Материал: Автоматизация, робототехника и ГПС кузнечно-штамповочного производства. курс лекций. Бойко А.Ю., Дегтярёв Г. Л

Рис.10.Цилиндрический кулак

Рис.11. Законы движения

2.4. Системы программного управления кузнично-штамповочного оборудования.

2.4.1 Жесткие системы управления

Разновидностью кулачковых систем являются системы управления от распределительного вала, например, распределительные валы ХВА.

Основным документом для проектирования и настройки кулаков являют­ся цикловые диаграммы (прямоугольные, круговые).

Рис.12. Кинематическая схема двухударного холодно-высадочного автомата с цельной матрицей.

Рис.13. Технологические переходы высадки.

Рис. 14. Цикловая диаграмма двухударного ХВА с цельной матрицей.

Вопросы для самоподготовки:

• Что называется простым производственным процессом?

• Перечислите типы единичных цепей.

• Перечислите задачи систем управления.

• Каковы основные типы систем управления?

Лекция №3 примеры систем программного управления

1. Программное управление паро-воздушным

штамповочным молотом.

Энергетический режим работы паро-воздушного штамповочного молота (энергия и количество ударов) зависит при штамповке определенной поковки от последовательности штамповочных операций, мощности молота, его состояния, температуры деформируемой заготовки, квалификации штамповщика. Все перечисленные факторы при изготовлении одним штамповщиком партии одинаковых поковок на данном молоте остаются постоянными.

Отсюда вытекает возможность автоматизации штамповки на молотах с помощью программного управления.

Программное управление обеспечивает заранее заданную высоту подъема бабы (энергию удара), последовательность ударов и длительность промежутков между ними для переноса заготовки из ручья в ручей,

Программирование работы штамповочного молота должно обеспечить разо­вое выполнение программы, непрерывное повторение заданной программы, прекращение действия программного устройства до окончания штамповки, возврата программного устройства в исходное положение, независимую от программного устройства обычную работу молота и введение дополнительных пауз при ударе.

Энергия удара паровоздушного штамповочного молота есть функция веса, падающих частей и скорости их движения.

При постоянном давлении пара и прочих равных условиях энергия удара будет зависеть от величины и скорости перемещения золотника, т.е. от величины и скорости перемещения педали управления.

Задавшись постоянной скоростью перемещения золотника и обеспечив по­стоянные моменты начала хода золотника вниз и вверх, энергией удара молота можно управлять путем изменения величины хода золотника, т.е. величина перемещения педали управления.

Установка программного управления предназначена для автоматизации управления паро-воздушным штамповочным молотом и обеспечения условий штамповки различных поковок по оптимальному технологическому режиму.

Молот может работать в двух режимах - одиночные программные удары и автоматические программированные удары. Переход на режимы осуществляется спецпереключателем.

Кроме описанного известны системы программного управления:

1). Фрикционным молотом с доской, в которой программа осуще­ствляется при помощи конечных выключателей, ограничивающих высоту подъема бабы, и шагового переключателя, управляющего последователь­ностью ударов заданной энергии. Время между ударами не программирует и равно сумме времени на подъем, падение и переключения.

2). Паровоздушным молотом фирмы "Беше и Гросс". Управление ко­личеством ударом, их энергией и временем между ними. Программа осуществляется от кулачкового диска с индивидуальным приводом, который через систему рычагов воздействует на распределительное устройство (клапан).

3) Ковочным молотом на основе применения пневмосервопривода для перемещения распределительного золотника молота. Настройкой обеспечивается серия автоматических ударов постоянной силы и час­тоты (для шлихтовки, протяжки и т.д. Управление золотником дис­танционное).

3.2. Программное управление радиально-­ковочной

машиной.

Заготовка I зажимается в головке 2 пневмозажимом. Головка вра­щается вместе с заготовкой вокруг оси (со скоростью 25-150 мм/сек) и перемещается вниз. Три бойка, расположенные под углом 120° друг к другу (в горизонтальной плоскости) и приводимые от кривошипно-ша­тунных механизмов, производят о6жатие заготовки. Величина вертикаль­ного перемещения головки и сближения бойков определяется упорами 6 на вертикальном и горизонтальном барабанах.

Рис. 15. Принципиальная схема программного

управления радиальноковочной машиной.

1 - заготовка;

2 - зажимная головка;

3 - бойки;

4 - программный барабан вертикального перемещения головки;

5 - программный барабан горизонтального сближения бойков;

6 - упоры;

7 - упорный ролик.

После осуществления головкой хода вниз, ролик 7 воздействует на упор 6, головка останавливается и возвращается в исходное положение, барабаны 4 и 5 поворачиваются на некоторый угол, вводя ролики 7 в зону действия следующего ряда упоров 6, определяющих размеры заго­товки на следующем участке, затем производится ковка следующей час­ти заготовки, как описано выше.

Изменение величины сближения бойков производится изменением положения эксцентриковых валов путем поворота камер, в которых расположены эксцентриковые валы.

3.3. Программное управление трубогибочным полуавто­матом для многоколенной пространственной гибки.

Рис. 16. Принципиальная схема полуавтомата И0622

1 - труба;

2 - матричный ролик;

3 - гибочный ролик;

4 - пневмоцилиндрические привода (продольного пере­мещения);

5 - пневмоцилиндр привода гибки трубы;

6 - пневмоцилиндр привода поворота трубы;

7,8,9 - программные барабаны продольного перемещения, гибки, поворота трубы;

10 - упоры;

11 - нажимные кулаки;

12,13 - шестерня, рейка.

Полуавтомат предназначен для многоколенной пространственной гибки труб диаметром до 16 мм, длиной до 1300 мм (для топливной, масляной, гидропневмоаппаратуры). Гибка производится методом обка­тывания в закрытых ручьях. Радиус = 25 75 км; число гибов на трубе - до 10; число плоскостей гибки - до 10. Производительность - 400 гибов в час.

Величины углов, расстояний между гибами и поворота зажимной го­ловки (трубы) определяются положением переставных упоров 10 на программных барабанах 7,3,9.

После каждого гиба все барабаны поворачиваются на 1/12 оборота подготовляя следующие упоры для отработки перемещений.

Механизмы поворота барабанов связаны со счетчиком, который ре­гистрирует число произведенных гибов и после выполнения заданной программы подает команду на возврат программных барабанов в исходно положение.

Развитием СПУ с распределительным валом являются командоаппара­ты с кулачками.

Прессы с несколькими ползунами, с системами автоматизации управ­ляете я командоаппаратами.

3.4. Спу при помощи копиров.

Заданную информацию несет копир. В системах прямого действия копир непосредственно действует на щуп и жестко связанный с ним ра­бочий (инструмент). В системах непрямого действия копир действует не на рабочий орган, а на датчик, который подает сигналы пропорциональ­но изменению профиля копира в систему привода.

Рис.17.

Рис.18. Структурная схема системы непрямого

копирования.

В системах непрямого действия используется следящий привод, дей­ствующий после поступления сигнала в направлении, соответствующем уменьшению сигнала управления (уменьшающий рассогласование непод­вижной части копировального прибора относительно щупа). Бесконтактные копировальные системы управления позволяет воспроизводить заданный копиром закон движения без соприкосновения с копиром. Считывание заданной информации с копи­ра в этом случае осуществляется электроразрядным или фотоэлектри­ческими копировальными приборами. Копиром служат контур чертежа об­рабатываемой детали. (Для электроразрядных приборов чертеж наносится графитовым карандашом или токопроводящей тушью).

3.5. Задачи, выполняемые системой управления

В настоящее время, учитывая поставленные задачи, в основу систем автоматического управления предлагаются различные по мощности, возможностям, стоимости контроллеры и промышленные компьютеры (IPC – Industrial PC).

Задающая информация (программа) выражена последовательность чи­сел, заданных на быстросменных носителях программы. Применяется для автоматизации оборудования в мелкосерийном и единичном производстве при частой смене объектов производства. После смены программы, можно приступать к изготовлению иного изделия. Задание программы в виде чисел позволяют автоматизировать процесс его изготовления (используются цифровые вычислительные маши­ны), возможно управление комплексами оборудования совместно с цифровыми вычислительными машинами.

Задачи управления, решаемые ЧПУ:

1. управление перемещением, положением исполнительных элемен­тов;

2. включение и переключение приводов;

3. синхронизация работы механизмов;

4. сбор и переработка информации о протекании процесса обработ­ки;

5. корректировка процесса обработки при изменении условий.

Рис.19. Структурная схема системы числового

программного управления.

1-устройство подачи (ввода) участка программоносителя под головку считывающего устройства;

2 - программоноситель;

3 - считывающее устройство (дешифратор);

4 - усиливающее сигнал устройство;

5 - устройство преобразующее сигнал в сигнал, удобный для управления приводом;

6 - сравнивающее устройство;

7 - привод;

8 - исполнительный элемент (рабочий орган);

9 - датчик обратной связи.