Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Разработка автоматизированного участка механообработки детали "Вал ведущий 24-1291"

Разработка автоматизированного участка механообработки детали "Вал ведущий 24-1291"

Характеристика технологического маршрута отработки детали "Вал ведущий". Разработка планировки участка и расчет количества и выбор оборудования. Разработка аппаратной части системы управления. Разработка циклограммы, математической модели и программы.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 03.03.2016
Размер файла 4,4 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

в стеллаже [кг]

Статическая

нагрузка [kг]

PMP 1310-2

1300 x 1000 x 132

2

 2000

 1200

 8000

Рисунок 2.4.10 - Паллета PMP 1310-2

2.5 Разработка участка

Роботизированные комплексы для механообработки заготовок типа тел вращения могут иметь различные компоновочные схемы в зависимости от выполняемых ими технологических задач. Наибольшее применение в машиностроении получили РТК, состоящие из автоматизированных станков (токарных, круглошлифовальных, многоцелевых и др.), оснащенных накопительными устройствами для заготовок и деталей, системой программного управления и обслуживаемых с помощью ПР. В первую очередь такие РТК предназначаются для серийного изготовления деталей мелких и средних размеров с небольшим временем обработки. Комплексы могут оснащаться как встроенным в станок, так и внешним ПР напольного или портального типа.

В нашем случае это специализированный участок, разработанный для выполнения технологического процесса по изготовлению детали “ВАЛ", т.е. мы разрабатываем участок для обработки одного типа детали.

Участок состоит из 24 станков, которые обслуживаются 12 промышленными роботами. Транспортная тележка привозит заготовки, предназначенные для обработки, к накопительному столу, перегружает палету на стол. После этого тележка повторяет свои действия для следующих станков. С палет промышленный робот снимает заготовку, пришедшую в рабочую зону, и устанавливает ее на станок, где происходят операции обработки. Все операции по переустанову выполняются в станке автоматически. Обработанные детали переносятся на стол, с которого они опять поступают на транспортную тележку. Далее тележка перевозит эти детали на склад.

2.6 Разработка технологических наладок

Для обработки конкретной поверхности детали необходимо определить, каким образом будет перемещаться инструмент. Для этого определяется траектория его движения, включающая рабочие ходы, сопровождающиеся снятием слоя металла, и холостые ходы.

Рабочие ходы движения инструмента определяют контур детали, геометрическую точность получаемой поверхности (размер, шероховатость). Холостые ходы характеризуются быстрым перемещением инструмента с точным позиционированием в заданной точке.

Траектория движения инструмента в станках с ЧПУ задается с помощью специальных кодов (функций), записываемых в управляющую программу в определенной последовательности.

Также в программе задается система координат, в которой описывается перемещение инструмента. С помощью специальных кодов можно управлять также и вспомогательными операциями (подача СОЖ, смена инструмента).

При написании программы для станка с ЧПУ необходимо иметь перед собой эскиз того участка детали, где происходит обработка с указанием систем координат станка, приспособления, инструмента, холостых и рабочих ходов инструмента. При проектировании наладки необходимо выбирать рабочие и холостые ходы таким образом, чтобы время на их совершение было минимальным, и происходила обработка с заданной точностью и шероховатостью.

Выбор систем координат детали и инструмента осуществляют из удобства программирования.

Начало системы координат токарного станка находится в точке пересечения оси шпинделя с плоскостью, проходящей через правый торец шпинделя. Системы координат детали выбираются по той поверхности, относительно которой задается большое количество размеров, т.к. пересчеты дают дополнительные погрешности. При переустановке детали начало системы координат детали относительно детали не меняется. При написании программы для токарного станка работа идет в системе координат ХОZ. Все размеры задаются по оси Х в диаметрах. Применение различных инструментов учитывается с помощью коррекции.

Для станков с ЧПУ существует большое количество функций. Последовательность записи в кадре:

- номер кадра (Nxx)

- подготовительная функция (Gxx)

- размерные перемещения (Xnn, Ynn, Znn)

- подача, скорость (Fnn, Snn)

- вспомогательная функция (Mxx)

Наиболее часто используемые функции при программировании

Таблица 4.1. - Подготовительные функции.

Код функции

Назначение

G00

Быстрое перемещение в заданную точку (на холостом ходу)

G01

Линейная интерполяция

G02

Круговая интерполяция по часовой стрелке

G03

Круговая интерполяция против часовой стрелки

G17/G18/G19

Выбор плоскости XOY/XOZ/YOZ при работе с круговой интерполяцией

G33

Нарезание резьбы с пост. шагом

G40

Отмена коррекции

G41

Инструмент находится слева

G42

Инструмент находится справа

G43/G44

Коррекция инструмента полож./отриц.

G59

Переход к нулевой точке

G60

Быстрое перемещение с точным позиционированием конечной точки

G61

Среднеточное позиционирование

G65

Обработка пазов

G70

Чистовая обточка контура

G71

Многопроходная черновая обработка в продольном направлении

G72

Многопроходная черновая обработка в поперечном направлении

G75

Многопроходная черновая обработка 1-2 ступеней в поперечном направлении

G76

Нарезание резьбы резцом

G80

Отмена всех постоянных циклов

G81

Сверление центровых отверстии или сверление без паузы

G82

Сверление с паузой

G90

Абсолютная система координат, все промежуточные координаты задаются относительно W

G91

Относительная система координат, каждая последующая точка задается относительно предыдущей

G92

Переход из системы координат станка в систему координат детали

G94

Подача в мм/мин

G95

Подача в мм/об

G96

Скорость в м/мин

G97

Отмена G96 вращение шпинделя в об/мин

Функции G41-G44 используются при работе с коррекцией на радиус фрезы. Функции G17-G19 применяются только при круговой интерполяции. При включении у ЧПУ автоматически устанавливается функция "G01".

Большая часть вспомогательных функций различна для разных стоек ЧПУ.

Таблица 4.2. Вспомогательные функции.

Код функции

Наименование

М00

Останов шпинделя

М02

Конец программы

М03

Вращение шпинделя по часовой стрелке

М04

Вращение шпинделя против часовой стрелки

М06

Смена инструмента

М08

Включить охлаждение

М09

Выключить охлаждение

М10

Зажим приспособления

М11

Разжим приспособления

М20

Вращение инструмента вдоль оси Х

М21

Вращение инструмента вдоль оси У

М17

Конец подпрограммы

М60

Смена заготовки

Токарная операция (подрезка торца, черновая обточка)

Токарная операция (черновая, чистовая обточка)

3. Разработка аппаратной части системы управления

3.1 Выбор элементов системы управления

Выбор датчиков

На участке должны быть применены датчики положения. Они фиксируют наличие палет на тележке и на столе, а также положение тележки. По принципу действия могут быть применены индуктивные, оптические и емкостные. Применение индуктивных датчиков, в нашем случае, ограничено по конструктивным соображениям. Емкостные датчики, несмотря на их высокую чувствительность, обладают низкой помехозащищенностью. Поэтому выбираются оптические датчики, так как их размещение не требует существенных конструктивных затрат.

Известны несколько производителей оптических датчиков положения, например Siemens, Baluf, Sick т.д.

Рисунок 3.1.1 - Оптический датчик положения Sick

Датчики SICK давно на российском рынке. Широко используются на автоматизированных производственных линиях, конвейерных линиях, и другом промышленном оборудовании. Разработка все более сложных «интеллектуальных» сенсоров и сенсорных систем, предназначенных для автоматизации производственных и технологических процессов, является основным направлением деятельности немецкой компании SICK AG.

Отличительной особенностью является высокая надежность благодаря применению высококачественных материалов и сравнительно низкая стоимость. Достаточно широкое применение этих датчиков на российском рынке, наличие большого количества поставщиков явились основным критерием выбора.

Выбор контроллеров

На рынке производителе контроллеров для машиностроения наибольшей популярностью пользуются Овен, Mitsubishi, Siemens и ряд других. Из соображений надежности наличия возможности широкого сервисного обслуживания, наличия документации на русском языке и относительно невысокой стоимости выбран контроллер фирмы Siemens (FRG).

Контроллер Simatic S7-300

Вычислительная мощность, количество входов и выходов определены на основании разработки циклограммы и математической модели. Мощность блока питания определена на основании расчетов в п.3.4.

Рисунок 3.1.2 - Внешний вид станции S7-300

На рисунке 1 обозначено:

- Индикаторы состояния и ошибок

- Гнездо для платы микропамяти (MMC), включая выбрасыватель

- Клеммы встроенных входов и выходов

- Разъем для блока питания

- 2-ой интерфейс X2 (PtP или DP)

- 1-й интерфейс X1 (MPI)

- Переключатель режимов работы

Рисунок 3.1.3 - Фронтальный внешний вид и разъемы для подключения модуля процессора

На рисунке под показаны следующие элементы CPU

(1) Гнездо для платы микропамяти (MMC), включая выбрасыватель

(2) 2-ой интерфейс X2 (только для CPU 315-2 DP)

(3) Разъем для блока питания

(4) 1-й интерфейс X1 (MPI)

(5) Переключатель режимов работы

(6) Индикаторы состояния и ошибок

CPU 315-2 DP. Технические данные CPU 315-2 DP

Номер для заказа 6ES7315-2AG10-0AB0

* Версия аппаратных средств 01

* Версия программы ПЗУ В 2.0.0

* Соответствующий пакет для программирования STEP 7, начиная с V 5.1, + SP 4

Память ОЗУ * встроенная 128 Кбайт

Загрузочная память Сменная на MMC (макс. 8 Мбайт)

Время хранения данных на MMC (после последнего программирования) Не менее 10 лет

Буферизация Обеспечивается MMC (не требует обслуживания)

Времена обработки

* битовых операций мин. 0,1 мкс

* операций со словами мин. 0,2 мкс

* арифметики с фиксированной точкой мин. 2,0 мкс

* арифметики с плавающей точкой мин. 6 мкс

Таймеры/счетчики и их сохраняемость

Счетчики S7 256

* сохраняемость настраивается

* по умолчанию от C0 до C7

* диапазон счета от 0 до 999

Счетчики IEC Да

* вид SFB

* количество не ограничено (ограничено только объемом рабочей памяти)

Таймеры S7 256

* сохраняемость настраивается

* по умолчанию сохраняемость отсутствует

* диапазон времени от 10 мс до 9990 с

Таймеры IEC Да

* Тип SFB

* количество не ограничено (ограничено только объемом рабочей памяти)

Напряжения и токи

Питающее напряжение (номинальное значение)………24 В пост. тока

допустимый диапазон от…………………………………20,4 до 28,8 В

Потребление тока (на холостом ходу) тип. …………………60 мА

Ток включения тип. …………………………………………..2.5 A

Потребляемый ток (номинальная величина)………………….0.8 A

Цифровой модуль ввода/вывода SM 323; DI 8/DO 8 x DC 24 V/0.5 A;

Блок питания PS 307; 5 A; (6ES7307-1EAx0-0AA0)

Блок питания PS 307; 5 A отличается следующими свойствами:

- выходной ток 5 A

- выходное напряжение 24 в пост. тока; регулируемое, устойчивое при коротком замыкании и холостом ходе

- подключение к однофазной системе переменного тока (номинальное входное напряжение 120/230 В перем. тока, 50/60 Гц)

- надежная гальваническая развязка в соответствии с EN 60 950

- может быть использован как источник питания нагрузки

На рисунке показан внешний вид и разъемы для подключения входного и выходного напряжения.

Рисунок 3.1.4 - Блок питания

1. Индикатор наличия выходного напряжения 24 В пост. тока

2. Клеммы для выходного напряжения 24 В пост. тока

3. Компенсатор натяжения проводов

4. Клеммы для подключения сетевого напряжения и защитного провода

5. Выключатель напряжения 24 В пост. тока

6. Переключатель для выбора сетевого напряжения

3.2 Разработка функциональной схемы

Любая система управления выполняет 5 основных функций:

1. Ввод данных об объекте управления. Для получения данных нужно сначала выполнить функцию преобразования физических величин в унифицированный электрический сигнал. При этом унифицированным электрическим сигналом считают напряжение, ток частоту сигала или следования импульсов, длительность импульса и скважность.

Дискретные сигналы представляют собой напряжения. Величины напряжений выбирают из соображения помехозащищенности и электробезопасности. Типовым значением принято считать 24 В.

2. Обработка или преобразование сигналов. Дискретные сигналы преобразуются в логические переменные. Такие преобразования осуществляются с помощью интегральных микросхем. Для этого их преобразуют в формат ТТЛ. Кроме того, для дискретных сигналов осуществляют стабилизацию и гальваническую развязку.

Данные в ТТЛ форме могут быть сохранены и обработаны в вычислительном устройстве.

3. Расчет управляющих воздействий. Эта функция выполняется обычно логическим микропроцессорным устройством.

4. Формирование управляющих воздействий. Исполнительные устройства управляются сигналами отличными от формата ТТЛ. Сигналы контроллеров необходимо преобразовать в вид пригодный для существующей электроавтоматики. Для этого, как правило используются всевозможные ключи. они преобразуют токи напряжения и мощности выходных управляющих сигналов.

5. Вывод управляющих воздействий. Устройства электроавтоматики активируют работы приводов объектов. Преобразуют сигналы в движение и работу рабочих органов. Под выводом управляющих воздействий понимают пердачу воздействия на приводы объекта.

3.3 Разработка структурной схемы

На основе функциональной схемы разрабатывается структурная схема.

Структурно система управления будет содержать:

- восемь фотоэлектрических датчиков положения, фиксирующих положение тележки и наличие палеты и детали;

- объединенный модуль ввода и вывода дискретных сигналов;

- модуль процессора;

- блоки питания датчиков и контроллера, а также электромагнитов пускателей;

- устройства ЧПУ станков и робота;

- исполнительные устройства - пускатели;

- двигатели тележки и роликов тележки и накопительного стола.

3.4 Разработка принципиальной схемы

В соответствии со структурной схемой разрабатывается схема электрическая принципиальная. На ней показано подключение всех электрических аппаратов.

Датчики Sick модель WS/WE280. Система фотоэлектрических датчиков, работающая по принципу прерывания луча, состоит из двух отдельных устройств, излучателя и приемника, которые располагаются напротив друг друга таким образом, чтобы световой поток излучателя был направлен непосредственно на приемник. При прерывании луча происходит срабатывание датчика и формирование цифрового выходного сигнала.

Фотоэлектрические датчики на прерывание луча требуют особой точности монтажа и настройки светового потока от излучателя к приемнику, но при этом, их рабочий диапазон (максимально допустимое расстояние между приемником и излучателем) достаточно велик. Кроме того, для его увеличения можно использовать лазерные излучатели. Все датчики имеют класс защиты IP 66, IP 67, IP 68.

Питание: DC: 10…30 В AC/DC: 24...240 / 12...240 В

Тип выхода: PNP, NPN, релейный выход

Выходной ток: IA max. 100 mA, In - nom 5 mA.

Рисунок 3.4.1 - Датчичик Sick WS/WE280 .Размеры и вид подключения.

Схема подключения датчиков и исполнительных устройств приведена на рисунке 2. Для питания датчиков используется блок питания контроллера PS 307; 5 A. Для питания цепей коммутации пускателей применен блок

Рисунок 3.4.2 - Схема подключения датчиков и нагрузок к модулю ввода вывода

Интерфейс RS-485 обеспечивает обмен данными между несколькими устройствами по одной двухпроводной линии связи в полудуплексном режиме. Широко используется в промышленности при создании АСУ ТП

Протоколы и разъемы. Стандарт не нормирует формат информационных кадров и протокол обмена. Наиболее часто для передачи байтов данных используются те же фреймы, что и в интерфейсе RS-232: стартовый бит, биты данных, бит паритета (если нужно), стоповый бит.

Протоколы обмена в большинстве систем работают по принципу "ведущий-ведомый". Одно устройство на магистрали является ведущим (master) и инициирует обмен посылкой запросов подчиненным устройствам (slave), которые различаются логическими адресами. Одним из популярных протоколов является протокол Modbus RTU. В контроллере Siemens S7-300 используется фирменный протокол ProfiBus DP.

Тип соединителей и распайка также не оговариваются стандартом. Встречаются соединители DB9, клеммные соединители и т.д.

Подключение.

Рисунок 34.3 - Схема подключения RS-485

На рисунке изображена локальная сеть на основе интерфейса RS-485, объединяющая несколько приемо-передатчиков.

При подключении следует правильно присоединить сигнальные цепи, обычно называемые А и В. Переполюсовка не страшна, но устройство работать не будет.

Согласование. Терминальные резисторы обеспечивают согласование "открытого" конца кабеля с остальной линией, устраняя отражение сигнала. Номинальное сопротивление резисторов соответствует волновому сопротивлению кабеля, и для кабелей на основе витой пары обычно составляет 100 - 120 Ом. Например, широко распространённый кабель UTP-5, используемый для прокладки Ethernet, имеет импеданс 100 Ом. Специальные кабели для RS-485 марки Belden 9841 ... 9844 -- 120 Ом. Для другого типа кабеля может потребоваться другой номинал. Резисторы могут быть запаяны на контакты кабельных разъемов у конечных устройств. Иногда резисторы бывают смонтированы в самом устройстве и для подключения резистора нужно установить перемычку. В этом случае при отсоединении устройства линия рассогласовывается, и для нормальной работы остальной системы требуется подключение согласующей заглушки.

Кабель связи для RS 485 - UTP2-S. Витые пары - разновидность кабелей связи. Представляют собой пары скрученных изолированных проводников, которые покрыты пластиковой оболочкой.

Свиваются проводники для повышения степени связи между проводниками одной пары, уменьшения электромагнитных помех от внешних источников и взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов.

Витая пара используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях для передачи различных сигналов. Благодаря дешевизне и лёгкости монтажа витые пары являются наиболее распространённым решением для построения проводных локальных сетей.

Рисунок 3.4.4 - Кабель UTP2-S

Пускатель электромагнитный -- коммутационный электрический аппарат, предназначенный для пуска, остановки и защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором непосредственным подключением обмоток статора к сети и разрывом тока в них без предварительного ввода в цепь дополнительных сопротивлений.

В соответствии с главной функцией магнитных пускателей (в дальнейшем пускателей) основным, а иногда и единственным элементом пускателя является трехполюсный электромагнитный контактор переменного тока! с которым связаны основные параметры пускателя: номинальное напряжение и номинальный ток коммутируемой цепи, коммутационная способность, коммутационная и механическая износостойкости.

Пускатель КМИп-10910 09 А 24 В/АС3 1НО ИЭК имеет электромагнит постоянного тока 24 В. Малогабаритный контактор с катушкой управления постоянного тока КМИп-10910 на ток нагрузки 9 А предназначен для использования в схемах управления электроприводами для пуска, остановки и реверсирования асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором на напряжение до 660 В частоты 50 Гц (категория применения АС-3).

Рисунок 3.4.5 - Контактор КМИп-10910 09 А 24 В/АС3 1НО ИЭК

Рисунок 3.4.6 - Схема включения типовая реверсивного двигателя

Тепловые реле - это электрические устройства, основным назначением которых является защита двигателя от избыточной нагрузки и, как следствие, перегрузки системы в целом. На сегодняшний день наиболее распространенными являются следующие типы тепловых реле: ТРН, РТИ, РТТ и РТЛ. Необходимость применения тепловых реле обусловлена тем, что долговечность любого оборудования напрямую зависит от того, как часто оно бывает перегружено. Так, при регулярном превышении номинального напряжения происходит нагрев оборудования, что приводит к старению изоляции и, как следствие снижает эксплуатационный срок установок.

Рисунок 3.4.7 - тепловое реле ТРН

Для питания электромагнитов пускателей применен блок питания JTS-400-24 (0-24V, 16.5A, 400W).

Рисунок 3.4.8 - Блок питания JTS-400-24

Выходная мощность, W - - 400 W. Выходное напряжение, DC - - 24 V Выходной ток, I - - 16,5 A. Класс пыле-влагозащиты - IP20.

Расчет потребляемой мощности

В систему управления используется два блока питания JTS-400-24 и PS 307; 5

Блок питания PS 307; 5 питает датчики, модуль процессора и модуль ввода вывода контроллера.

Датчики потребляют согласно характеристикам номинальный ток 7 mA

Iд.общ. = Iдат * 6шт. = 7mA * 8=56 mA

Iконтр = Iпроц + Iв/в = 800mA + 40mA = 840mA

Суммарный потребляемый от источника ток составит Iсумм = 896 mA

Магниты пускателей имеют мощность 60 вт и напряжение питания 24 В.

Ток потребления Iпот = 60/24 = 2,5 А

Выбор достаточен

Общее количество пускателей 6. Но одновременно включаются не более двух пускателей.

Однако нужно определить суммарный ток потребления для включения всех шести пускателей:

Iобщ.пуск = 2,5 * 6 = 15 А

Для питания пускателей потребуется источник с мощностью не менее 360 вт.

Выбранные блоки питания удовлетворяют по мощности.

4. Разработка программной части

4.1 Разработка циклограммы

Такты

01 - Загрузить палету со склада заготовок Z12, X5

02 - Перемещение тележки к станкам Y3, X2

03 - Перемещение палеты на столY1

04 - Загрузка станка 1 с поз. 1

05 - Начать обработку ст. 1

06 - Загрузка станка 2 с поз. 2

07 - Начать обработку ст. 2, Разгрузка станка 1

08 - Разгрузка станка 2

09 - Загрузка станка 1 с поз. 3

10 - Начать обработку ст. 1

11 - Разгрузка станка 1 на поз 3

12 - Разгрузка станка 2 на поз. 4

13 - Перемещение палеты на тележку

14 - перемещение тележки к складу гот. дет.

15 - разгрузка палеты на склад готовых деталей Z11, X4

16 - перемещение тележки к складу заготовок

Датчики

X1 - положение тележки у склада заготовок

X2 - положение тележки у станков

X3 - положение тележки у станков 2

X4 - положение тележки у склада деталей

X5 - наличие палеты на тележке

X6 - наличие палеты на столе

X7 - наличие заготовки поз. 1

X8 - наличие заготовки поз. 2

X9 - наличие заготовки поз. 3

X10 - наличие заготовки поз. 4

Сигналы от

ЧПУ

S1 - п1 загрузка ст. 1завершена

S2 - п1разгрузка ст. 1 завершена

S3 - п2 загрузка ст. 2 завершена

S4 - п2 разгрузка ст. 2 завершена

S5 - станок 1 загружен/разгружен

S6 - обработка ст. 1 завершена

S7 - станок 2 загружен/разгружен

S8 - обработка ст. 2 завершена

S9 - п3 загрузка ст. 1завершена

S10 - п3разгрузка ст. 1 завершена

S11 - п4 загрузка ст. 2завершена

S12 - п4разгрузка ст. 2 завершена

N1 - палета обработана

4.2 Разработка математической модели

Z1 - загрузить ст. 1 с поз.1

Z7 - загрузить ст. 1 с поз. 3

Z2 - разгрузить ст. 1 на поз. 1

Z8 - разгрузить ст. 1 на поз. 3

Z3 - загрузить ст.2 с поз. 2

Z9 - загрузить ст. 2 с поз. 4

Z4 - разгрузить ст. 2 на поз. 2

Z10 - разгрузить ст.2 на поз. 4

Z5 - начать обработку ст. 1

Z6 - начать обработку ст. 2

Z11 - разгрузить тележку на склад деталей

Z12 - загрузить тележку со склада заготовок

Y1 - тележка вперед

Y2 - тележка назад

Y3 - ролики тележки вперед

Y4 - ролики тележки назад

Y5 - ролики стола вперед

Y6 - ролики стола назад

4.3 Выбор языка программирования

Имеется выбор из ряда различных философий программирования (контактный план, функциональный план, список команд, язык высокого уровня, последовательное управление или граф состояний) и выбор между текстовым и графическим языком программирования.

Язык программирования Функциональный план (FBD) использует для представления логики графические логические символы, известные из булевой алгебры. Сложные функции, такие как математические, также могут быть представлены непосредственно в соединении с логическими блоками.

Язык программирования FBD включен в стандартный пакет программного обеспечения STEP 7.

Для реализации логических расчетов применяют блоки логических вычислений.

Для реализации оценки времени исполнения операции применим блок таймера.

Таким образом, для создания программы удобно использовать язык программирования функциональных блоков.

В CPU всегда исполняются две программы: *операционная система и программа пользователя.

Каждый CPU содержит операционную систему, которая организует все функции и последовательности в CPU, не связанные с конкретной задачей управления. Задачи операционной системы состоят в следующем: обработка "теплого" и "горячего" перезапуска, обновление таблицы образа процесса для входов и вывод таблицы образа процесса для выходов, вызов программы пользователя, обнаружение прерываний и вызов ОВ прерываний, обнаружение и обработка ошибок, управление областями памяти, обмен информацией с устройствами программирования и другими коммуникационными партнерами. Программу пользователя мы создаем сами программу, загружаем ее в CPU. Она содержит все функции, необходимые для обработки нашей конкретной задачи автоматизации. Задачи программы пользователя состоят в следующем:

- определение условий для "теплого" и "горячего" перезапуска в CPU (например, инициализация сигналов с определенным значением)

- обработка данных процесса (например, логическая комбинация двоичных сигналов, считывание и анализ аналоговых сигналов, задание двоичных сигналов для вывода, вывод аналоговых значений)

- определение реакции на прерывания

- обработка нарушений в нормальном исполнении программы.

Программа состоит из блоков. Имеется несколько различных типов боков, которые можно использовать внутри пользовательской программы Step7:

Таблица 4.4.1 Типы блоков.

4.4 Разработка программы

Управление движением двигателей тележки и стола происходит путем включения и выключения двигателей приводов. Управление ОЦ 1, ОЦ 2, и роботом осуществляется путем передачи команд ЧПУ.

В п.4.2 разработана система логических уравнений, которую необходимо решать для формирования управляющих воздействий на исполнительные устройства.

Для реализации системы в Step 7 строится архитектура аппаратной части контроллера (рисунок 4.3.1)

Рисунок 4.3.1 - Состав аппаратной части контроллера

Соединения контроллера, со стойками ЧПУ производится по шине RS 485 протокол ProfiBus DP (рисунок 4.3.1)

Оборудование сконфигурировано. Можно приступать созданию программы.

Для создания программы создается таблица символов, в которой описаны все переменные. Каждой переменной назначен адрес (рисунок 4.4.2).

Рисунок 4.4.2 - Таблица символов

Пример вычисления управляющих воздействий показан на рисунках 4.4.3 - 4.4.4

Рисунок 4.4.1 - Вычисление сигналов Z1 - Z6 - включение программ на ЧПУ.

Рисунок 4.4.3 - Вычисление Y1 - Y5

Рисунок 4.4.4 - Вычисление Y6

4.5 Разработка алгоритма

В руководстве по программированию в STEP 7 [15] указано, что общий алгоритм выглядит, как показано на рисунке 4.4.5.

Рисунок 4.4.5 -

Структура главной программы пользователя может выглядеть, например. следующим образом (рисунок 4.46)

Рисунок 4.4.6 - Главная программа

ОВ1 - это общий алгоритм вызова функциональных блоков FB.

В данном проекте этот блок (ОВ1 не разрабатывался). Но можно сказать, что он будет описывать условия вызова блоков FB.

В проекте разработана программа блока FB1 - обслуживания верхней группы станков (позиция Ж3 на планировке участка БР 2. 150304.16.2112213.09.00.00 ВО). Функциональные блоки остальных групп станков будут организованы аналогично, с разницей в именах датчиков и сигналов, роботов.

Алгоритм работы блока FB1 это последовательный расчет управляющих сигналов. Его можно представить следующим образом (рисунок 4.3):

Рисунок 4.4.7 - Алгоритм расчета управляющих воздействий

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были проведены следующие работы:

- разработка техпроцесса

- выбор основного и вспомогательного оборудования

- разработка планировки участка

- разработка технологических наладок

- разработка циклограммы

- разработка функциональная схема системы управления

- разработка схемы электрической системы управления

- разработка программы работы системы управления

Таким образом, поставленная в дипломном проекте цель - повышение эффективности технико-экономических показателей участка обработки детали «Вал ведущий 24-1291» за счет его автоматизации, выполнена.

Список литературы

1. “Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство”, Машиностроение, Москва, 1974г.

2. “Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей”, под ред. Соломенцева Ю.М., Машиностроение, Москва, 1987г.

3. “Промышленные роботы. Справочник”, Козырев Ю.Г., Машиностроение, Москва, 1983г.

4. “РТК и ГПС в машиностроении. Альбом схем и чертежей”, под ред. Соломенцева Ю.М., машиностроение, Москва, 1989г.

5. “Справочник технолога-машиностроителя” в 2-х томах, том 1, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, Машиностроение, Москва, 1986г.

6. “Справочник технолога-машиностроителя” в 2-х томах, том 2, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, Машиностроение, Москва, 1986г.

7. “Справочник технолога-машиностроителя”, в 3-х томах, том 3, под ред. Анурьева В.И., Машиностроение, Москва, 1992г.

8. “Конструирование узлов и деталей машин”, П.Ф. Дунаев и О.П. Леликов, Высшая школа, Москва, 2000г.

9. Таблицы с режимами резания.

10. «Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы» - под редакцией С.В. Якубовского, М.:Высш.шк.,1984

11. «Применение интегральных микросхем. Том 1.» - под редакцией Уильямса А., М.: Мир.,1987г.

12. «Применение интегральных микросхем. Том 2.» - под редакцией Уильямса А., М.: Мир.,1987г.

13. « Популярные цифровые схемы: Справочник » - под редакцией Шило В.Л., Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение,1988 г.

14. Конспект лекций, доцент, к.т.н. Заморский В.В.

15. Siemens SIMATIC Программирование с помощью STEP 7 V5.3/ Руководство. / Редакция 01/2004 - A5E00261405-01

Приложение А. Модель структуры

Размещено на Allbest.ru

...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены