RO105913B1 - Instalație de acționare electrica pentru freze universale - Google Patents

Abstract

Instalația, destinata acționarii electrice, asigura reglarea turației capului de frezare si a vitezei de avans a mesei frezei, bazindu-se pe o logica de comanda, implementata intr-un bloc de memorie programabila (A4), care primește informații de la o interfața (A,) pe o magistrala de adrese si furnizează informații pe magistrala de date unei interfețe de ieșire de putere (A«).

Description

Invenția se referă la o instalație electrică destinată acționării electrice a frezelor universale.

în scopul acționărilor electrice a frezelor universale sunt cunoscute instalații electrice bazate pe implementarea logicii de comanda cu relee electromagnetice cu piese in mișcare. Aceste instalații au următoarele dezavantaje: viteză mică de acționare, siguranță scăzută în funcționare, durată de viață mică, gabarit și consum de energie sporite.

Scopul invenției îl constituie acționarea electrică în regim automat a frezelor universale, eliminând dezavantajele menționate mai sus.

Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unei instalații electrice capabile să asigure comanda automată a frezelor universale cu o viteză, o siguranță și o durată sporite, cu un gabarit și un consum de energie reduse.

Instalația de acționare, conform invenției, elimină dezavantajele menționate mai sus prin aceea că, în scopul automatizării procesului de frezare este alcătuita dintr-un bloc electronic realizat cu logică statică care asigură comanda unui motor de curent continuu pentru acționarea mesei frezei, alimentat printr-un redresor comandat, un motor de curent continuu pentru rotirea capului de frezare, alimentat printr-un redresor comandat, patru electrocuple pentru modificarea domeniilor de viteză și turație la masă și freză, un ventilator al motorului de frezare și un motor pentru acționarea pompei de ulei, comenzile fiind date cu unsprezece butoane și selectoare pentru pornire, oprire și alegerea regimurilor, trei manete pentru alegerea sensurilor de avans și douăsprezece limitatoare de cursă, câte două pentru fiecar sens de avans, pe trei axe. Blocul electronic este alcătuit din cinci memorii EPROM, în care sunt implementate ecuațiile de comandă, memoriile primesc comenzi de la butoane, selectoare, manete și limitatori prin intermediul unei interfețe de intrare, co2 menzi care sunt decodificate, furnizând Ia ieșirile memoriilor semnale pentru elementele de forță, contactoare pentru alimentarea motoarelor, semnale care sunt amplificate în putere cu o interfață de ieșire.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură cu fig. 1...7, care reprezintă:

- fig.l, schema electrică de forță a instalației;

- fig.2, schema electrică de comandă a instalației;

- fig.3, schema bloc a memoriei EPROM;

- fig.4, schema electronică a unui modul de interfață de intrare;

- fig.5, schema electronică a unui modul de interfață de ieșire;

- fig.6, ciclograma de acționare a capului de frezare;

- fig.7, ciclograma de acționare a avansului mesei.

Instalația de acționare electrică a frezelor universale este alcătuită, conform invenției, ca în fig.1, dintr-un motor de curent continuu Ml pentru acționarea capului de frezare, alimentat printr-un redresor comandat Al, prevăzut cu un tahogenerator Gl, pentru măsurarea turației. Sensul de rotire al capului de frezare se modifică prin schimbarea sensului curentului prin înfășurarea de excitație a două contactoare K1 și K2. Alimentarea motorului Ml se comandă cu un contactor K3, Motorul Ml este prevăzut cu un ventilator M2 alimentat de la rețea cu un contactor K4. în circuitul de alimentare al excitației sunt prevăzute patru diode înseriate V 1...V4 pentru culegerea de pe ele a unei tensiuni, ca semn al prezenței excitației Exl. Turația capului de frezare se modifică fin cu un potenționetru R1 prevăzut la redresorul comandat Al, în două domenii stabilite cu două electrocuple Y1 și Y2, care transmit mișcarea de la axul motorului Ml la capul de lucru. Masa de lucru a frezei este acționată cu un motor de curent continuu M3 alimentat de Ia un redresor comandat A2 care permite schimbarea sensului tensiunii dc alimentare, prevăzut cu un tahogenerator G2 pentru măsurarea turației, patru diode redresoare V5...V8 montate în serie în circuitul de excitație, pentru sesizarea prezenței excitației Ex3, și un traductor de curent Bl. Alimentarea motorului se comandă cu un contactor K.5. Viteza de avans a mesei se modifică fin cu un potențiometru R2 prevăzut la redresorul comandat A2, în două domenii stabilite cu două electrocuplc Y3 și Y4, care transmit mișcarea de la axul motorului M3 la masa frezei. Curentul prin electrocuplele Yl și Y2 se stabilește cu două rezistoare R3 și R4 montate în serie cu electrocuplele. Instalația electrică mai are prevăzut un motor asincron M4 pentru acționarea pompei de ulei, alimentat printr-un contactor K6.

Contactoarele KJL...K6 și electrocuplele Y1...Y4 sunt alimentate de la un bloc electronic A3, alcătuit ca în fig.2, dintr-un bloc de memorie programabilă A4, care primește informații de la o interfață de intrare A5 și furnizează informații unei interfețe de ieșire A6, care comandă elementele de execuție. Memoria A4 și interfețele A5 și A6 sunt alimentate de la un bloc de surse A7. Contactoarele K3, K4, KS și K6 au înseriate în circuitele de alimentare ale bobinelor lor contactele unor relee termice FI, F2, F3 și F4, pentru protecția motoarelor Ml...M4 la suprasarcină. La interfața de intrare AS se conectează un buton SI pentru pornirea motorului de frezare Ml, un buton S2 pentru oprirea motorului Ml, un selector S3 pentru alegerea sensului de rotire a frezei, un buton S4 pentru blocarea sculei cu cele două electrocuple Yl și Y2, prescrierile de turație pentru motoarele Ml și M3, sesizările prezenței excitațiilor motoarelor Ml și M3, un selector S5 pentru alegerea tipului de regim de avans: manual sau automat, un selector S6 pentru alegerea domeniilor de turația frezei și un selector S7 pentru alegerea domeniilor de viteză de avans a mesei, șase contacte S8, S9...S13, câte două pentru fiecare din cîte trei manete pentru alegerea sensului de avans pe cele trei axe rectangulare ale frezei și șase limitatoare de cursă S14...S19, câte unul pentru fiecare sens de avans. în circuitul de alimentare al contactorului K5 sunt înseriate șase limitatoare de avarie

S20...S25. Blocul A3 asigură alimentarea unui contactor K7, care realizează oprirea rapidă a mesei prin frânarea în regim dinamic a motorului M3. Contactoarele Kl și K2 sunt interblocate între ele. în circuitul bobinei K6 se înseriază un buton S26 pentru acționarea pompei de ulei. Alimentarea părții de comandă se face printr-un contactor K8, acționat cu un buton de pornire S27'și un buton de oprire S28.

Memoria programabilă A4 este alcătuită, confonn invenției, ca în fig.3, din cinci circuite de memorie integrate programabile electrice CI 1,2,3,4,5 de tip EPROM, care primesc informații pe magistrala de adrese de la interfața de intrare A5 și furnizează informații pe magistrala de date interfeței de ieșire A6. Semnalele de la ieșire sunt întîrziate cu trei blocuri cu circuite de temporizare A8,9,10, pentru a asigura întîrzierile necesare la schimbarea comenzilor. Memoria programabilă A4 are memorat tabelul de adevăr care rezultă în urma decodificării ecuațiilor logice de comandă ale frezei, care conțin logica de comandă combinațională care leagă elementele de intrare: butoane, manete, limitatori, de elementele de ieșire: contactoare, electrocuple. Memoria A4 funcționează practic ca un bloc de decodificare a semnalelor de la elementele de intrare. Ecuațiile logice de comandă se dau în continuare:

K3 = K4 Exl (Y12)t (Yl Y2 ♦ Yl Y2) (1)

K4 = SI S2 (2)

Κ5 - Ex3 (Y3 Υ4 + Υ3 Υ4) (K7)t (Κ51 Κ52 + Κ51 Κ52) (3)

Κ51Μ - Κ7 (KS2)ț(S9Sll S13 + S9 Sil SI3 + S9 Sil S13) S8S10I2 (4)

Κ52Μ - Κ7 (K5l)ț (S8 S10 S12 + S8 S10

512 + S8 S10 S12)S9 Sil S13 (5)

Υ12 ~ (K3)_t S? (6)

Υ1 - S6 Y2 Y12 + (K3)_t S4 (7)

Y2 “ S6 Yl Y12 + (K3)t S4 (8)

Y3 - Y4 S7 ♦ K7 (9)

Y4 - Y3 S7 + K7 (10)

K7 - S8 S9S1QS11 SI2S13fK3b (11)

KS1A « S21 S22 S32 B S21 S22 B SM (12)

K52A » S22 S21 S31 B S22 S21 B S32. B S21 * 322 (13)

S21 - S9 Sil S13 + S9 Sil S13 + S9 Sil

513 (14)

S22- S8 S10 S12 + S8 S10 S12 + S8 S10 S12 (15)

531 - S14 S16 S18 * S14 S16 S18 + S14 S16

SIS (16)

532 - S15 S17 S19 + S15 S17 S19 + SI5 S17

S19 (17)

K51 » K51MS5 + K51A S5 (18)

K52 “ K52M S5 + K52A S5 (19)

Ecuațiile (4,5) dau comanda avansului in regim manual, ecuațiile (12,13) dau comanda avansului în regim automat, utilizând ecuațiile intermediare (14...17), iar ecuațiile (18,19) sunt ecuații intermediare pentru ecuația (3).

Blocul interfața de intrare AS are în alcătuire circuite elementare de tipul circuitului A8 din fig.4. Acest circuit elementar este alcătuit dintr-un tranzistor V9, în comutație, polarizat în colector cu un rezistor RS, și cu două rezistoare R6 și R7 șl un condensator

CI de filtrare în bază. Contactul butonului, manetei sau limitatorului S este montat între masă și un ptențial ridicat printr-un rezistor R8, în baza tranzistorului V9.

Blocul interfață de ieșire A asigură amplificarea în putere a semnalelor de pe magistrale de date a memoriei A4, el fiind alcătuit din trei tranzistoare VIO,11,12 în montaj Darlington, care asigură alimentarea bobinelor contactorului K sau a electrocuplei X. Tranzistoarele funcționează în comutație, fiind polarizate cu un rezistor R9 în colector, două rezistoare R10 și Rll în emitoare și două rezistoare R12 și R13 și un condensator C2 de filtraj în bază.

Funcționarea instalației de acționare electrică pentru freze universale, conform invenției, poate fi urmărită pe ciclogramele de frezare și de avans din fig. 6 și 7.

Acționarea motorului Ml se face la apăsarea butonului SI, dacă există excitația Exl, dacă s-au selectat domeniile de turație la electrocuplele Y1 și Y2 și nu s-a dat comandă de blocare a capului de frezare. Ventilatorul M2 se pornește la apăsarea butonului SI. Motoarele Ml și M2 se opresc la apăsarea butanului S2. Motorul M3 de avans se pornește manual cu una din manetele de alegere a sensului de avans S8...S13, dacă există excitația Ex3, s-a selectat un domeniu de viteze cu electrocuplele Y3 și Y4, și nu s-a dat comanda de frânare. Electrocuplele Y1...Y4 sunt alimentate, conform ecuațiilor logice (7...10). Capul de frezare se oprește prin blocare cu ambele electrocuple Yl și Y2, alimentate după ecuația (6). La oprirea mesei se conectează contactorul de frână K7. Masa poate fi oprită cu manete sau la întîlnirea limitatoarelor de cursă

514.. .519, sau a limitatoarelor de avarie

520.. .525. Avansul poate fi comandat în regim automat astfel: se pornește motorul M3 într-un sens cu una din manete, masa efectuează cursa întreagă în sens ales, conectează limitatorul de cursă,

Ί care comuudă schimbarea sensului, masa efectuează o cursă completă in celălalt sens și la atingerea limitatorului de cursă se oprește.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- viteză sporită de acționare;

- siguranță crescută in funcționare;

- fiabilitate sporită;

- gabarit redus;

- consum redus de energie.

Claims (4)

1. Instalație de acționare electrică pentru freze universale, caracterizată prin aceea că, în scopul reducerii gabaritului și sporirii vitezei de acționare este alcătuită dintr-un motor de curent continuu (Ml) pentru rotirea sculei de frezare, alimentat printr-un converti zor (Al), prevăzut cu un tahogenerator (Gl) și un potențiometru (Rl) pentru prescrierea turației, fiind comandat cu un contactor (K3), protejat cu un releu termic (Fl), având conectat în circuitul excitației patru diode redresoare (VI... V4) pentru sesizarea prezenței excitației, modificarea sensului de rotație făcându-se cu două contactoare (K1 și K2) amplasate in excitație, motorul (Ml) fiind răcit cu un ventilator (M2), alimentat printr-un contactor (K4) și protejat cu un releu termic (F2), masa fiind acționată cu un motor de curent continuu (M3), alimentat, printr-un converti zor (A2), prevăzut cu un tahogenerator (G2) și un potențiometru (R2) pentru prescrierea turației și un traductor de curent (Bl), protejat cu un releu termic (F3), frânat dinamic cu un conlactor (K.7); având în circuitul de- excitație patru diode (V5...V8) pentru sesizarea prezenței excitației, pompa de ulei a frezei fiind acționată cu un motor asincron (M4), alimentat printr-un cont actor (K6) și protejat cu un releu termic (F4), modificarea turației de frezare și a vitezei de avans făcându-se fiecare în câte două domenii alese cu câte două electrocuple (Y1 și Y2), respectiv (Y3 și Y4), curentul prin electrocuplele (Y1 și Y2) modificându-se cu două rezistoare (R3 și R4), electrocuplele (Y1...Y4) și contactoarele (K1...K6) fiind comandate de la un bloc electronic (A3), alcătuit dintr-un bloc de memorie programabilă (A4), care primește informații de la o interfață de intrare (A5) pe magistrala de adrese și care furnizează informații pe magistrala de date unei interfețe de ieșire de putere (A) care asigură alimentarea contactoarelor și electrocuplelor, la interfața de intrare (A5), conectândn-se două butoane (SI și S2) pentru pornirea și oprirea capului de frezare, cinci selectoare (S4...S7), respectiv pentru alegerea sensului de rotire a frezei, blocarea sculei, alegerea regimului de avans automat sau manual, alegerea domeniului de turație a frezei și pentru alegerea domeniului vitezei de avans, șase contacte (S8...S13) a trei manete pentru alegerea sensului de avans și șase limitatoare de cursă (S14...S19), în circuitul de alimentare al contactorului (K5) fiind înseriate șase limitatoare de avarie (S20...S25), alimentările contactoarelor (K3,K4,K5 și K6) fiind condiționate de releele termice (Fl... F4), alimentarea părții de comandă făcându-se cu un contactor comandat cu două butoane (S27 și S28) pentru pornire și oprire, contactorul (K6) fiind alimentat cu un selector (S26).

2. Instalație de acționare electrică pentru freze universale, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea câ memoria programabilă (A4) este alcătuită din cinci circuite de memorie integrate programabile electric (Cil...5), de tip EPROM, care primesc informații pe magistrala de adrese de la interfața de intrare (A5) și furnizează informații pe magistrala de date interfeței de ieșire (A6), semnalele de pe magistrala de date fiind întârziate cu trei circuite de temporizare (A8,9, 10) și aduse pe magistrala de adrese, in memoriile (CI1...5) fiind introdusă logica de comandă combinațională, conform ecuațiilor de comandă, interfața de intrare (AS) fiind alcătuită din circuite elementare realizate fiecare cu un tranzistor (V9) în comutație, la care aplică în bază contactului unuia din butoanele, manetele și limitatoarele (S 1...25), prin două rezistoare (R6 și R7) și un condensator (CI), între masă și un potențial ridicat printr-un rezistor (R8), interfața de ieșire (A6) fiind alcătuită din circuite elementare realizate fiecare cu trei tranzistoare (VIO,11,12) în comutație, în

5 montaj Darlington, care ampli fi că în putere semnalul primit în bază de la magistrala de date a memoriei (A4) și asigură alimentarea în colector a uneia din bobinele contactoarelor (K1...KS) sau

10 eiectrocuplclor (Y1...Y4).