Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Рис. 9.38. Структурная cxoia управляющего устройства из типовых функциональных узлов

/{исполнительным мехониамам

непосредственно на их входы сигналов от путевых выключателей bj и аг- Команда «Стоп» подается нормально открытой кнопкой, что обеспечит прохождение команды в случае отказа кнопки или обрыва трубопровода.

Схема, изображенная на рис. 9.37, предусматривает блокировку и индикацию отказов путевых выключателей. Вероятной причиной отказа нормально открытых выключателей и подачи ими ложных сигналов является их засорение или обрыв трубопроводов; тогда в случае возникновения ложного сигнала на одном из выключателей одновременно подаются сигналы «О» путевыми выключателями, установленными на одном исполнительном механизме. Блокировка отказов путевых выключателей цилиндра А выполняется соединением входов элемента ИЛИ - НЕ ИЛИ ] с выходами путевых выключателей % и а. Таким образом, при сигналах % = О, aj = О сигнал «I» с выхода элемента / поступает на вход элемента 2. Далее сигнал, проходя через элементы 3, 4, переключает триггер 5 и дает команду на останов, отключая распределитель 6. Одновременно сигнал элемента 1 включает индикатор отказов 7. Аналогично проводятся блокировка и индикация отказов путевых выключателей цилиндра В. Эта защита обеспечивается элементом 8 и индикатором 9. Блокировки отказов нормально закрытых выключателей выполняются таким же образом, но с использованием струйных элементов, реализующих логическую операцию И.

Схема дает информацию оператору о прохождении сигналов от устройства к распределителям с помощью индикаторов, подключенных к элементам 10, II, 12, 13. Блокировки при работе в ручно.м режиме предусмотрены. Схема обеспечивает «нулевую защиту» и другие меры защиты введением блокировочных сигналов на вход элемента 3. Струйные управляющие устройства строятся и при по.мощи других методов, использование которых обусловлено стремлением разработчиков уйти от интуитивного способа построения схем управляющих устройств. Эти методы предусматривают использование для построения схем управляющих устройств отработанных логических структур отдельных блоков.

На рис. 9.38 приведена структурная схема управляющего устройства, включающая в себя функциональные типовые блоки: питания и защиты 1; формирования тактовых импульсов 2; командозадающего устройства 3; блокировок (логики) 4; входных устройств 5; индикации 6.

Построим схему управляющего устройства, реализующего цикл Л+; В+; В-; А-, в отличие от рассмотренных выше на основе функциональных блоков в соответствии со структурой, приведенной на рис. 9.38.

Разработку схемы начнем с анализа циклограммы, в которой работа ци-, линдров разбита на отдельные такты (рис. 9.39, а). Первый такт-w- выдвижение штока цилиндра А; второй - выдвижение штока цилиндра В; третий - возврат Штока цилиндра В; четвертый такт - возврат штока цилиндра А. В схеме управляющего устройства используют типовые функциональные блоки (см. рис. 9.39, а).

I. Питание и защита. Этот блок обеспечивает питание устройства, осуществляет «нулевую защиту» и блокировки.

П. Формирователь тактовых импульсов, предназначенный для выработки тактовых импульсов при изменении состояний путевых выключателей.

П1. Командозадающее устройство, последовательно сдвигающее импульсы в каждом такте.

IV. Логические условия - блокировки,

V. Входные устройства.

VI. Индикация.





Одним из важных свойств этого управляющего устройства является то, что без каких-либо изменений его логической структуры возможно управлять работой двух цилиндров в любой последовательности. Для этого достаточно перекоммутировать трубопроводы, связывающие выходы элементов /, 2, 3, 4 с входами элементов 9, 10. Пусть требуется обеспечить работу цилиндров в следующей последовательности: В+; В-; А+; А-. Работа по этому циклу будет обеспечена соединением выходов. элементовНЕ ИЛИ 1, 2, 3 с входами элементов 6, 7, 5 Yi введением требуемых блокировок на входы элементов 9, 10. Аналогично можно управлять работой цилиндров и с другой последовательностью.

Использование того или иногю метода построения управляющих устройств в каждом конкретном случае следует определять как техническими, так и экономическими соображениями.

Пример 4. Управление последовательностью операций по времени.

Когда нет возможности установить элементы, контролирующие выполнение операций иа исполнительных органах машин, используют временное управление последовательностью операций. Простейшая схема управляющего устройства, обеспечивающего работу двух цилиндров в полуавтоматическом режиме по циклу А+; В+; В-; А-, показана на рис. 9.39, 6. Схема включает в себя генератор временных тактовых импульсов 1, командо-задающее устройство 2, логические элементы ИЛИ 3, наладочные кнопки 4. блок пуска и нулевой защиты 5, кнопки «Пуск», «Стоп» 6.

Пусть для выполнения технологических операций требуются следующие выдержки времени; выдвижение штоков цилиндров - 1 с, (B-f) -1 с, возврат штоков (А-) -2 с, (В-) - 3 с. Исходя из того, что минимальная длительность операции 1 с, используем генератор с частотой следования тактовых импульсов, равной 1 Гц. Частота следования импульсов корректируется дросселем 7, установленным на входе усилителя fS. Длительность цикла равна 7 с с наименьшим временным интервалом 1 с; таким образом, для построения схемы используем командозадающее устройство на семь разрядов, в котором тактовые импульсы сдвигаются от разряда к разряду через 1 с.

Сигналы длительностью 1 с на выдвижение штоков цилиндров А и В поступают на усилители распределителей с первого и второго разрядов комаидозадающего устройства. Сигнал длительностью 2 с на возврат штока цилиндра А поступает от четвертого и третьего разрядов комаидозадающего устройства, через элемент 9. выполняющего операцию суммирования (ИЛИ). Сигнал иа возврат штока В обеспечивается суммированием сигналов пятого, шестого и седьмого разрядов регистра элементами J0, 11, т. е. на время возврата штока цилиндра В отводится 3 с.

Струйные системы циклового программного управления (ЦПУ) применяют при автоматизации металлорежущих станков, промышленных роботов и других машин, используе.мых преимущественно в крупносерийном производстве. В системах ЦПУ программируется только логическая и технологическая информации (последовательность выполнений операций, режимы обработки, время выполнения операций и др.), размерная информация выполняется с помощью регулируемых упоров или других устройств, предназначенных для подачи сигналов в .тогическое устройство при достижении механизмом заданной величины перемещения. Во временнйх системах ЦПУ эта величина перемещения задается продолжительностью операции (чаще в промышленных роботах). В связи с тем, что логическое устройство освобождено от переработки размерной информации, системы циклового программного управления отличаются простотой.

В крупносерийном производстве при длительной обработке одной партии деталей, в промышленных роботах, обслуживающих станки, прессы и другие машины с редко меняющимся циклом системы ЦПУ нередко могут явиться предпочтительными по сравнению с другими системами программного управления. Это связано с тем, что эти системы просты по структуре, более надежны в эксплуа--тации и проще в обслуживании, чем системы с числовым программным управлением.

Функциональная схема. На рис. 9.40, а изображена функциональная схема струйной системы ЦПУ, в которую входят следующие основные устройства: задания и ввода программы; переработки информации, нанесенной на программоносителе; контроля отработки этапа - такта программы -- (входные устройства-путевые выключатели и др.); выходные и исполнительные устройства. Рассмотрим назначение и структуру основных устройств функциональной схемы.

Устройство задания и ввода программы содержит информацию о цикле, которая отражена в программоносителе - перфокарте, перфоленте, штеккер-ной панели или наборном поле. Программоноситель является составной частью устройства задания программы. В устройстве поэтапного ввода программы вы-

Устройство

задания программы

Устройство задания

программы

I

Устройство поэтапного

ввода программы

Блок (рорма-рования-тактовых импу/гьсоЗ

Блок логики

Усилители

Устройство ! переработки I информации j

I

Преобразователи

ПиеВмо-игидро-расп ределители а другие исполнительные механизмы

Выходные а исполнительные устройства

Входные устройства

Индикация тактов

Ко мандозадаюш,ее устройство

Элементы размножения

От (рормирователя тактовых импульсов

Исполнительные механизмы

Ввод информации в наборное поле

МногоВкодоВые ИЛИ

"ттт"

8 лок /гогаки

К усипи-телям

Рис. 9.40. Функциональная схема струйной системы ЦПУ (а) и структурная схема устройства задания и ввода программы (б) i vj iv з

рабатываются тактовые импульсы, которые поступают в устройство задания програ.ммы. Тактовые команды последовательно выдаются с помощью сдвигающего регистра (струйно-механического либо струйного). Тактовые импульсы, поступая в устройство задания программы, перерабатываются в соответствии с программой, заданной на программоносителе, и с помощью считывающих э.те-ментов, направляются в устройство переработки информации. В логическом блоке устройства переработки информации выполняются блокировки, вырабатываются команды, которые поступают на усилители, преобразователи, а затем на пнев.мо-, гидрораспределителн или же на другие исполнительные элементы н далее на исполнительные механизмы, осуществляющие технологические операции. Выполнение операций контролируется путевыми выключателями и другими датчиками, сигналы от которых поступают в устройство переработки информации, в блок логики и в блок формирования тактовых и.мпульсов. Тактовые импульсы от формирователя поступают в устройство поэтапного ввода программы, в котором командозадающее устройство (сдвигающий регистр) сдвигает тактовые импульсы. Сдвигаемые в каждом такте импульсы поступают в устройство задания программы и затем в соответствии с программой, нанесенной на программоносителе, - в блок логики либо непосредственно на исполнительные элементы.

Классификация струйных систем ЦПУ рассмотрена в работе [3]. Здесь ограничимся классификацией струйных систем ЦПУ по конструктивным признакам и способу получения тактового импульса на переход от одной операции к другой. Существует два способа получения тактовых импульсов: первый - выполнение предыдущей операции не контролируют путевыми выключателями



и другими устройствами, и тактовые импульсы на переход от одной операции к другой формируются в блоке логики по командам от путевых выключателей. Второй способ - контроль по времени - используют тогда, когда нельзя установить путевые выключатели. В тех случаях, когда безопасность работы не обеспечена, вводят блокировки для защиты как отдельных механизмов, так и оператора с помощью путевых выключателей. В ряде случаев при проектировании струйной системы ЦПУ целесообразно использовать одновременно оба способа получения тактовых и.мпульсов.

В струйных системах ЦПУ получили распространение в основном три типа устройств поэтапного ввода программы, отличающиеся конструктивным исполнением.

Первый тип устройств состоит только из струйных логических элементов, образующих струйное счетно-командозадающее устройство. Второй тип выполнен в виде струйно-механнческого пли пневмомеханического обегающего устройства (шагового искателя). Третий тнп состоит из струйного командозадающего устройства, каждый выход которого связан с мембранным усилителем, предназначенным для уси.тения сигналов от струйных элементов и их последующего размножения и ввода в устройство задания программы. Этот тип известен как струйно-мембранное командозадающее устройство.

Конструкция устройства задания программы может быть выполнена в виде штекерной панели, наборного поля, клавишной или кнопочной панели и другого устройства с внутренней памятью, либо в виде механизма для счнтьшанияпро-граммы с программоносителей (перфокарты, перфоленты и т. п.) - устройства задания программы с внешней памятью. Любое из этих устройств задания программы может быть использовано в каждой из к.тасснфицированных нами систем ЦПУ. Выбор какого-то определенного устройства задания программы следует определять технологическим процессом изготов.чення детали на машине-автомате, экономичностью, удобством в эксплуатации и рядом других факторов, которые должны быть проанализированы в каждом конкретном случае отдельно.

В струйных управляющих устройствах ЦПУ промышленными роботами и станками наибольшее распространение получили устройства задания программы, выполненные в виде наборного поля. Это объясняется их конструктивной простотой и удобством в эксплуатации.

Устройство задания и ввода программы. На рис. 9.40, б показана структурная схема струйного устройства задания и ввода программы системы ЦПУ, в которой выполнение предыдущей операции контролируется путевыми выключателями, а устройство задания программы выполнено в виде наборного коммутационного поля.

Тактовые импульсы от формирователя поступают на вход устройства поэтапного ввода программы, которое представляет собой струйное командозадающее устройство, где сдвиги происходят в соответствии с частотой тактовых импульсов. Другими словами, устройство поэтапного ввода представляет собой линию задержки, где скорость распространения информации определяется частотой тактовых импульсов. Число разрядов регистра определяется числом тактов, необходимых для выполнения всех операций в цикле. В устройстве задания и ввода программы предусмотрена индикация сдвига тактового импульса в каждом разряде. Съем информации с выходов командозадающего устройства выполняется блоком размножения сигналов. Блок состоит из логических элементов, назначение которых сводится к распределению сигналов с каждого разряда командозадающего устройства по нескольким каналам (причем, уровень сигнала «1» по расходу и давлению должен сохраняться в любом из этих каналов). Размноженные в блоке сигналы поступают к наборному полю, которое представляет собой ряд тактовых трубок (штуцеров). Число трубок зависит от числа тактов и числа одновременно включаемых механизмов в одном такте.

Другой ряд выходов, установленных на наборном поле, служит для приема размноженных сигналов от устройства поэтапного ввода программы. Этими трубками с наборным по.чем связаны многовходовые схемы ИЛИ илн миоговходовые элементы ИЛИ, назначение которых состоит в обеспечении повторяемости одной и той же операции в цикле и формировании выходных команд, поступающи;? в блок логики либо непосредственно на усилители.

252

1 Лл

г-1-1-1

Рис. 9.41. Командозадающее устройство

Соединяя гибкими шлангами тактовые трубки с выходными трубками, можно изменять последовательность выполнения отдельных операций в цикле, включать различное число механизмов в разных тактах, повторять одну и ту же операцию несколько раз в течение никла (включать один и тот же исполнительный механизм).

Использование в качестве устройства задания программы наборного поля обеспечивает; высокое быстродействие, низкую стоимость и экономичность устройства, возможность корректировки программы для получения оптимальных режимов непосредственно во время наладки машины; высокую надежность, так как устройство задания и ввода программы построено на струйных элементах и не нмеет подвижных частей.

Рассмотрим работу отдельных элементов, входяП[Их в устройство задания и ввода программы.

Устройство поэтапного ввода программы представляет собой простейший сдвигающий регистр - командозадающее устройство, полная схема которого, график работы и условное обозначение показаны на рис. 9.41.

Тактовые импульсы от формирователя импульсов поступают на вход триггера со счетным входом, являющегося составной частью командозадающего устройства. Импульсы I/ и р триггера со счетным входом являются сдвигающими. Каждый разряд состоит из триггера с раздельными входами, построенного на элементах ИЛИ-НЕ ИЛИ либо на основе триггеров с раздельными входами.



0 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33