 Преобразователь KEB

Для двигателей выбираем преобразователи KEB. Преобразователи KEB позволяют с высокой точностью поддерживать заданную скорость двигателя, как в установившихся, так и в переходных режимах.

Основные особенности: 1. гибкая конфигурация управления благодаря модульной конструкции; 2. шесть программируемых цифровых входов; 3. два аналоговых входа (0 до 10 В, 0 до 20 мA), могут по выбору быть использованы в качестве 7-го и 8-го цифровых входа.

Механические параметры: 1. модульное исполнение; 2. компактный корпус благодаря высокой удельной мощности; 3. вставляемая панель оператора; 4. управляющая клеммная колодка без винтов.

Силовые параметры: 1. цифровое микропроцессорное управление; 2. векторное управление; 3. U/f-управление линейное и квадратичное; 4. параметрируемая кривая зависимости U/f; 5. режим низкого потребления энергии; 6. автоматический повторный запуск при пропадании сети или нарушениях режима; 7. высококачественный PID регулятор (с автонастройкой) для простого управления производственными процессами; 8. параметрируемое время разгона и торможения в пределах 0 … 650 с.; 9. сглаживание кривой пуска; 10. точный ввод заданного значения благодаря 10-битному аналоговому входу.

Технические характеристики преобразователя KEB представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5. Технические данные преобразователя KEB.

Сетевое напряжения и диапазон мощностей

AC380… 480 В ± 10 %

0.37 … 75 кВт

Частота сети

47... 63 Гц

Выходная частота

0... 650 Гц

КПД преобразователя

96… 97 %

Перегрузочная способность

1.5 х расчётный вых. ток в теч. 60 сек (300 сек), 2 х расчётный вых. ток в теч. 3 сек (300 сек)

Пусковой ток

не выше расчётного входного тока

Метод управления

Векторное управление, управление моментом, линейная зависимость U/f; квадратичная зависимость U/f, прямое управление током ( FCC ), режим энергосбережения

Частота импульсов

2 … 1 6 kHz (по 2 kHz)

Торможение

Торможение постоянным током, комбинированное торможение, динамическое торможение

Степень защиты

IP 20

3.3 Выбор технологического контроллера

При анализе системы для управления движениями было рассмотрена два варианта управляющих систем - стойка ЧПУ и технологический контроллер. Для вертикально-фрезерного станка модели 6М610 был принят вариант с ТК, так как он существенно дешевле, удобней в наладке и установке и имеет широкую номенклатуру модулей.

Использование программируемого контроллера при решении задач автоматизации имеет ряд преимуществ по сравнению с применением других технических средств. Программируемый контроллер работает путем наблюдения за входными сигналами и выдавая выходные сигналы. При обнаружении изменений во входных сигналах ТК реагирует согласно запрограммированной логике для выдачи выходных сигналов. Для осуществления управления ТК постоянно циклически сканирует программу, заложенную в памяти.

ТК не зависит от объекта управления, его можно использовать в последствии для выполнения других задач, программируемый контроллер весьма гибок при внедрении и отладке. ТК пригоден для выполнения сложных операций: вычислений, регулирования, принятия решений и т.д. ТК обеспечивает наблюдение за отработкой алгоритма управления: визуализацией состояния входов/выходов, логических операций при обработке информации; он облегчает подготовку документации о работе системы, а, следовательно, и ее обслуживание.

Сетевые возможности ТК могут представлять интерес при создании иерархических или распределенных систем.

При выборе контроллера был проведен сравнительный анализ промышленных контроллеров фирм Siemens и Omron. Оказалось, что контроллер Simatic S7-300 фирмы Siemens значительно больше по размерам и по цене аналогичных моделей контроллеров фирмы Omron, а так же уступает по характеристикам.

Для организации точных перемещений в автоматическом (цифровом) режиме необходимо было выбрать контроллер, способный выдавать последовательности импульсов. Таких контроллеров в номенклатуре Omron всего два: CQM и СJМ. Однако, в силу того, что импульсные входы сервопривода SGDH-50DE способны воспринимать импульсы частотой до 100 kHz, то выбор становится очевиден - СJМ (рисунок 3.1), так как контроллер CQM способен выдавать последовательности импульсов частотой лишь до 20 kHz, в то время как СJМ обладает способностью выдавать последовательности импульсов частотой до 100 kHz.


Подобные документы

  • Определение основных технических характеристик вертикально-сверлильного станка, синтез и описание его кинематической структуры. Динамические, прочностные и другие необходимые расчёты проектируемых узлов, описание системы смазки и управления станком.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.06.2011

  • Анализ базовой модели широкоуниверсального фрезерного станка, обоснование модернизации. Кинематический расчет привода главного движения. Функциональная схема СЧПУ. Разработка цикла позиционирования. Силовые и иные расчеты деталей и механизмов привода.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 19.05.2011

  • Основные технические характеристики станка TOS Varnsdorf. Технологический процесс изготовления деталей, задачи модернизации. Проектирование, выбор измерительных средств и источника питания. Разработка концептуальной модели системы управления станком.

    дипломная работа [2,5 M], добавлен 20.07.2012

  • Ознакомление с назначением, устройством, электрооборудованием, эксплуатацией вертикально-фрезерного станка. Расчет мощности двигателя и выбор аппаратов, разработка схем управления, схемы соединения и монтажной схемы панели управления, охрана труда.

    курсовая работа [169,8 K], добавлен 25.03.2016

  • Назначение станка, электронных систем программного управления (ЭСПУ) и электропривода. Требования, предъявляемые к электроприводу подач и движению заданного станка. Рассчет мощности, потребляемой заданным модулем ЭСПУ. Его взаимодействие со станком.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 05.12.2012

  • Системный анализ аналогов и выбор прототипа станка. Описание конструкции и системы управления оборудования. Определение класса точности. Расчет режимов резания, выбор электродвигателя. Ресурс точности, определение времени безотказной работы станка.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.01.2015

  • Функции специального зубофрезерного полуавтомата, режимы его работы, разработка схемы обработки детали. Разработка схемы установки зажима инструмента и системы управления станком. Релейно-контактная схема управления циклом станка и силовыми двигателями.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 30.01.2012

  • Разработка электрической схемы управления станком-качалкой. Обоснование выбора необходимого оборудования в соответствии с требованиями. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства. Общая характеристика сметы затрат на оборудование.

    курсовая работа [686,0 K], добавлен 03.04.2014

  • Изучение процесса модернизации привода главного движения вертикально-сверлильного станка модели 2А135 для обработки материалов. Расчет зубчатых передач и подшипников качения. Кинематический расчет привода главного движения. Выбор электродвигателя станка.

    курсовая работа [888,2 K], добавлен 14.11.2011

  • Построение 3D модели в "КОМПАС 3D". Выбор режимов резания. Расчет максимальной требуемой мощности станка. Подбор модели станка и оснастки для станка. Генерирующие коды для станков с ЧПУ. Использование запрограммированных команд для управления станком.

    контрольная работа [2,3 M], добавлен 24.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.