|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Разработка структурной схемы
Структурная схема СУ представлена на рисунке 4. Структурная схема состоит из блока контроллера и из трех больших блоков, а каждый блок состоит из нескольких подблоков. Первый блок состоит из подблока Робота 1, подблока станками с ЧПУ и подблока устройства загрузочно-ориентирующего. Подблок робота 1 имеет датчики положения, наличия и зажима и управляющих сигналов движением пневмоцилиндров и электродвигателя. Датчики положения, наличия и зажима отправляют сигнал на контроллер. Контроллер обрабатывает сигналы с датчиков и посылает сигнал на управлением движением пневмоцилиндров и электродвигателя. Подблок станков с ЧПУ состоит из датчиков зажима и окончания цикла обработки и запуска цикла обработки. Датчики посылают сигнал на контроллер. После обработки сигнала с датчиков, контроллер посылает сигнал на запуск цикла обработки. Подблок загрузочно-ориентирующего устройства состоит из датчиков наличия детали и управляющих сигналов. При срабатывании датчика наличия детали, сигнал идет на контроллер а после обработки с контролера, посылается сигнал управления устройства ориентации. Блок скат-склиз имеет аналогичный датчик как и в предыдущем подблоке, датчик наличия отправляет сигнал на контроллер.
Рисунок 4
Определение сигналов с датчиков и сигналов управления. В состав автоматической линии по обработке детали " Конической шестерни среднего и заднего моста" входят следующие виды технологического оборудования: - Семь станков с ЧПУ; - Два загрузочно-ориентирующих устройства; - Три промышленных робота; - Разрабатываемая система управления должна: - Обеспечить согласованную работу оборудования на участке в соответствии с представленной на чертеже циклограммой. - Управлять включением/выключением программы обработки на станках. - Управлять приводами промышленного робота. - Получение сигнала наличие заготовки в загрузочно-ориентирующих устройствах и склизе. 4.3 Разработка циклограммы Циклограмму работы АЛ и назначения датчиков представлена на листе на листе ДП 0.220301.65.17.10.45.00.00 ДЦ. Для управления ходом технологического процесса необходимо на соответствующем оборудовании расставить датчики. Количество и тип датчиков определяется исходя из определённых соображений. Количество датчиков должно быть достаточным, но не избыточным. При увеличении количества датчиков увеличивается стоимость системы в следствии необходимости установки дополнительных средств сопряжения. Тип датчика зависит от того на какие действия он должен срабатывать (перемещение, вращение, угол поворота, наличие объекта в рабочей зоне, изменение различных физических параметров окружающей среды, таких как температура, освещённость, давление и проч.). Наличие заготовки в вибробункерах 1 и 2, X1, X70 и у гравитационного транспорта X22, заготовки определяются при помощи оптических датчиков которые реагируют на прерывание сигнала. Зажим/разжим заготовки в роботах манипуляторах также контролируется парой бесконтактных путевых выключателей X13, X35, X58, X14, X36, X59. Они располагаются в крайних положениях штока гидроцилиндра. То при контроле подъёма (X11, X33, X56) и опускания (X12, X34, X57). Тип датчика тот же. Зажим-разжим заготовки на станках контролируется при помощи таких же датчиков (X16, X17, X19, X20, X38, X39, X41, X42, X44, X45, X61, X62, X64, X65, X67, X68). X1, X70, X22 - путевые бесконтактные выключатели. Каждый из них " считывает", есть ли в наличие заготовка. Если есть, то он даёт сигнал лог.1, иначе - лог.0. Таким образом, система анализируя полученный от датчиков код, сопоставляет его с заданным и определяет " пришла" ли заготовка в зону загрузки. В первую очередь в загрузочно-ориентирующем устройстве проверяется на наличие заготовки (X1, X71). Если заготовка в зоне загрузки, то включается, то включается э/д, поворачивающий робота в нужную позицию (X1, X2, X3, X4, X23, X24, X25, X26, X48, X49, X50, X51). Перед поворотом опрашиваются датчики о втянутом положении толкателя ЗУ (X7, X28, X53). После поворота робота на соответствующую позицию у ЗУ проверяется на завершения цикла обработки заготовки на станке. Если цикл обработки заготовки кончился то ЗУ выдвигает толкатель (X6, X28, X52). Если шпиндель станка зажат (X16, X19, X38, X41, X44, X61, X64, X67) Робот разжимает ЗУ и втягивает толкатель. Если робот втянул толкатель то начинается цикл обработки заготовки. Все выбранные датчики ВКБ-200 имеют постоянное напряжение питания 24В. Датчик преобразует входной сигнал в электрический сигнал двух уровней. " Нулевой" сигнал - когда нет детали. Выходное напряжение с датчика около нуля вольт. " Единичный" - когда есть деталь. Выходное напряжение с датчика около 16-24 вольт. Были выбраны бесконтактные путевые выключатели, так как обеспечивают определённую точность и надёжность срабатывания. Кроме того, эти датчики лишены недостатка окисления контактов и имеют больший рабочий ресурс по сравнению с концевиками. Эти датчики обладают хорошей помехозащищённостью. Скорость изменения сигнала с высокого уровня на низкий достаточная, чтобы обеспечить необходимое быстродействие системы. К тому же использовать унифицированное оборудование эффективнее в эксплуатации, чем разнотипное.
Математическая модель Математическая модель системы состоит из системы логических уравнений, описывающих поведение различных исполнительных устройств в зависимости от значений сигналов поступающих с датчиков. Математическая модель составляется по циклограмме работы системы. Здесь приняты следующие обозначения:
Входные сигналы: 1. На промышленном роботе 1 устанавливаются следующие датчики: Сигнал о зажиме/разжиме захватного устройства (ЗУ) манипулятора поступает с датчиков: Х2 - сигнализирует о том что робот 1 находиться в позиции 1; Х3 - сигнализирует о том что робот 1 находиться в позиции 2; Х4 - сигнализирует о том что робот 1 находиться в позиции 3; Х5 - сигнализирует о том что робот 1 находиться в позиции 4; Х6 - датчик, сигнализирующий о подводе ЗУ; Х7 - датчик, сигнализирующий об отводе ЗУ; Х8 - датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 0°; Х9 - датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 90°; Х10 - датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на - 90°; Х11 - датчик, сигнализирующий, что рука робота 1 опущена; Х12 - датчик, сигнализирующий, что рука робота 1 поднята; Х13 - сигнализирует о зажиме ЗУ; Х14 - сигнализирует о разжиме ЗУ. 2. На промышленном роботе 2 устанавливаются следующие датчики: Х23 - сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 5; Х24 - сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 6; Х25 - сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 7; Х26 - сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 8; Х27 - сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 9; Х28 - датчик, сигнализирующий о подводе ЗУ; Х29 - датчик, сигнализирующий об отводе ЗУ; Х30 - датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 0°; Х31 - датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 90°; Х33 - датчик, сигнализирующий, что рука робота 2 поднята; Х34 - датчик, сигнализирующий, что рука робота 2 опущена; Х35 - сигнализирует о зажиме ЗУ; Х36 - сигнализирует о разжиме ЗУ. 2. На промышленном роботе 3 устанавливаются следующие датчики: Х47 - сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 10; Х48 - сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 11; Х49 - сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 12; Х50 - сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 13; Х51 - сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 14; Х52 - датчик, сигнализирующий о подводе ЗУ; Х53 - датчик, сигнализирующий об отводе ЗУ; Х54 - датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 0°; Х55 - датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 90°; Х56 - датчик, сигнализирующий, что рука робота 3 поднята; Х57 - датчик, сигнализирующий, что рука робота 3 опущена; Х58 - сигнализирует о зажиме ЗУ; Х59 - сигнализирует о разжиме ЗУ. 4. На станках с ЧПУ устанавливаются следующие датчики: Х16 - сигнализирует о зажиме заготовки станком FANUC XD-40; Х17 - сигнализирует о разжиме заготовки станком FANUC XD-40; Х18 - сигнализирует об окончании цикла обработки станком FANUC XD-40; Х19 - сигнализирует о зажиме заготовки станком 16К20РФ3; Х20 - сигнализирует о разжиме заготовки станком 16К20РФ3; Х21 - сигнализирует об окончании цикла обработки станком 16К20РФ3; Х38 - сигнализирует о зажиме заготовки станком 5Б352ПФ2; Х39 - сигнализирует о разжиме заготовки станком 5Б352ПФ2; Х40 - сигнализирует об окончании цикла обработки станком 5Б352ПФ2; Х41 - сигнализирует о зажиме заготовки станком 5А270ВФ3; Х42 - сигнализирует о разжиме заготовки станком 5А270ВФ3; Х43 - сигнализирует об окончании цикла обработки станком 5А270ВФ3; Х44 - сигнализирует о зажиме заготовки станком 5А270ВФ3; Х45 - сигнализирует о разжиме заготовки станком 5А270ВФ3; Х46 - сигнализирует об окончании цикла обработки станком 5А270ВФ3; Х61 - сигнализирует о зажиме заготовки станком ОШ-628Ф3; Х62 - сигнализирует о разжиме заготовки станком ОШ-628Ф3; Х63 - сигнализирует об окончании цикла обработки станком ОШ-628Ф3; Х64 - сигнализирует о зажиме заготовки станком 5А868Ф; Х65 - сигнализирует о разжиме заготовки станком 5А868Ф; Х66 - сигнализирует об окончании цикла обработки станком 5А868Ф; Х67 - сигнализирует о зажиме заготовки станком 3М151Ф2; Х68 - сигнализирует о разжиме заготовки станком 3М151Ф2; Х69 - сигнализирует об окончании цикла обработки станком 3М151Ф2. 5. На загрузочно-ориентирующем устройстве и склизе устанавливаются следующие датчики: Х1 - сигнализирует о наличии заготовки в загрузочно-ориентирующем устройстве1; Х70 - сигнализирует о наличии заготовки в загрузочно-ориентирующем устройстве2; Х22 - сигнализирует о наличии заготовки в склизе; Х71 - включение загрузочно-ориентирующего устройства 1; Х72 - включение загрузочно-ориентирующего устройства 2. Значения входных сигналов ПР1 приведены в таблице 10.
Таблица 11
Значения входных сигналов ПР2 приведены в таблице 12
Таблица 12
Значения входных сигналов ПР3 приведены в таблице 13
Таблица 13
Значения входных сигналов станков приведены в таблице 14
Таблица14
Значения входных сигналов станков приведены в таблице 15
Таблица 15
Выходные сигналы:
Функциональная спецификация Функциональная спецификация определяет функции, которые должна выполнять контроллер для удовлетворения требований пользователей и обеспечения связи с объектом управления и конечным пользователем. Функциональная спецификация состоит из двух основных компонентов: Список функций, выполняемых контроллером. Описание взаимосвязи между контроллером и объектом управления. Описание взаимосвязи необходимо для проектирования устройства связи с объектом (УСО). Представляемая информация должна содержать электрические и иные характеристики выходных сигналов с датчиков и входных сигналов устройств управления (УУ). Описание форматов и характеристик входных сигналов Для управления ходом технологического процесса необходимо на соответствующем оборудовании расставить датчики. Количество и тип датчиков определяется исходя из следующих условий: количество датчиков должно быть достаточным, но не избыточным. При увеличении количества датчиков увеличивается стоимость системы вследствие необходимости установки дополнительных средств сопряжения (реле, усилители, оптроны и т.д.); тип датчика зависит от того, на какие действия он должен срабатывать (перемещение, вращение, угол поворота, наличие объекта в рабочей зоне, изменение различных физических параметров окружающей среды, таких как температура, освещённость, давление и проч.). Сигналы, информирующие о состоянии станков, сведены в таблицу. Параметры сигналов следующие: сигналы, поступающие с УЧПУ станка о состоянии станка (U=24В; I=0, 6А); сигналы, поступающие с датчиков, расположенных на роботе: напряжение питания (постоянное) 24 В, ток нагрузки 20мА. Описание форматов и характеристик выходных сигналов Зажим/разжим заготовки в ЗУ, перемещение руки по порталу, подъем/опускание, подвод/отвод руки ПР, поворот ЗУ робота происходит при помощи пневмоцилиндров. Перемещение робота манипулятора с позиции на позицию осуществляется с помощью двигателя постоянного тока. Сигналы и соответствующие им действия: Т.е. выходные сигналы следующие: сигналы на пневмоцилиндры (U=24B; I=0, 6A); сигналы, поступающие на станок, предназначенные для управления работой механизмов станка (U=24B; I=0, 6A). сигналы поступающие на устройство ориентации поступает на реле нагрузки а далее на электромагнит (U=24B; I=0, 6A). Перечень функций контроллера Ввод данных Информация, поступающая от объекта управления, содержит в себе сигналы от датчиков расположенных на станках, устройстве ориентации, склизе и роботе. С помощью этих данных появляется возможность прослеживать состояние РТУ в любой момент времени. Функция ввода реализуется аппаратно-программным путем. Инициализация: подготовка портов к записи установка адреса для записи входных и выходных данных Чтение данных из порта обработка входных данных: При этом осуществляются следующие подфункции: Формирование уровней ТТЛ (обеспечение номинального тока; ограничение напряжения) Гальваническая развязка входных сигналов Мультиплексирование входных сигналов формирование адреса мультиплексирования определение адреса датчика (запись в порт) формирование сигнала чтения значений Х из порта МП формирование сигнала записи данных в РПД МП Последовательный порт Ввод с последовательного порта декодирование входных сигналов формирование адреса ячейки РПД Вывод с последовательного порта Реализуется аппаратно-программно. Формирование управляющего слова. Эта функция реализуется программным путем. Формирование управляющего слова производится на основании вычислений проведенных по составленным уравнениям (математической модели), которые в явном виде описывают функционирование СУ во всех возможных ситуациях. 1) Расчёт математической модели (вычисление управляющего слова и передача сформированного управляющего воздействия в ячейки оперативной памяти) 2) Подсчёт времени (формирование таймером запроса к исполнительным механизмам и датчикам через промежуток времени определённый временем технологической операции) Формирование сигнала " ОСТАНОВ" (от кнопки) запрет прерываний циклический вывод управляющих воздействий Формирование сигнала - запрет прерывания (в автоматическом режиме) проверка слова состояния текущего процесса запись слова состояния такта аварийной ситуации запрет прерывания циклический вывод управляющих воздействий Вывод данных. Запись в регистр Выбор регистра Формирование адреса регистра (запись в порт) Формирование сигнала чтения (получение адреса регистра) Формирование сигнала записи Усиление мощности Преобразование уровня Гальваническая развязка выходных сигналов Вывод на исполнительные механизмы (прием сигнала на соответствующее действие исполнительных механизмов - и транзисторные ключи)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-02-16; Просмотров: 203; Нарушение авторского права страницы
- входные сигналы, поступающие с датчиков; 
- управляющие сигналы для исполнительных устройств; 
