СТАНОК 1С-2П (ПРОГРАММИРОВАНИЕ)

Станки, линии, оборудование / Металлообработка - станки
Administrator
967
26-06-2017, 23:07
0

До появления программируемых контроллеров существовали различные способы запустить станок в автоматическом режиме.

Для осуществления программного управления последовательность действий станка записывают условным шифром на особом документе — программе. Чтобы станок выполнял действия, необходимые для обработки детали, программу закладывают в специально для этого предназначенный элемент системы управления, который расшифровывает произведенную на ней запись и в соответствии с содержанием записи формирует необходимые командные сигналы. Сигналы после усиления направляются к исполнительным устройствам, заставляя их включить и выключить соответствующие механизмы. В качестве исполнительных устройств используют пневматические и гидравлические двигатели, а также электрические особой конструкции. Они переключают кулачковые или фрикционные муфты, передвигают подвижные блоки, осуществляют зажатие или освобождение деталей в кондукторах.

Программное управление применяют на сверлильных станках, оборудованных координатными передвижными столами, салазки которых могут перемещаться по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

Существуют разнообразные системы программного управления, отличающиеся друг от друга видом программы, способом записи на ней, методом осуществления перемещения салазок стола. Все эти системы можно объединить в следующие основные группы: импульсные, аналоговые и путевые.

При импульсной системе программного управления перемещение салазок координатного стола производится в результате получения соответствующим исполнительным устройством коротких командных сигналов (импульсов), длительность которых измеряется долями секунды. Каждому командному сигналу соответствует перемещение салазок на определенное расстояние. При особо точной установке обрабатываемой детали салазки перемещаются не более чем на0,002 мм после получения каждого импульса.

Число посылаемых командных импульсов должно обеспечить требующееся перемещение стола. Так, если надо передвинуть салазки стола на 10 мм, то при цене одного импульса 0,002 мм для этого нужно послать 10 * 0,002 = 5000импульсов. Чем чаще они посылаются, тем быстрее движутся салазки. Командные импульсы формируются дешифратором — устройством, прочитывающим запись на программе.

У аналоговых систем величина необходимого перемещения салазок зависит от напряжения командного сигнала. Предположим, что для перемещения салазок на длину 1 мм требуется напряжение командного сигнала 0,5 в. Тогда для того, чтобы осуществить перемещение на длину 40 мм, нужно сформировать командный сигнал напряжением 40x0,5 = 20 в.

У путевых систем различными способами измеряют путь, пройденный салазками, или определяют достигнутое ими положение. Как только салазки достигнут заданной точки или пройдут установленный путь, движение их автоматически прекращается.

Сверлильный станок 1С-2П с программным управлением (импульсная система), изображенный на рис. 1, предназначен для сверления и зенкования отверстий в платах печатных электрических схем.

Рис. 1. Сверлильный станок 1С-2П с программным управлением

Число отверстий и одной плате нередко превышает сотню, диаметр их незначителен (около 1,2 мм), расположение хаотично, но ограничено условием, что ось любого отверстия расположена в одном из узлов воображаемой сетки, составленной из взаимно перпендикулярных линий. Расстояние между параллельными линиями этой сетки 1 мм. Это означает, что расстояние между осями отверстий, измеренное в продольном или поперечном направлении, всегда равно целому числу миллиметров. Станок имеет два вертикально соосных шпинделя (рис. 2).

Рис. 2. Схема системы программного автоматического управления сверлильного станка

Шпиндель 15 расположен над платой и осуществляет сверление отверстия, а шпиндель 31 — под платой и производит зенкование с противоположной стороны.

Плату устанавливают на столе 13, являющемся продольными салазками координатного стола; в поперечном направлении перемещаются салазки 14, передвигающиеся по направляющим основания. Согласованным перемещением салазок можно совместить с осью шпинделей любую точку поверхности платы.

Подвод и подача обоих шпинделей автоматизированы и выполняются при помощи кулачковых механизмов.

После окончания обработки всех отверстий стол возвращается в исходное положение для замены обработанной платы заготовкой, подлежащей обработке.

В качестве программы используют стандартную кинопленку 1.

Пленка имеет пять продольных дорожек. Дорожка Х предназначена для записи величины перемещений продольных салазок. На дорожке реверс Х записывают направление движения продольных салазок 13. Дорожка Y служит для записи величины перемещений поперечных салазок 14. На дорожке реверс Y указывают направление поперечного перемещения. Дорожку нулевая метка используют для записи команды о возврате обоих салазок в исходное положение после окончания обработки.

Запись на пленке осуществляют в виде светлых и затемненных участков. В дешифраторе для расшифровки записи с одной стороны программы располагают источник света, с другой — пять фотоэлементных датчиков (против каждой дорожки свой датчик). Когда против источника света окажется светлый участок дорожки, луч света попадает на соответствующий датчик и формирует командный импульс в виде напряжения тока.

Перемещение продольных и поперечных салазок, необходимое для установки обрабатываемой детали в рабочее положение, осуществляется электродвигателем6. Салазки могут перемещаться как одновременно, так и последовательно. Движение им передается от электродвигателя 6 через зубчатую передачу и зубчатое колесо 3, зубчатое колесо 36, находящееся в зацеплении с зубчатыми колесами 4 и11, свободно вращающимися на своих валах. На тех же валах расположены зубчатые полумуфты 5, 9, 32 и 35, которые удерживаются в выключенном положении стопорами.

Если стопор убрать, пружина передвинет соответствующую полумуфту, по своему валу и заставит ее войти в зацепление с полумуфтой, закрепленной на этом же валу жестко. Совершив один оборот, полумуфта отключается. Отключение обеспечивается очертанием выточки на муфте, в которую входит стопор. Стопор удаляется при подаче командного сигнала в нужный соленоид (втяжной магнит), сердечник которого связан со стопором.

Подача сигнала в соленоид 8 включает полумуфту 5, вращение через дифференциал 7 передается ходовому винту стола 13, заставляя стол перемещаться. Подача сигнала в соленоид 10 включает полумуфту 9, которая передает столу 13 через тот же дифференциал движение в противоположном направлении.

Таким же образом соленоиды 12 и 33 включают полумуфты 32 или 35, которые через дифференциал 34 передают поперечным салазкам 14 движение в том или ином направлении.

Величина перемещения салазок определяется длительностью включения полумуфты или подачей сигнала соленоиду. Однооборотная муфта имеет только одно фиксированное положение. Значит длительность нахождения светлого участка дорожки против датчика должна соответствовать длительности одного оборота полумуфты.

В рассматриваемой системе после одного оборота полумуфты салазки перемещаются на 1 мм. Перемещение ленты 1 согласовано с вращением полумуфт благодаря тому, что лентопротяжный барабан вращается валом, на котором сидит зубчатое колесо 36. Включение лентопротяжного барабана производится электромагнитной муфтой 2.

После того как стол занял рабочее положение, автоматически включается соленоид26 и движение от электродвигателя 25 через зубчатые передачи 24, 23, 22, однооборотную муфту 21, винтовую пару 27 и ряд конических передач сообщается кулачкам 19 и 29. Первый из них действует на ролик 18 и, поднимая его, заставляет рычаг 17 поворачивать реечное колесо 16 сверлильной бабки, а второй — на ролик28 и, поворачивая зубчатый сектор 30, перемещает зенковочную бабку.

Быстрый подвод инструментов, выполнение ими обработки и возвращение в исходное положение совершаются в течение одного оборота, полумуфты 21.

В конце обратного хода зенкера срабатывает путевой датчик и салазки стола возвращаются в исходное положение.

На станке имеются два концевых выключателя. Они замыкаются по возвращении стола в исходное положение. Станок может повторить технологический цикл только в том случае, если в момент возвращения стола в исходное положение светлый участок нулевой (пятой) дорожки окажется против своего фотодатчика. Тогда фотодатчик даст сигнал, подготовляющий электрические цепи системы управления к продолжению работы.

К о о р д и н а т н ы е с т о л ы представляют собой самостоятельный агрегат, состоящий из основания и двух взаимно перпендикулярных салазок — продольных и поперечных. Такой стол может быть установлен на сверлильном станке соответствующих размеров.

Продольные и поперечные салазки перемещаются независимо друг от друга. Их перемещение автоматизировано. Салазки дают возможность образовать и обработать отверстие в любой точке детали, закрепленной на координатном столе.

При последовательной обработке нескольких отверстий установка салазок в очередное рабочее положение производится по заранее разработанной программе.

Программное управление координатными столами может осуществляться при помощи аналоговых, импульсных или путевых цифровых схем. Распространены координатные столы с аналоговой или путевой системами цифрового программного управления.

В одном из таких столов с аналоговой системой программного управления программа перемещений салазок записывается на шести дорожках,перфорированной бумажной или пластмассовой ленты. Положение салазок относительно нулевой установочной точки принимается за начало координат. За нулевую установочную точку условно принят передний угол стола в момент, когда через него проходит ось сверлильного шпинделя.

Координаты, характеризующие рабочее положение салазок, записывают на ленте пятизначным числом — отдельно значение Х и Y. Таким образом, положение стола, необходимое для обработки данного отверстия, характеризуется двумя координатами, указывающими смещение салазок относительно нулевой установочной точки.

Значения координат могут быть заданы с различной точностью: от тысячных долей миллиметра до нескольких миллиметров, в зависимости от того, с какой степенью точности может осуществить перемещение система управления. Предположим, что в рассматриваемом случае они заданы с точностью до 1/100 мм. Это значит, что при записи пятизначным числом, три знака до запятой. соответствуют сотням, десяткам и единицам миллиметров, а два знака после запятой — десятым и сотым долям миллиметра.

Чаще всего запись координат производят в десятичном исчислении. Для записи каждой из двух координат отводят на ленте десять строк (рис. 3).

Рис. 3. Пример записи значения координат на перфорированной ленте

Первая строка соответствует цифре 0, вторая — 1, третья — 2 и т. д. до 9. Запись одной координаты осуществляется пробиванием пяти отверстий:

количество сотен миллиметров пробивается в дорожке I,
десятков — в дорожке II,
единиц — в дорожке III,
десятых долей миллиметров дорожке IV,
сотых долей миллиметра — в дорожке V.

Каждое отверстие пробивается в своей дорожке в той строке, которая соответствует пробиваемому знаку. Так, если надо записать число Х1' = 123,69 мм, то для этого необходимо пробить пять отверстий:

— количество сотен (1) пробивается во второй строке дорожки I,

— количество десятков (2) — в третьей строке дорожки II,

— количество единиц (3) — в четвертой строке дорожки III,

— количество — десятых долей мм (6) — в седьмой строке дорожки IV и

— количество сотых долей мм (9) — в десятой строке дорожки V.

Непосредственно за значением координаты Х1 записывают значение координатыY1 = 014,79. Таким образом, для записи обоих значений координат на ленте отводится двадцать строк. Последняя, двадцать первая строка, отведена для отверстия в дорожке VI, которое служит для установки ленты в рабочее положение.

Для расшифровки программы перемещения салазок схема управления координатного стола имеет дешифратор. Дешифратор состоит из металлической плиты, против которой расположены пружинные контактные стержни.

На каждую из первых пяти дорожек приходится по двадцати стержней — пo одному против каждой строки. Для дорожки VI предназначен только один контактный стержень. Таким образом, дешифратор имеет 101 контактный стержень. Лента разъединяет контактные стержни и металлическую плиту, изолируя их друг от друга.

Когда лента занимает рабочее положение, двадцать один контактный стержень проходит сквозь ленту (в тех местах, где в ленте пробиты отверстия) и, вступая в контакт с металлической плитой, замыкает соответствующие электрические цепи. Десять контактов обеспечивают возникновение напряжения, пропорционального по величине значению Х, десять контактов — возникновение напряжения, пропорционального значению Y, а один контакт дает сигнал о том, что лента заняла рабочее положение.

Напряжение, получаемое на выходе дешифратора 1 (рис. 4) и пропорциональное значению Х, подается в сравнивающее устройство 3.

Рис. 4. Схема управления координатного стола

Сюда же,поступает и напряжение от измерителя положения салазок—датчика обратной связи 12 (этот датчик непрерывно измеряет смещение продольных салазок 7 относительно нулевой установочной точки и напряжение на его выходе пропорционально этому смещению). Напряжение на выходе дешифратора пропорционально значению требуемого положения продольных салазок. В сравнивающем устройстве значение командного напряжения от дешифратора и напряжения от датчика обратной связи сопоставляются между собой. Так как требуемое положение салазок отличается от предыдущего рабочего положения, то и сопоставляемые напряжения различны. Поэтому на выходе сравнивающего устройства появляется командный сигнал, знак которого зависит от того, какое из сравниваемых напряжений больше (т. е. в какую сторону надо перемещать салазки), а величина пропорциональна разности сравниваемых напряжений.

Командный сигнал усиливается в усилителе 4 и направляется к реверсивному электрическому двигателю 5, приводящему во вращение ходовой винт 6продольных салазок. Направление вращения определяется знаком командного сигнала.

По мере продвижения продольных салазок напряжение на выходе датчика обратной связи меняется, постепенно приближаясь по величине к напряжению дешифратора. Как только координата Х1 действительного положения салазок станет равной по значению координате Х требуемого их положения, уравниваются и напряжения дешифратора и датчика обратной связи. Это приводит к тому, что командный сигнал на выходе сравнивающего устройства становится равным нулю, подача напряжения к электродвигателю 5 прекращается и продольные салазки останавливаются.

Подобным же образом осуществляется перемещение поперечных салазок 9. Цепь управления состоит из сравнивающего устройства 14, усилителя 13, электрического двигателя 11, ходового винта 10 и датчика обратной связи 8. Так как запись значений Х и Y на ленте прочитывается дешифратором одновременно, то и перемещение продольных и поперечных салазок происходит тоже одновременно.

После того как стол занял рабочее положение, производится обработка нужного отверстия. В период обработки отверстия лента 2 автоматически передвигается и к моменту окончания обработки система управления готова переместить салазки в следующее рабочее положение.

Система управления может включаться вручную и автоматически.

`Цифра, стоящая после Х или У, обозначает порядковый номер обрабатываемого отверстия.

Источник: https://entersait.ru

Обсудить на форуме