Для каждой конкретной системы ЧПУ характерны свои особенности построения КП. Однако они содержат все функциональные блоки приведённые на обобщенной схеме (рис. 1.)
3.Оборудование, объект исследования.
Инструкция по эксплуатации, техническое описание и плата конкретного контроллера привода, структурная схема соответствующей системы ЧПУ.
4. Задание на работу.
Часть1. Изучить функциональные блоки КП системы ЧПУ «Электроника НЦ31» (время выполнения работы - 2час.) .
Часть2. Изучить функциональные блоки КП системы ЧПУ «Электроника МС2101» (время выполнения работы - 2час.).
Часть3. Изучить функциональные блоки КП системы ЧПУ 2Р32 (время выполнения работы - 2час.).
Задание выдаётся и конкретизируется для группы из двух- трёх человек или индивидуально для каждого по усмотрению преподавателя. Оно включает в себя следующие моменты.
- Изучить принципиальную схему одного из функциональных блоков, приведённых на обобщённой схеме в теоретической части (п.2) и выданного в качестве конкретного задания (буфер, дешифратор адреса, регистр ошибки, гальванические развязки, цифроаналоговый преобразователь, источник опорного напряжения).
- Найти на принципиальной схеме и выделить в единое устройство все элемент, входящие в состав этого блока. Охарактеризовать его назначение и процедуру обмена информацией с другими блоками и процессором.
- Определить добротность позиционного контура системы ЧПУ при D=n/500; Vmax =(10+n)/2 и определённой из схемы разрядности регистра ошибок, где n- порядковый номер студента в списке группы журнала учёта лабораторных работ.
5.Порядок выполнения работы
Ознакомиться с теоретическими положениями лабораторной работы, ответить на контрольные вопросы. Уточнить при необходимости у преподавателя задание на работу. Самостоятельно составить принципиальную схему соответствующего функционального блока КП конкретной системы ЧПУ. Подготовить отчёт о проделанной работе и защитить его перед преподавателем. В отчёте обязательно отразить функциональную конкретного КП и принципиальную схему конкретного функционального блока, результаты проведённых расчётов.
7. Контрольные вопросы.
1. Сколько каналов управления имеет КП?
2. Какой элемент используется в качестве ЦАП?
3. Какой способ дешифрации адреса используется в КП?
4. На каких элементах собран регистр ошибки?
5. Какую роль выполняют оптронные развязки?
6. От чего зависит дискретность изменения скорости привода?
7. Почему регистры ошибок доступны процессору по чтению?
8. С какой цель в КП используется независимый источник опорного напряжения?
9. Как реализуется смена знака выходного аналогового сигнала?
10.Какой режим работы ЦАП используется в КП?
11.Чем отличаются КП различных систем ЧПУ?
12.Какова процедура обмена информацией между КП и процессором?
13.Благодаря каким средствам в КП системы МС2101 на восемь каналов используется один ЦАП?
14.В чём отличие дешифрации адреса в системе ЧПУ «Электроника НЦ31»?
15.Какие дополнительные функции выполняет КП в системах ЧПУ 2Р32 и «Электроника МС2101»?
16.С помощью какой шины КП связан с процессором?
17.Как система ЧПУ может обнаружить неисправность ЦАП?
18.От чего зависит быстродействие КП?
Лабораторная работа № 2
Контроллер электроавтоматики системы ЧПУ.
1.Цель и задачи работы.
Ознакомиться с типами, характеристиками и принципами построения схемных решений контроллеров электроавтоматики (КЭА) систем ЧПУ металлорежущих станков.
Задачи работы.
1. Изучить структуру и принципиальную схему КЭА системы ЧПУ «Электроника НЦ31».
2. Изучить структуру и принципиальную схему КЭА системы ЧПУ «Электроника МС2101».
3. Изучить структуру и принципиальную схему КЭА системы ЧПУ 2Р32.
4. Изучить особенности функционирования различных контроллеров.
5. Ознакомиться с процедурой обмена информацией КЭА и процессора.
2.Основные теоретические сведения
КЭА - контроллер электроавтоматики предназначен для выдачи команд управления исполнительными органами станка, работающими в старт-стопном режиме, а так же для сбора информации о нормальном функционировании объекта управления, аварийных ситуаций, контроля выполнения релейных команд управления. В качестве таких исполнительных органов используются односкоростные двигатели ( двух- и трех- фазные асинхронные ), электромагнитные муфты, электромагнитные золотники. На выходе контроллера формируется импульсная или релейная команда управления. Этот выход программно доступен пользователю при использовании :
• вспомогательной функции - М
• функции смены инструмента - Т
• функции дискретного изменения скорости привода
главного движения - S.
Через входной разъём контроллера электроавтоматики система ЧПУ получает релейную информацию о состоянии объекта управления. В частности исходное состояние агрегатов станка контролируется через вход контроллера электроавтоматики “ готовность станка “ .
Система ЧПУ контролирует выполнение функций М, S, Т с помощью входных сигналов контроллера электроавтоматики “ ответ М, S, Т “. Через входной разъём контроллера электроавтоматики система ЧПУ получает информацию о начале системы координат станка. Задаёт границы рабочей зоны, в которой осуществляется безаварийное перемещение рабочего органа. Существует три способа выдачи команд управления релейной автоматикой .
1. Потенциальный. Он основан на внутренней дешифрации команд управления. В этом случае команда управления присутствует на выходе в течение всего времени работы соответствующего исполнительного органа и СЧПУ имеет число связей со станком равное общему числу вспомогательных исполнительных органов.
2.Импульсный 1-ый. Он основан на отдельном форматировании сигналов, соответствующих заданному функциональному значению (заданному буквенному адресу) команды и цифрового задания представленного в виде двоично-десятичного кода. В этом случае максимальное число каналов связи с электроавтоматикой равно 3+8=11.
3.Импульсный-2-ой. Он основан на формировании команд управления в виде совместного сочетания соответствующих буквенных адресов и определённого весового кода . В этом случае каждая функция ( М,S,Т ) на выходе представляет собой байтовую информацию в двоично-десятичном коде. Максимальное число каналов связи с электроавтоматикой равно 3х8=24.
В любом из импульсных способов время существования команды управления на выходе КЭА Гостировано и лежит в пределах 200...250мс. Таким образом при наличии импульсного сигнала на выходе контроллера электроавтоматики дешифратор команд должен обладать свойствами памяти.
Каждый конкретный интерфейс проектируется на соответствующее число входов и выходов. Для упрощения понимания работы принципиальной схемы необходимо указать на ней дешифратор адреса, два буферных регистра как минимум по 8 разрядов на входные и выходные сигналы, оптронные развязки на входах и выходах. Будем предполагать, что на выходах реализуется некоторая дискретная функция, а на входах подключаются конечные выключатели.
Схема интерфейса, использующая 2-ой импульсный способ формирования команд управления электроавтоматикой, показана на рис.1. Расчет выходной оптронной развязки производить, как правило, на напряжение 24 В и ток не менее 200 mA, расчет входной оптронной развязки производить на напряжение 24 В и ток не более 15 mA.
3.Оборудование, объект исследования.
Инструкция по эксплуатации, техническое описание и плата конкретного контроллера привода, структурная схема соответствующей системы ЧПУ.
4. Задание на работу.
Часть1. Изучить функциональные блоки КЭА системы ЧПУ «Электроника НЦ31» (время выполнения работы - 2час.) .
Часть2. Изучить функциональные блоки КЭА системы ЧПУ «Электроника МС2101» (время выполнения работы - 2час.).
Часть3. Изучить функциональные блоки КЭА системы ЧПУ 2Р32 (время выполнения работы - 2час.).
Задание выдаётся и конкретизируется для группы из двух- трёх человек или индивидуально для каждого по усмотрению преподавателя. Оно включает в себя следующие моменты.
- Изучить принципиальную схему одного из функциональных блоков, приведённых на обобщённой схеме в теоретической части (п.2) и выданного в качестве конкретного задания (буфер, дешифратор адреса, регистры входной и выходной, гальванические развязки, блоки обработки сигналов прерывания).
- Найти на принципиальной схеме и выделить в единое устройство все элемент, входящие в состав этого блока. Охарактеризовать его назначение и процедуру обмена информацией с другими блоками и процессором.
- Рассчитать параметры входной и выходной цепей гальванической развязки, если на выходе используются реле с сопротивлением катушки R=100+5n, а на вход попадает напряжение +(10+n)В через контакты конечных выключателей или реле , где n- порядковый номер студента в списке группы журнала учёта лабораторных работ.