CS249424B1 - Zapojení programovatelného systému řízení příčného a podélného posuvu, zejména brusek pro vnější broušení - Google Patents

Abstract

Zapojení je určeno zejména pro řízení brusek pro vnější broušení a sestává z programovatelného automatu, interaktivního komunikačního panelu a výkonových a akčních jednotek rotačního a lineérně hydraulického pohonu. Programovatelný automat je kromě základních obvodů vybaven obvodem pro řízení krokového motoru, obvodem pro řízení servoventilu, obvodem sledovacího měřidla a obvodem pro přenos dat mezi programovatelným automatem a interaktivním komunikačním panelem, který sestává z vazebních obvodů, obrazovkového displeje, klávesnice a mikropočítače pro zadání dat. Klávesnice komunikačního panelu je spojena s obvodem vstupů a výstupu programovatelného automatu.

Description

Vynález se týká zapojení programovatelného systému řízení příčného a podélného posuvu, zejména bruáek pro vnéjéí broušení, sestávajícího z programovatelného automatu a výkonových a akčních jednotek rotačního a lineárního hydraulického pohonu.

Řídicí systém brousícího stroje pro vnější broušení v sobě zpravidla zahrnuje dvě funkce. Funkci řídicí části pohonů jednotlivých os, například řízení příčného posuvu vřeteníku, podélného posuvu stolu apod. a funkci automatu, realizujícího logické a sekvenční operace pracovního stroje.

S pracovní obsluhou je vázán prostřednictvím ovládacího panelu s prvky pro zadání dat brousicího procesu. Činnost systému probíhá podle algoritmu řízení celého pracovního procesu.

Dosud užívané řídicí systémy brousicích strojů pro vnější broušení, které pro příčné posuvy používají pohonů s rotačními krokovými motory, bývají konstruovány jako samostatné bloky, na jejichž ovládacích panelech jsou mechanickými prvky (přepínači, číslicovými voliči) zadávána vstupní data broušení a jejichž výstupní signály ovládají výkonové stupně jednoho nebo i více krokových motorů.

Mechanickými prvky ovládacího panelu jsou v agresivním prostředí pracovního procesu do provozu zanášeny prvky nespolehlivosti. Řídicí systém je konstruován pro speciální použití na určitý typ brousicích strojů a nelze jej bez složitých obvodových úprav použít na jiných bruskách.

Logické a sekvenční funkce přizpůsobovacích obvodů pracovního stroje jsou ve stávajících řešeních řídicího systému řešeny bud klasickými rele'ovými obvody nebo moderněji s použitím programovatelného automatu, který návrh přizpůsobovacích obvodů s výkonovými vstupy a výstupy zjednodušuje. (Přizpůsobovací obvody v tomto smyslu jsou obvody styku řídicího systému s pracovním strojem).

Zjednodušuje v tom smyslu, že obvodový návrh těchto obvodů lze účinně provést pomocí výkonových modulů vstup/výstup automatu a logické a sekvenční funkce dané algoritmem řízení pomocí programového vybavení programovatelného automatu. Programovatelný automat je samostatně konstruovaný systém odlišným výrobcem, než stávající řídicí systém pohonů a jejich vzájemná činnost je obtížně stavitelná a vždy vyžaduje složitý zásah do konstrukce řídicího systému pohonů.

Má to za následek větší složitost řešení celého řídicího systému pracovního stroje a tím snížení jeho spolehlivosti. Nevýhoda tohoto způsobu řešení déle více yyniká při vícesouřadnlcovém řízení, kdy ovládání další souřadnice, například podélného posuvu stolu, vyžaduje buď delší dílčí celek nebo složitou úpravu stávajícího řídicího systému.

Uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje vynález nového systému řízení příčného a podélného posuvu, zejména brusek pro vnšjší broušení.

Jeho podstata spočívá v tom, že programovatelný automat, sestávající z obvodu vstupů a výstupů, obvodu sledovacího měřidla, obvodu řízení krokového motoru, obvodu řízení servoventilu, napájecího obvodu a obvodu centrální jednotky, přičemž všechny tyto obvody jsou spojeny\s vnitřní sběrnicí tohoto programovatelného automatu, je prostřednictvím svého obvodu přenosu dat zpětnovazebně spojen s vazebními obvody interaktivního komunikačního panelu.

Jeho obrazovkový displej a mikropočítač jsou zpětnovazebně spojeny s dalšími vstupy a výstupy vazebního obvodu, který je rovněž zpětnovazebně spojen s klávesnicí komunikačního panelu. Obvod vstupů a výstupů programovatelného automatu je zpětnovazebně spojen s ovládacími prvky, jedním vstupem a výstupem klávesnice intraktivního komunikačního panelu a dalším vstupem a výstupem sledovacího qišřidla, jehož druhý výstup je spojen s obvodem sledovacího měřidla. Obvod řízení krokového motoru je zpětnovazebně spojen s ovladačem krokového motoru, který je prostřednictvím převodového ústrojí spojen s brousícím vřeteníkem.

Výstup snímače polohy krokového motoru je spojen s dalším vstupem obvodu řízení krokového motoru. Obvod řízení servoventilu je zpětnovazebně spojen s řídicí polohouou jednotkou lineárního hydraulického pohonu spojenou výstupem se servoventilem a přes hydraulický válec ae stolem, jehož výstup je přes odměřovací zařízení spojen se vstupem řídicí polohová jednotky.

Zapojení programovatelného systému řízení podle vynálezu je uyedeno na přiloženém výkresu na obr. a jeho činnost vysvětlena na zapojení pro řízení příčného posuvu brousícího vřeteníku pohonem s krokovým motorem a pro řízení podélného posuvu stolu pomocí lineárního hydraulického pohonu ee servomotorem.

Programovatelný automat PA sestávající z obvodů X vstupů a výstupů obvodu £ sledovacího měřidla SM. obvodu 2 řízení krokového motoru gK, obvodu X řízení servoventilu gX, napájecího obvodu Sít psHěiováho obvodu g a obvodu 2 centrální jednotky, přičemž viechny tyto obvody X, i, 2» X, g, g, 2 jsou spojeny e vnitřní sběrnicí VS tohoto automatu £X. je prostřednictvím svého obvodu g přenosu dat zpětnovazebně spojen s sazebními obvody 10 interaktivního komunikačního panelu

Jeho obrazovkový displej XX a mikropočítač 12 jsou zpětnovazebně spojeny s dalšími vstupy a výstupy tbhoto vazebního obvodu Jg, který je rovněž zpětnovazebně spojen s klávesnicí g komunikačního panelu KE.

Obvod X vstupů a výstupů programovatelného automatu EA je zpětnovazebně spojen s ovládacími prvky X2, jedním vstupem a výstupem klávesnice 2 interaktivního komunikačního panelu a dalším vstupem e výstupem sledovacího měřidla gg, jehož druhý výstup je spojen s obvodem g sledovacího měřidla 3M.

Obvod 2 řízení krokového motoru KM je zpětnovazebně spojen s ovladačem XX krokového motoru m, který je prostřednictvím převodového ústroji 16 spojen s brousicím vřeteníkem 17. přičemž výstup snímače 15 polohy krokového motoru KM je spojen s dalším vstupem obvodu 2 řízeni krokového motoru KM.

Obvod X řízení servoventilu gX je zpětnovazebně spojen s řídicí polohovou jednotkou 18 lineárního hydraulického pohonu spojenou výstupem se servoventilem SV a přes hydraulický válec X2 se stolem gg, jehož výstup je přes odměřovací zařízeni 21 spojen se vstupem řídicí polohyvé jednotky Xg.

Programovatelný automat de kromě základních obvodů vybaven obvodem 2 řízení krokového motoru KM. obvodem X řízení servoventilu obvodem g sledovacího měřidla gg a obvodem g pro přenos dat mezi interaktivním komunikačním panelem gg a programovatelným automatem £X.

Obsluha brousicího stroje pomocí tlačítek klávesnice 2 komunikačního panelu KP volí pracovní režim stroje a zadává do paměti mikropočítače .12 komunikačního panelu KP vstupní data žádaných parametrů rychlostí posuvů, velikostí drah a směrů posuvů akčních členů jednotlivých pohonů pro celý brousicí cyklus.

Pevná pssaěl SPROM programovatelného automatu obsahuje uživatelem nahraný progres, který vychází z algoritmu řízení pohonů brousicího procesu a který uživatel sestavuje s použitím jednoduchého programovacího jazyka programovatelného automatu £A,» Návrhem programu programovatelného automatu lze dosáhnout libovolného průběhu brousicího cyklu podle

I technologických požadavků na brouěení. Obvod J řízení krokového motoru gg zpracovává vstupní data jednotlivých operací a postupné vykonává celý sled operací zvoleného cyklu,pracovního.

Vytváří řídicí signály pro ovladač 1£ krokového motoru j£K ve tvaru budicích impulsů frekvence odpovídající rychlosti otáčení krokového motoru KM a výstupního logického signálu pro smér otáčení krokového motoru gg.

Ovladač H krokového motoru gg (výkonový stupeň) obsahuje rozdSlovač Impulsů pro jednotlivé fáze krokového motoru £M- Budicí impulsy jsou vnitřními obvody J řízení krokového motoru čítány a po vykonání předvoleného počtu daného předvolěaou dráhou posuvu brousicího vřeteníku dochází ke skončení operace nebo k přechodu na dalží operaci brousicího cyklu.

Kontrola vykonaná dráhy krokového motoru gg může být provádéna s pomocí snímače 22 polohy umístěného na rotoru krokového motoru SL· ^{v t0}· připadá jsou vnitřními obvody J řízení krokového motoru Si£ čítány skutečné vykonané kroky krokového motoru Sl· Hřídel krokového motoru KM je mechanicky vázána s převodovým ústrojím 16. která převádí rotační pohyb krokového motoru Sl ^na lineární posuv brousicího vřeteníku 17.

Obdobné obvod £ řízení servoventilu SX podle algoritmu řízeného procesu přijímá vstupní data jednotlivých operací podélného posuvu a vytváří řídicí signály pro řídicí polohovou jednotku Ifi lineárního hydraulického pohonu. Výstupními signály jsou řídicí impulsy, jejichž frekvence odpovídá rychlosti posuvu akčního členu pohánu a jejichž počet odpovídá velikosti posuvu.

Směr posuvu je dán logickpu úrovní dalěího výstupního signálu. Řídicí polohová jednotka 18 zpracovává a převáží tyto informace na řídicí výkonové signály pro servoventil 22 propojený s pístem hydraulického válce 12, který je akSním prvkem hydraulického pohonu pro posuv stolu 22*

Řídicí polohová jednotka 12 3^e dále propojena s odměřovacím zařízením 21» které kontroluje vykonanou dráhu posuvu stolu 22. Ukončení předvoleného posuvu je obvodu £ řízeni servoventilu SV signalizováno řídicí polohovou jednotkou 18 jakož i nesouhlas žádané a skutečné polohy stolu 22* V tomto případě dochází k přerušení činnosti celého řídicího systému.

Klávesnice 2 interaktivního komunikačního panelu KP je propojena jednak a mikropočítačem 12 pro zadání dat a jednak s obvodem vstupů a výstupů 1 programovatelného automatu PA. přičemž gaždému tlačítku je přiřazena určitá funkce technologického posuvu broušení.

Vstupní dětí jsou zobrazována na obrazovkovém displeji H, zaznamenána do paměti mikropočítače 12 komunikačního panelu KP a v průběhu broušení prostřednictvím obvodu £ pro přenos dat a vazebních obvodů 1Q přenášena do operační paměti programovatelného automatu PA. Vnitřní komunikací programovatelného automatu PA jsou podle algoritmu řízení cyklů data přenášena do obvodů J řízení krokového motoru KM a obvodu £ řízení servoventilu Sl.

Na obrazovkovém displeji 11 jsou zobrazovány údaje o poloze akčních členů krokového a hydraulického pohonu. Programovatelný automat PA je déle svými obvody l vstupů a výstupů propojen s ovládacími prvky 13 brousicího stroje, jejichž funkce a vzájemné vazby jsou dány kombinačními a sekvenčními vztahy prvků přizpůsobovací8kříně a tlačítek brousicího stroje.

V části pevné paměti EPROM programovatelného automatu je zaznamenán program vzájemné vazby vstupních a výstupních elektrických a elektromechanických prvků brousicího stroje, který užitoatel vytváří podle algoritmu ovládání těchto prvků.

Pomůckou je uživateli programovatelný automat ££ ⁸ vybavením pro zápis řídicího programu v jednoduchém jazyku a s možností záznamu do paměti EPROM. Obvod 2 sledovacího měřidla SM je propojen s vlastním sledovacím měřidlem SM sledujícím průměr brouěeného obrobku.

Je propojen s vnitřní sběrnicí VS programovatelného automatu PA a jeho funkce spočívá v signalizaci dosaženého předvoleného průměru obrobku v důležitých fázích brouěení. Dochází tak ke kontrole brousicího procesu, zvláště u nekonečných fází brouěení.

V případě, že programovatelný automat obvod 2 pro sledovací měřidlo 31 neobsahuje, je možno použít sledovacího měřidla klasického provedení s vlastní vyhodnocovací měřicí částí, jehož výstupy signalizují dosažení předvpleného průměru se propojí se vstupními obvody programovatelného automatu £&.

Pamětové obvody £ EPROM dále obsahují diagnostický program kontroly činnosti brousicího stroje. Jsou signalizovány poruchy jednotlivých obvodů programovatelného automatu £g včetně výkonových částí krokového a hydraulického pohonu a interaktivního komunikačního panelu KP.

Claims (1)

1. Zapojení programovatelného systému řízení příčného a podélného posuvu, zejména brusek pro vnější broušení, sestávající z programovatelného automatu a výkonových a akčních jednotek rotačního a lineárního hydraulického pohonu, vyznačená tím, že programovatelný automat (PA) sestávající z obvodu (1) vstupů a výstupů, obvodu (2) sledovacího měřidla (SM) obvodu (3) řízení krokového motoru (KM), obvodu (4) řízení servoventilú (SV), napájecího obvodu (5), pamělového obvodu (6) a obvodu (7) centrální jednotky, přičemž všechny tyto obvody (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) jsou spojeny a vMitřní sběrnicí (VS) tohoto programovatelného automatu (PA), je prostřednictvím svého obvodu (β) přenosu dat zpětnovazebně spojen s vazebními obvody (10) interaktivního komunikačního panelu (KP), jehož obrazovkový displej (11) a mikropočítač (12) jsou zpětnovazebně spojeny s dalšími vstupy a výstupy tohoto vazebního obvodu (10), který je rovněž zpětnovazebně spojen s klávesnicí (9) komunikačního panelu (KP), obvod (1) vstupů a výstupů programovatelného automatu (PA)je zpětnovazebně spojen s ovládacími prvky (13), jedním vstupem s výstupem klávesnice (9) a interaktivního komunikačního panelta (KP) a dalším výstupem sledovacího měřidla (SM), jehož druhý výstup je spojen s obvodem (2) sledovacího měřidla (SM), obvod (3) řízeni krokového motoru (KM) je zpětnovazebně spojen s ovladačem (14) krokového motoru (KM), který je prostřed nictvím převodového ústroji (16) spojen s brousicím vřeteníkem (17), přičemž výstup snímače (15) polohy krokového motoru (KM) je spojen s dalším vstupem obvodu (3) řízení krokového motoru (KM), obvod (4) řízení servoventilú (SV) je zpětnovazebně spojen s řídicí polohovou jednotkou (18) lineárního hydraulického pohonu spojenou výstupem se servoventilem (SV) a přes hydraulický válec (19) se stolem (20), jehož výstup je přes odaěřovací zařízení (21) spojen se vstupem řídicí polohová jednotky (18).