Основы мехатроники и робототехники
жүктеу/скачать 3,35 Mb. Pdf көрінісі
|
Sholanov 1
- Бұл бет үшін навигация:
- 5.1. Станки с ЧПУ
ГЛАВА 5 МЕХАТРОННАЯ ТЕХНИКА В настоящее время трудно указать сферы деятельности человека, в которых не применялись бы технические результаты мехатроники. Ниже приведены лишь некоторые из сфер деятельности, в которых продукты мехатроники - мехатронные технические системы (МТС) и устройства занимают важное место. К мехатронным техническим системам, применяемым на производстве, относятся промышленные роботы, станки с программным управлением (ЧПУ), автоматические линии и т.д. В дальнейшем роботы, как наиболее типичные мехатронные устройства и как продукт робототехники, будут рассматриваться достаточно подробно. По этой причине здесь в качестве примера МУ остановимся на описании некоторых примеров мехатронной техники. 5.1. Станки с ЧПУ Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) нашли широкое применение в производстве. В зависимости от вида операций, производимых на станках, станки с ЧПУ подразделяются на следующие технологические группы: токарные, фрезерные, сверлильные, координатно-расточные, фрезерно- расточные, шлифовальные, многоцелевые и др. Внедрение станков с ЧПУ явля- ется одним из главных направлений автоматизации средне- и мелкосерийного производства. Современные станки с ЧПУ представляют технологическую мехатронную систему. В состав станков с ЧПУ как и всякой мехатронной системы входят: управляющий комплекс (устройство ЧПУ), который представляет совокупность технических средств микроэлектроники и программно-аппаратных средств; исполнительные устройства в виде различных приводов (главный привод, привод подач и др.); исполнительный механизм в виде конструкции станка; информационно-измерительная система и система коммуникаций. По международной классификации устройства ЧПУ (УЧ11У) подразделяются на следующие классы: NC (Numerical Control); SNC (Stored Numerical Control); CNC (Computer Numerical Control); DNC (Direct Numerical Control); HMC (Handled Numerical Control); VNC (Voise Numerical Control). Реальные УЧПУ представляют часто синтез признаков различных классов. В связи с внедрением микропроцессорных компьютерных комплектов и компьютеров для управления техническими системами наибольшее распространение в настоящее время находят УЧПУ класса CNC и в сочетании этого класса с другими. Эти УЧПУ позволяют в период эксплуатации изменять и корректировать управляющие программы обработки детали, а также программы функционирования самой системы. Система управления класса CNC позволяет в режиме диалога или обучения производить доработку и отладку программы управления, просматривать результаты в виртуальном 78 режиме. УЧПУ этого класса имеет программы адаптации на возмущающие факторы, а также дает возможность производить контроль и диагностику обо- рудования, в частности, дистанционно. Упрощенная схема структуры УЧПУ класса CNC представлена на рис. 5.1. Здесь компьютер верхнего уровня выдает управляющую программу, которая содержит укрупненное кодированное описание всех стадий геометрического и технологического образования детали. В человеко-машинный интерфейс входят дисплей, клавиатура, пульты обучения и ручного управления и т.д.Графический дисплей позволяет корректировать размеры детали, изменяя данные управляющей программы. В качестве устройства хранения информации используются дискеты, винчестеры, компакт-диски, флэш-карты. К устройствам ввода и вывода информации относятся клавиатура, CD - ROM и др. Рис.5.1. Упрощенная схема УЧПУ Интерполяция выполняется с тем, чтобы с достаточной точностью получить координаты промежуточных точек траектории движения 79 управляемого объекта по координатам крайних точек и заданной функции интерполяции. Если компьютерное управление представляет управление на тактическом уровне, то интерполяция и управление представляет управление на исполнительном уровне конкретным мехатронным модулем движения - приводом. Управление главным приводом заключается во включении и отключении привода и только иногда управление углом поворота. Более сложным является управление подачей, которое зависит от количества управляемых движений (координат станка). На Рис.5.2 показана схема обработки детали [20], при котором приводы подачи осуществляют управление по 5 координатам, показанным на схеме стрелками. Рис.5.2. Схема обработки детали на 5-координатном станке Управление следящими приводами иногда предусматривает адаптацию по возмущению. Кроме того, программа управления на исполнительном уровне организует вспомогательный режим, а именно: согласование по сигналам с датчиками обратной связи, установка системы приводов в фиксированный нуль, контроль за координатами, автоматический выход приводов в режим торможения и т.д. Логическая последовательность представляет управление, которое включает и выключает технологические узлы. 80 Задача обработки детали на стайках с ЧПУ решается обычно в следующей последовательности: разрабатывается компьютерная модель детали, например, в „среде AutoCad; разрабатывается технологическая карта обработки изделия; составляется управляющая программа применительно к конкретному станку; осуществляется автоматическая загрузка программы; дальнейшее управление осуществляет УЧПУ вплоть до окончания технологической операции с контролем соответствия заданным требованиям. Исполнительными устройствами станков с ЧПУ являются: главный привод, привод подач, приводы вспомогательных устройств (устройств автоматической смены инструментов и т.д.). К главному приводу и приводу подачи предъявляются требования повышенной мощности и жесткости, возможность управления и регулирования скоростью. В качестве приводов обычно используются асинхронные электродвигатели, мотор-шпиндели (главный привод), электродвигатели постоянного тока, совместно с гидроусилителями. В приводах подачи могут использоваться также шаговые электродвигатели с гид- роусилителем, электрические приводы с низкооборотным электродвигателем, гидроприводы.В качестве передаточных механизмов в приводах подач часто используются передачи винт - гайка, зубчатые и ременные передачи с автоматической выборкой зазоров и регулированием натягов. Станок является основным объектом управления, исполнительным механизмом, управляемым по нескольким координатам. На рис.5.2. представлены системы координат сверлильно-расточного станка. Металлорежущие станки с ЧПУ можно жүктеу/скачать 3,35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|