Конспект лекций




НазваниеКонспект лекций
страница12/16
Дата публикации30.01.2014
Размер1.98 Mb.
ТипКонспект
zadocs.ru > Информатика > Конспект
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16

^ 5.2 Модернизация станков ЧПУ на базе систем ЧПУ SINUMERIK
Системы ЧПУ SINUMERIK фирмы SIEMENS имеют модульную конструкцию и большой набор компонентов для реализации любой конфигурации. Подробная информация о параметрах систем ЧПУ и их основных компонентах приведена в русскоязычном каталоге NC 60, а также на сайте www.siemens.ua/mc.

Система содержит в себе три базовых комплекта, которые отличаются, главным образом, количеством управляемых осей и набором реализованных функций:

  • SINUMERIK 802 c модификациями S, C, D.

  • ^ SINUMERIK 810D.

  • SINUMERIK 840D.

Системы ЧПУ снабжены модулями привода SIMODRIVE, которые разработаны специально для станков с ЧПУ. Предусмотрены также модули позиционирования FM STEPDRIVE.

Основными компонентами управления в системах ЧПУ SINUMERIK являются панель оператора OP, а также терминальные блоки NCU (Numerical Computer Unit), станочные пульты MCP, электронные маховички,. Процессорные модули оснащены операционной системой Windows NT 4.0.

При выборе системы ЧПУ следует руководствоваться назначением каждой системы.

Системы SINUMERIK 802 предназначены для токарных, фрезерных, сверлильных и шлифовальных станков. SINUMERIK 802D представляет собой один блок PCU (Panel Control Unit), предназначенный для решения относительно простых задач – управления четырьмя осями и одним шпинделем. Для управления автоматикой предусмотрен модуль РР 72/48, а для управления приводами – преобразователь SIMODRIVE 611 universal Е с аналоговым каналом.

Пример схемы подключения системы SINUMERIK 802C приведен на рисунке 5.1.

В системах SINUMERIK 802 количество одновременно интерполируемых осей не превышает трех. Привод шпинделя может управляться по скорости или положению.

Обработка сигналов датчиков положения осей в SINUMERIK 802S/802C выполняется в модуле системы ЧПУ, а в SINUMERIK 802D – в цифровых модулях привода SIMODRIVE 611 E (universal).

^ Рисунок 5.1 - Схема подключения SINUMERIK 802C
Ограничение движения по координатам обеспечивается с помощью аппаратных и программных конечных выключателей. Аппаратные бесконтактные конечные выключатели устанавливаются для исключения аварий при работе на ускоренном движении и при движении с рабочей подачей. Для уменьшения зоны перемещений могут быть установлены программные выключатели быстрого и рабочего хода. Предусмотрена также функция “Наезд на твердый упор”, которая необходима, например, для фиксации задней бабки при зажиме детали в центрах.

Погрешность ходового винта или измерительной системы может быть компенсирована по таблице компенсаций, составленной по результатам измерений фактических отклонений.

Система SINUMERIK 810D объединяет в одном модуле CCU (Compact Control Unit) все задачи ЧПУ, программируемого контроллера и коммуникации. CCU находится в одном корпусе с интегрированными силовыми модулями, обеспечивающими работу с двумя приводами подачи и одним приводом шпинделя. С целью расширения количества осей (максимально до 6) используются специальные платы расширения и преобразователи SIMODRIVE 611 с цифровым интерфейсом.

Системы SINUMERIK 840D – это системная платформа, на которой можно реализовать наиболее сложные задачи управления. В комбинации с программируемым контроллером SIMATIC S7-300 и преобразователями SIMODRIVE 611 digital она позволяет создавать комплексы программного управления с числом управляемых осей от 2 до 31.

Пример схемы подключения системы SINUMERIK 840D показан на рисунке 5.2.

Система построена на базе многопроцессорного модуля NCU (Numerical Control Unit), в котором объединены задачи числового программного управления, логического управления автоматикой (PLC) и коммуникации. К этой системе ЧПУ могут быть подключены:

  • Панель управления с PCU (Panel Control Unit) или модулем MMC (микрокартой памяти), станочный пульт, кнопочная панель и другие средства ручного управления.

  • Система преобразования SIMODRIVE 611 digital.

  • Программатор.

  • Периферия PLC SIMATIC S7-300.

  • Децентрализованная периферия (станция ЕТ200М) через шину PROFIBUS.

  • Модуль простой периферии EPP (64 входа и 32 выхода 24В с клеммными колодками).

  • Терминальный блок NCU (один или два) для обеспечения безопасности рабочих движений на станке. Он подключается к приводной шине и в него можно вставить до 8 компактных модулей ввода/вывода DMP. Блок NCU с модулями DMP обеспечивает быстрый синхронный ввод/вывод дискретных и аналоговых сигналов системы безопасности. На каждый терминальный блок можно подключить до 16 цифровых каналов ввода/вывода или до 4 каналов аналоговых вводов/выводов.



^ Рисунок 5.2 - Схема подключения SINUMERIK 840D
Приводная система SIMODRIVE 611

Приводная система SIMODRIVE 611 выполнена в единой конструкции по модульному принципу. Благодаря стандартным интерфейсам и соединениям пользователь может построить конфигурацию с любым сочетанием координатных осей и шпинделей.

Приводная система состоит из следующих компонентов:

  1. Трансформатор (при необходимости согласования напряжений).

  2. Сетевой фильтр и коммутирующий дроссель для снижения уровня радиопомех, генерируемых преобразователями частоты.

  3. Модуль питания (нерегулируемый UE-модуль или регулируемый модуль питания/рекуперации E/R).

  4. Силовые модули (преобразователи частоты для двигателей).

  5. Платы управления (аналоговые, цифровые и универсальные), настроенные на определенные типы и технологии использования двигателей.

Приводная система подключаются к сети с глухозаземленной нейтралью (TN-сеть) напряжениями 400В, 415В или 480В частотой 50/60 Гц в такой последовательности: трансформатор (при необходимости), фильтр, коммутирующий дроссель, модуль питания.

Модуль питания вырабатывает постоянное напряжение 490В или 680В для промежуточного контура, а также напряжения для электроники.

Напряжение промежуточного контура может быть нерегулированным или регулированным. Нерегулированное напряжение применяется для приводов мощностью 5, 10 и 28 кВт с незначительными динамическими нагрузками. Регулированное напряжение от модулей E/R применяется для приводов мощностью от 16 до 120 кВт в следующих случаях:

  • высокие динамические требования к приводам станков;

  • частые циклы торможения и высокая энергия торможения;

  • выдвигаются требования оптимизации эксплуатационных затрат.

С помощью регулируемых модулей питания/рекуперации избыточная энергия промежуточного контура, которая возникает, например, в режиме торможения, возвращается в сеть. Таким образом, получаются оптимизированные параметры для охлаждения распределительного шкафа и рентабельный баланс энергии для пользователя.

Кодовым переключателем можно выбрать разные рабочие функции модулей E/R:

  1. Регулированный режим на напряжении промежуточного контура 600 В DC или 625 В DC с нагрузкой синусоидальным током.

  2. Нерегулированный режим на напряжении промежуточного контура 490 В DC (при 3 AC 400 У) с или без сетевой рекуперации.

  3. Прямое использование сети TN 3 AC 480 В +6 % -10 %; 50 Гц/60Гц на нерегулированное напряжение промежуточного контура 680 В DC с сетевой рекуперацией.

Внешний вид модуля питания изображен на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 - Внешний вид модуля питания для SIMODRIVE 611
Напряжение промежуточного контура от силового модуля подается на все силовые модули линейки приводов SIMODRIVE 611.

Силовые модули управляются системой ЧПУ через платы управления. Цифровые сигналы управления передаются по приводной шине ЧПУ. Внешний вид силового модуля SIMODRIVE 611 приведен на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4 – Внешний вид силового модуля Simodrive 611 (плата управления снята)
Структурная схема приводной системы SIMODRIVE 611 показана на рисунке 5.5.

Рисунок 5.5 – Структурная схема приводной системы SIMODRIVE 611
Цифровые платы управления системы SIMODRIVE 611 вставляются в силовые модули и используются для управления трехфазными серводвигателями 1FT6/1FK или линейными двигателями 1FN приводов подачи, а также двигателями 1PM/1PH/1FE1 для привода шпинделя.
К цифровым платам управления можно подключать датчики, встроенные в двигатели, а также внешние измерительные системы, выдающие сигналы sin/cos,

Схема подключения силового модуля SIMODRIVE 611 и платы управления с цифровым интерфейсом приведена на рисунке 5.6.

Рисунок 5.6 - Схема подключения преобразователя SIMODRIVE 611 digital
В двигатели 1FT6/1FK и 1PM/1PH могут быть встроены инкрементные фотоэлектрические датчики с выходными сигналами напряжением 1^ В, а также абсолютные датчики EnDat с питанием +5В, которые выполняются однооборотными (13 разрядов) и многооборотными (25 разрядов).

Для определения положения подвижного узла при небольшом перемещении рекомендуется использовать измерительную линейку HEIDENHAIN LB 382up, которая позволяет точно определить положение рабочего узла. Внешний вид измерительной линейки HEIDENHAIN LB 382up представлен на рисунке 5.7.

Рисунок 5.6 - Внешний вид измерительной линейки HEIDENHAIN

LB 382up
Для определения положения подвижного узла при значительном его перемещении целесообразно использовать измерительную линейку HEIDENHAIN LIM 581, внешний вид которой представлен на рисунке 5.8.


Рисунок 5.8 - Внешний вид измерительной линейки HEIDENHAIN LIM 581
Технические характеристики измерительных линеек LB 382up и LIM 581 приведенные в таблицах 5.1 и 5.2, соответственно.
Таблица 5.1 - Технические характеристики измерительной линейки HEIDENHAIN LB 382up


Модель

LB 382 up to ML 3040mm

Измерительный стандарт
Распределенный интервал

Тепловой коэффициент расширения

Лента нержавеющий стали с градацией AURODUR

40 µm

αtherm = 10 ppm/K


Градус точности

± 5 µm (± 0.0002 in.)

Измерительная длина

до 3040 мм

Максимальная скорость перемещения

120 м/мин

Питание

5 V ± 5%/< 150 mА


Таблица 5.2 - Технические характеристики измерительной линейки HEIDENHAIN LIM 581


Модель

LIM 581

Измерительный стандарт

Распределенный интервал

Тепловой коэффициент расширения

Магнитный пластический шар на стальной ленте

10,24 µm

αtherm = 10 ppm/K

Точность

± 10 µm (± 0.0002 in.)

Измерительная длина

до 28000 мм

Максимальная скорость перемещения

600 м/мин

Питание

5 V ± 5%/< 150 mА


^ 5.3 Разработка структурной схемы системы ЧПУ станка и её конфигурирование

При разработке структурной схемы системы управления станка важно показать, какие именно технические средства и их модификации использованы в этой системе.

Пример представления структурной схемы представлен на рис. 5.9.

В состав этой системы управления входят:

  • система ЧПУ SINUMERIK 840D;

  • программируемый контроллер автоматики SIMATIC S7-300 с процессором CPU-314C и станцией ЕТ200М с модулями ввода-вывода для распределенной периферии;

  • панель оператора 12'' TFT с жидкокристаллическим экраном;

  • комплект измерительных линеек, обеспечивающих точность отсчета не хуже 0,001мм;

  • комплект модулей цифрового управления приводами подач типа SIMODRIVE 611;

  • комплект высокомоментных сервомоторов для приводов подач;

  • преобразователь SIMOREG для привода главного движения с двигателем постоянного тока;

  • комплект средств для ручного управления.




Рисунок 5.9 – Структурная схема системы управления токарного станка ^ HOESCH DB3000

Порядок проектирования структурной схемы системы управления заключается в следующем.

Объект управления декомпозируется, т.е. разделяется на ряд конструктивных узлов и механизмов. В результате декомпозиции должны быть получены структурные компоненты, которые включают у себя один объект управления, например, привод.

После этого осуществляется анализ сигналов, необходимых для управления каждым структурным компонентом.

Для анализа входных и выходных дискретных сигналов их следует разделить по функциональному назначению. В приведенных ниже таблицах сигналы разделены на следующие группы (пример):

  • входные сигналы, ответственные за питание системы (табл. 5.3);

  • входные сигналы управления элементами гидроавтоматики (табл. 5.4);

  • входные сигналы, ответственные за позиционирование и работу системы управления приводом подачи суппорта (табл. 5.5).

  • выходные сигналы контроллера, которые относятся к управлению приводом подачи (табл. 5.6).

После определения количества и атрибутов (свойств) информационных и управляющих сигналов производится выбор базовой системы, например, SINUMERIK 810D, и ее компоновка необходимыми средствами управления. Эта процедура называется конфигурированием системы управления.
Таблица 5.3 - Входные дискретные сигналы, ответственные за питание (пример, фрагмент)


Символ

Тип

Назначение

AC_220V_1_Ok

BOOL

220В, 50Гц в норме

AC_24V_Ok

BOOL

24В, 50Гц в норме

Operating_supply_24V_Ok

BOOL

+24В в норме

Power_supply_24V_Ok

BOOL

Силовое напряжение 24В в норме

Infeed_modul_Ok

BOOL

Модуль питания в норме

Infeed_module_no

BOOL

Модуль питания выключен

Infeed_moduel_contact_ON

BOOL

Внутренний контактор модуля питания включен

AC_220V_main_cut_out_Ok

BOOL

Вводный автомат включен

Power_supply_ETA_24V_Ok

BOOL

Силовое напряжение 24В в норме

No_OFF_machine

BOOL

Выключения станка нет

Machine_ON_1

BOOL

Станок включен

Machine_ON_2

BOOL

Станок включен

Check_Fuse_4

BOOL

Контроль предохранителей группы 4

Check_Fuse_5

BOOL

Контроль предохранителей группы 5
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16

Похожие:

Конспект лекций iconЭтика курс лекций (на основе книги: Этика (конспект лекций)
Этика (конспект лекций). – М.: «Приор-издат», 2002. Автор-составитель Аристотель. Никомахова этика. Сочинения: в 4-х т. Т. М.: Мысль,...

Конспект лекций iconКонспект лекций для студентов направления 070104 «Морской и речной транспорт»
Конспект лекций рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Судовождение» кгмту

Конспект лекций iconКонспект лекций Утверждено Редакционно-издательским советом в качестве...
Чижов М. И., Юров А. Н. Информатика и информационные системы: Конспект лекций. Воронеж: Воронеж гос техн ун-т, 2003. 148 с

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Безопасность в чрезвычайных ситуациях и гражданская оборона. Конспект лекций. Рубцов Б. Н. М. Миит, 2001

Конспект лекций iconКонспект лекций для студентов сектора второго высшего образования...
Конспект лекций разработан кандидатом экономических наук, доцентом кафедры «Экономическая теория и кибернетика» Одесского государственного...

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине "инвестирование"
Конспект лекций по дисциплине «Инвестирование» для студентов экономических специальностей всех форм обучения Сост.: В. М. Гридасов...

Конспект лекций iconКонспект лекций Киров 2010 удк 681. 332
Теория автоматов (часть I). Конспект лекций /Киров, Вятский государственный университет, 2010, 56с

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине «Делопроизводство»
Опорный конспект лекций по дисциплине «Делопроизводство» для студентов 2 курса (3 семестр) сгф для направления 101100. 62 «Гостиничное...

Конспект лекций iconКонспект лекций Содержание Введение 4 Тема Экономическая теория:...
Предлагаемый читателям конспект лекций разработан в соответствии с типовой программой дисциплины «Основы экономических теорий» для...

Конспект лекций iconКонспект лекций по философии подготовлен в соответствии с типовой...
Философия : конспект лекций для студентов всех специальностей дневной и заочной форм обучения / сост. А. П. Мядель : Учреждение образования...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов