RU219383U1 - Имитатор сигналов станков с числовым программным управлением - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к контрольно-измерительной аппаратуре и может быть использована для диагностики плат управления токарно-револьверного станка 1325Ф30 под регулированием системы числового программного управления (ЧПУ) на базе программного обеспечения НЦ-31, на различных стадиях его жизненного цикла, а именно перед вводом в эксплуатацию и при испытании для последующего ремонта указанного станка. Технический результат направлен на обеспечение проверки платы управления токарно-револьверного станка 1325Ф30 с системой ЧПУ на базе программного обеспечения НЦ-31 за счет возможности имитатора сигналов выполнять его логические функции, приводя плату управления станка 1325Ф30 в рабочее состояние, а также принимая ответные сигналы от нее.

Технический результат достигается тем, что имитатор сигналов станков с числовым программным управлением содержит два контакта для подачи питания, светодиодные индикаторы подачи и приема сигналов, нажимные кнопки, управляющие подачей сигналов, и три соединителя электрических, вход-выход каждого из которых выполнен с возможностью соединения с соответствующим ему входом-выходом платы управления, выступающей объектом проверки, при этом первый контакт для подачи питания соединен с входом второго соединителя электрического, а также с входами первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого светодиодных индикаторов номера команды, с входом светодиодного индикатора зажима резцедержателя (СИ_РДЗ), с входом светодиодного индикатора разжима резцедержателя (СИ_РДО).

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной аппаратуре и может быть использована для диагностики платы управления токарно-револьверного станка 1325Ф30 под регулированием системы числового программного управления (ЧПУ) на базе программного обеспечения НЦ-31, на различных стадиях его жизненного цикла, а именно, перед вводом в эксплуатацию и при испытании для последующего ремонта указанного станка.

Из уровня техники известен мобильный стенд для проверки программного обеспечения и оборудования многофункциональных систем контроля и управления в строительстве [Патент RU №71760, МПК: G01D 21/00, опубликован в 2008 г.]

Стенд имеет в своем составе:

1) нажимные переключатели имитации аналоговых и дискретных датчиков с индикацией;

2) цифровой мультиметр для контроля выходных параметров имитаторов;

3) комплект кабелей (соединителей электрических) для подключения имитаторов стенда к многофункциональной системе;

4) источник питания 12 В (сетевой адаптер или аккумуляторная батарея).

Проверка программного обеспечения многофункциональной системы производится следующим образом;

- с помощью соединительных кабелей входящих в состав мобильного стенда необходимое количество имитаторов аналоговых, дискретных датчиков и пусковой аппаратуры подключается к многофункциональной системе контроля и управления;

- в многофункциональную систему загружается программное обеспечение, при необходимости используется сконфигурированная SCADA система;

- на имитаторах аналоговых датчиков под контролем мультиметра устанавливаются начальные уровни выходных сигналов;

- выходные параметры аналоговых и дискретных датчиков изменяются согласно методике проверки программного обеспечения;

- по индикаторам пусковой аппаратуры наблюдается выполнение системой программы и оценивается соответствие ее техническому заданию;

Проверка оборудования многофункциональной системы осуществляется путем подключения ко всем входам и выходам имитаторов датчиков и пусковой аппаратуры и использования набора тестовых программ, по которым проверяются аналогово-цифровые преобразователи входов, срабатывания выходных реле и все функции, которые должна выполнять система.

Техническая проблема, решаемая созданием данной полезной модели, заключается в отсутствии возможности диагностики платы управления токарно-револьверного станка 1325Ф30 по причине того, что в уровне техники отсутствуют аналоги для решения данной проблемы.

Технический результат направлен на обеспечение проверки платы управления токарно-револьверного станка 1325Ф30 с системой ЧПУ на базе программного обеспечения НЦ-31 за счет возможности имитатора сигналов выполнять его логические функции, приводя плату управления станка 1325Ф30 в рабочее состояние, а также принимая ответные сигналы от нее.

Технический результат достигается тем, что имитатор сигналов станков с числовым программным управлением содержит два контакта для подачи питания, светодиодные индикаторы подачи и приема сигналов, нажимные кнопки, управляющие подачей сигналов, и три соединителя электрических, вход-выход каждого из которых выполнен с возможностью соединения с соответствующим ему входом-выходом платы управления, выступающей объектом проверки, при этом первый контакт для подачи питания соединен с входом второго соединителя электрического, а также с входами первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого светодиодных индикаторов номера команды, с входом светодиодного индикатора зажима резцедержателя (СИ_РДЗ), с входом светодиодного индикатора разжима резцедержателя (СИ_РДО), выходы двенадцати указанных светодиодных индикаторов номера команды соответственно соединены с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами третьего соединителя электрического, при этом первые выходы СИ_РДЗ и СИ_РДО подключены соответственно к тринадцатому и четырнадцатому входам третьего соединителя электрического, первый и второй контакты для подачи питания выполнены с возможностью подключения к ним источника питания, который, в свою очередь, соединен с мультиметром, соединяемым также с платой управления, для измерения токов потребления по цепям питания объекта проверки, первый выход третьего соединителя электрического соединен с кнопкой сигнала ответа по зажиму резцедержателя (ККон.Т), второй его выход соединен с кнопкой сигнала, формирующегося на станке при совпадении позиции заданного командой инструмента (КСов.Поз.), третий выход соединен с входом кнопки сигнала, формирующегося при достижении уловителем деталей зоны резанья и задающего окончание выполнения команды «подача уловителя детали» (КО.М.13), четвертый выход соединен с входом кнопки сигнала от концевого выключателя, задающего окончание выполнения команды «подача прутка» (КО.М12), пятый выход соединен с входом кнопки сигнала концевого выключателя, формирующегося при достижении ловителем деталей исходного состояния и задающего окончание выполнения команды «Возврат уловителя детали в исходную точку» (К0.М14), при этом выходы кнопок ККон.Т, КСов.Поз., КО.М13, КО.М12, КО.М14, выход второго соединителя электрического, а также вторые выходы индикаторов СИ_РДЗ и СИ_РДЗ соединены между собой и подключены ко второму контакту для подачи питания, первый выход первого соединителя электрического соединен с входом первой кнопки сигнала адресной информации для задания числовых значений (К1), второй выход соединен с входом второй кнопки сигнала адресной информации для задания числовых значений (К2), третий выход соединен с входом третьей кнопки сигнала адресной информации для задания числовых значений (К4), четвертый выход соединен с входом четвертой кнопки сигнала адресной информации, для задания числовых значений (К8), пятый выход соединен с входом пятой кнопки сигнала адресной информации для задания числовых значений (К10), шестой выход соединен с входом кнопки сигнала адреса технологических команд раздела памяти общего блока управления шпиндельного узла, уловителя деталей, смазочной охлаждающей жидкости (КМ), седьмой выход соединен с входом кнопки сигнала адреса технологических команд раздела памяти инструмента (КТ), восьмой выход соединен с входом кнопки сигнала от числового программного управления, инициализирующего начало выполнения команды (КСч.), девятый выход соединен с входом индикатора работы блокировки ограждения (СИ_Бл.огр.), десятый выход соединен с входом кнопки сигнала автоматического режима работы станка (КАвтомат), одиннадцатый выход соединен с входом индикатора отработки технологических команд схемы обеспечения, отключение подачи по координатам X (движение по горизонтальной оси), Z (движение по вертикальной оси), S (число оборотов шпинделя) до полной отработки технологии (СИ_Отв.SMT), двенадцатый выход соединен с входом кнопки, которая разрешает прохождение команд на управление электроавтоматикой и работу приводов (Кгот.ЧПУ), при этом выходы кнопок К1, К2, К4, К8, К10, КМ, КТ, КСч., КАвтомат, КГот.ЧПУ и индикаторов СИ_Отв.SMT и СИ_Бл.огр. соединены между собой и подключены к входу первого соединителя электрического.

Сущность заявляемого технического решения поясняется рисунком, на котором приведена функциональная блок-схема предлагаемого имитатора сигналов.

Имитатор сигналов содержит:

1) светодиодные индикаторы подачи и приема сигналов:

двенадцать светодиодных индикаторов, указывающих на номер команды: первый (СИ1) 1, второй (СИ2) 2, третий (СИЗ) 3, четвертый (СИ4) 4, пятый (СИ5) 5, шестой (СИ6) 6, седьмой (СИ7) 7, восьмой (СИ8) 8, девятый (СИ9) 9, десятый (СИ10) 10, одиннадцатый (СИ11) 11, двенадцатый (СИ12) 12;

светодиодный индикатор работы блокировки ограждения (СИ_Бл.огр.) 13;

светодиодный индикатор отработки технологических команд схемы обеспечения, отключение подачи по координатам X (движение по горизонтальной оси), Z (движение по вертикальной оси), S (число оборотов шпинделя) до полной отработки технологии (СИ_Отв.SMT) 14;

светодиодный индикатор зажима резцедержателя (СИ_РДЗ) 15;

светодиодный индикатор разжима резцедержателя (СИ_РДО) 16.

2) нажимные кнопки (с фиксацией и без), управляющие подачей сигналов:

сигнал адреса технологических команд раздела памяти инструмента (КТ) 17;

сигнал адреса технологических команд раздела памяти общего блока управления шпиндельного узла, уловителя деталей, смазочной охлаждающей жидкости (КМ) 18;

пятая (К 10) 19, четвертая (К8) 20, третья (К4) 21, вторая (К2) 22 первая (К1) 23 кнопки сигналов адресной информации для задания числовых значений;

сигнал автоматического режима работы станка (КАвтомат) 24;

сигнал от концевого выключателя, задающий окончание выполнения команды М12 «Подача прутка» (КО.М12) 25;

сигнал ответа по зажиму резцедержателя (инструмента) (ККон.Т) 26;

сигнал от ЧПУ НЦ-31 инициализирующий начало выполнения команды (КСч.) 27;

Кнопочный переключатель сигнала, формирующегося на станке при совпадении позиции заданного командой инструмента (КСов.Поз.) 28;

Кнопочный переключатель сигнала от концевого выключателя, формирующегося при достижении уловителем деталей зоны резанья, и задающий окончание выполнения команды М13 «Подача уловителя детали» (КО.М13)29;

Кнопочный переключатель сигнала концевого выключателя, формирующегося при достижении ловителем деталей исходного состояния, и задающий окончание выполнения команды M14 «Возврат уловителя детали в исходную точку» (КО.М14) 30;

Кнопочный переключатель сигнала, который разрешает прохождение команд на управление электроавтоматикой и работу приводов (КГот.ЧПУ)31.

3) Три соединителя электрических - первый (С.Э.1) 32, второй (С.Э.2) 33 и третий (С.Э.З) 34, выполненных с возможностью подключения непосредственно к объекту проверки. В качестве источника питания 35 выступает, например, источник питания Б5-71/2М, выполненный с возможностью подключения ко второму контакту (конт.2) 36 и к первому контакту (конт.1) 37 для подачи питания, а также к мультиметру 38, например, модели VC890C+. Мультиметр 38 соединяется с платой управления 39, выступающей объектом проверки, станка 1325Ф30 для измерения токов потребления указанной платой по цепям питания.

При этом конт.1 37 соединен с входом С.Э.2 33, а также с входами СИ1 1, СИ2 2, СИ3 3, СИ4 4, СИ5 5, СИ6 6, СИ7 7, СИ8 8, СИ9 9, СИ10 10, СИ11 11, СИ 12 12, СИ_РДЗ 15, СИ_РДО 16, выходы двенадцати указанных светодиодных индикаторов номера команды соответственно соединены с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами С.Э.З 34, при этом первые выходы СИРДЗ 15 и СИ_РДО 16 подключены соответственно к тринадцатому и четырнадцатому входам С.Э.3 34, первый выход С.Э.З 34 соединен с входом кнопки ККон.Т 26, второй его выход соединен с входом кнопки КСов.Поз. 28, третий выход соединен с входом кнопки КО.М.13 29, четвертый выход соединен с входом кнопки КО.М12 25, пятый выход соединен с входом кнопки КО.М14 30, при этом выходы кнопок ККон.Т 26, КСов.Поз 28., КО.М13 29, КО.М12 25, КО.М14 30, выход второго соединителя электрического 33, а также вторые выходы индикаторов СИ РДЗ 16 и СИ_РДЗ 15 соединены между собой и подключены к конт.2 36, первый выход С.Э.1 32 соединен с входом кнопки К1 23, второй выход соединен с входом кнопки К2 22, третий выход соединен с входом К4 21, четвертый выход соединен с входом кнопки К8 20, пятый выход соединен с входом кнопки К10 19, шестой выход соединен с входом кнопки КМ 18, седьмой выход соединен с входом кнопки КТ 17, восьмой выход соединен с входом кнопки КСч. 27, девятый выход соединен с входом индикатора СИ_Бл.огр. 13, десятый выход соединен с входом кнопки КАвтомат 24, одиннадцатый выход соединен с входом СИ_Отв.SMT 14, двенадцатый выход соединен с входом кнопки Кгот.ЧПУ 31, при этом выходы кнопок К1 23, К2 22, К4 21, К8 20, К10 19, КМ 18, КТ 17, КСч. 27, КАвтомат 24, КГот.ЧПУ 31 и индикаторов СИ_Отв.БМТ 14 и СИ_Бл.огр 13. соединены между собой и подключены к входу С.Э.1.

Принцип действия заявляемого устройства заключается в том, что оно подает и принимает сигналы от платы управления 39, позволяя осуществлять контроль, диагностику и точечные измерения напряжения при имитации исполнения команд управления. Подаваемые сигналы имитируют команды датчиков и концевых выключателей станка 1325Ф30 под регулированием системы числового программного управления на базе программного обеспечения НЦ-31, а также обеспечивают питание платы управления 39. На основе подаваемых и получаемых сигналов можно сделать выводы о неисправности конкретной электронной цепи или цепей, и далее приступить к точечному поиску и устранению неполадок.

Данный имитатор сигналов работает следующим образом.

Рассмотрим принцип работы имитатора сигналов на примере проверки прохождения команды на смену инструмента на станке1325Ф30. Имитатор сигналов подключается шлейфами (соединителями электрическими) С.Э.1 32, С.Э.2 33 и С.Э.З 34 к плате управления 39 через соответствующие разъемы на ней. В качестве источника питания 35 для имитатора сигналов используется источник питания Б5-71/2М, подключенный через клеммы +15В, 0. Выходное напряжение источника питания 35 предварительно должно быть выставлено на 15 В. После включения источника питания 35 происходит запитывание имитатора сигналов, а через него и платы управления 39. Процесс проверки начинается с нажатия кнопки КГот.ЧПУ 31, после чего с имитатора сигналов подается сигнал, имитирующий, что система ЧПУ НЦ-31 и станок 1325Ф30 готовы к работе. На плате управления 39 загорается соответствующий контрольный светодиод. Команда на выбор в нашем случае 5-ого инструмента набирается нажатием кнопок КТ 17, К1 23, К4 21. После чего на имитаторе сигналов загораются индикаторы СИ1 1, СИЗ 3 и СИ7 7, а на плате управления 39 загораются соответствующие набранной команде светодиоды. С имитатора сигналов на некоторые контакты различных микросхем на плате управления 39 поступают соответствующие заданию напряжения. После чего эти микросхемы выполняют свои логические функции и подают напряжения на другие электрические компоненты и микросхемы платы управления 39. Затем нажимаем кнопки ККонт.Т 26 и КСч.27, после чего на плате управления 39 загорается контрольный светодиод и на контакт задействованной микросхемы поступает напряжение, что приводит в работу дополнительные микросхемы и электрические элементы платы управления 39. Поступление данного напряжения соответствует приходу задания от системы ЧПУ НЦ-31 на считывание команды, и инициирует выполнение платой управления 39 операции на разжатие резцедержателя и поиск заданного инструмента. На имитаторе сигналов световая индикация переключается с СИ_РДЗ 15 на СИ_РДО 16. Нажатием кнопки КСов.Поз. 28, мы имитируем подачу сигнала о совпадении позиции искомого инструмента и плата управления 39 выполняет операцию по зажиму резцедержателя. На имитаторе сигналов световая индикация переключается с СИ_РДО 16 на СИ_РДЗ 15, что означает, что команда на смену инструмента успешно прошла. Если последовательность не выполняется, то можно сделать вывод о неисправности данной цепи на плате управления 39 и приступить к точечному поиску неисправности. Точечный поиск осуществляется мультиметром 38 путем проверки напряжения на контактах микросхем и электронных компонентов платы управления 39, участвующих в прохождении данной команды до и после нажатия соответствующих кнопок. Поиск позволяет выявить неисправные электронные компоненты или локализовать обрыв токопроводящих дорожек на плате управления 39.

Имитатор сигналов выполнен в едином корпусе и не требует использования множества датчиков для проведения проверки платы управления токарно-револьверного станка 1325Ф30 под регулированием системы ЧПУ, а также позволяет оперативно осуществлять диагностику на рабочем месте инженера электроника за счет возможности подключения непосредственно к плате управления станка, в результате чего оборудование находится в простое меньше времени.

Claims (1)

1. Имитатор сигналов станков с числовым программным управлением, содержащий два контакта для подачи питания, светодиодные индикаторы подачи и приема сигналов, нажимные кнопки, управляющие подачей сигналов, и три соединителя электрических, вход-выход каждого из которых выполнен с возможностью соединения с соответствующим ему входом-выходом платы управления, выступающей объектом проверки, при этом первый контакт для подачи питания соединен с входом второго соединителя электрического, а также с входами первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого светодиодных индикаторов номера команды, с входом светодиодного индикатора зажима резцедержателя (СИ_РДЗ), с входом светодиодного индикатора разжима резцедержателя (СИ_РДО), выходы двенадцати указанных светодиодных индикаторов номера команды соответственно соединены с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами третьего соединителя электрического, при этом первые выходы СИ_РДЗ и СИ_РДО подключены соответственно к тринадцатому и четырнадцатому входам третьего соединителя электрического, первый и второй контакты для подачи питания выполнены с возможностью подключения к ним источника питания, который, в свою очередь, соединен с мультиметром, соединяемым также с платой управления, для измерения токов потребления по цепям питания объекта проверки, первый выход третьего соединителя электрического соединен с кнопкой сигнала ответа по зажиму резцедержателя (ККон.Т), второй его выход соединен с кнопкой сигнала, формирующегося на станке при совпадении позиции заданногокомандой инструмента (КСов.Поз.), третий выход соединен с входом кнопки сигнала, формирующегося при достижении уловителем деталей зоны резанья и задающего окончание выполнения команды «подача уловителя детали» (КО.М.13), четвертый выход соединен с входом кнопки сигнала от концевого выключателя, задающего окончание выполнения команды «подача прутка» (КО.М12), пятый выход соединен с входом кнопки сигнала концевого выключателя, формирующегося при достижении ловителем деталей исходного состояния и задающего окончание выполнения команды «Возврат уловителя детали в исходную точку» (КО.М14), при этом выходы кнопок ККон.Т, КСов.Поз., КО.М13, КО.М12, КО.М14, выход второго соединителя электрического, а также вторые выходы индикаторов СИ_РДЗ и СИ_РДЗ соединены между собой и подключены ко второму контакту для подачи питания, первый выход первого соединителя электрического соединен с входом первой кнопки сигнала адресной информации для задания числовых значений (К1), второй выход соединен с входом второй кнопки сигнала адресной информации для задания числовых значений (К2), третий выход соединен с входом третьей кнопки сигнала адресной информации для задания числовых значений (К4), четвертый выход соединен с входом четвертой кнопки сигнала адресной информации для задания числовых значений (К8), пятый выход соединен с входом пятой кнопки сигнала адресной информации для задания числовых значений (К10), шестой выход соединен с входом кнопки сигнала адреса технологических команд раздела памяти общего блока управления шпиндельного узла, уловителя деталей, смазочной охлаждающей жидкости (КМ), седьмой выход соединен с входом кнопки сигнала адреса технологических команд раздела памяти инструмента (КТ), восьмой выход соединен с входом кнопки сигнала от числового программного управления, инициализирующего начало выполнения команды (КСч.), девятый выход соединен с входом индикатора работы блокировки ограждения (СИ_Бл.огр.), десятый выход соединен с входом кнопки сигнала автоматического режима работы станка (КАвтомат), одиннадцатый выход соединен с входом индикатора отработки технологических команд схемы обеспечения, отключения подачи по координатам X (движение по горизонтальной оси), Z (движение по вертикальной оси), S (число оборотов шпинделя) до полной отработки технологии (CИ_Oтв.SMT), двенадцатый выход соединен с входом кнопки, которая разрешает прохождение команд на управление электроавтоматикой и работу приводов (Кгот.ЧПУ), при этом выходы кнопок К1, К2, К4, К8, К10, КМ, КТ, КСч., КАвтомат, КГот.ЧПУ и индикаторов CИ_Oтв.SMT и СИ_Бл.огр. соединены между собой и подключены к входу первого соединителя электрического.

Images