36. Структура учпу.

Структуру можно представить в следующем виде:

УЧПУ построено на базе промышленного компьютера. Для повышения производительности используется специальная плата ЧПУ. Этот модуль может быть реализован на основе RISC процессоров.

Причем в искомом случае используется 2 64-битных.

Он реализован в виде отдельной платы устанавливаемой.

Плата ЧПУ соединяется с базовыми модулями входов/выходов и плат подключения.

Эта плата обеспечивает разработку технологической программы на языке G-кодов.

Система УЧПУ поддерживает функции линейной, круговой, винтовой и сплайн-интерполяции, автоматической смены инструмента и т.д.

УЧПУ управляется с помощью пульта оператора, встроенного в стойку УЧПУ, имея степень защиты оболочки IP54.

Расположенный на передней панели порт USB предназначен для переноса технологической программы.

В стойке УЧПУ находиться также станочный пульт (на схеме не показан)

Питание устройств УЧПУ, находящихся в стойке осуществляется от стабилизированного блока питания.

Подключение блока питания к сети производиться через источник бесперебойного питания.

Плата ЧПУ подключается к промышленному компьютеру, базовому блоку ввода/вывода и плате подключений.

Плата подключений конструктивно крепиться поверх платы ввода/вывода.

Максимальная длина кабелей с помощью которых плата ЧПУ подключена к плате ввода/вывода и к плате подключений составляет 15 метров

37. Составные части учпу.

Кнопка аварийной остановки подключенная к плате подключения выведена на пульт оператора. Для повышения безопасности и надежности работы всей системы, силовое оборудование установлено в шкафу электроавтоматики. Там же располагается вся пускозащитная аппаратура, необходимая для корректной работы силовой части. Шкаф электроавтоматики можно условно разделить на 2 части: силовую и управляющую. Силовая часть служит для преобразования трехфазного напряжения, подводимого к шкафу электроавтоматики, в ряд стабилизированных напряжений, необходимых для работы основного оборудования: плата ввода-вывода, плата подключения и сервоусилитель. Отдельные цепи питания включены через отдельные автоматические выключатели, что обеспечивается надежность оборудования.

Силовая часть состоит из:

• вводного автомата

• автоматы цепи питания питающего блока (постоянный и переменный ток)

• автоматы цепи питания блока ввода вывода

• трансформатор 380/220

• 3хфазный трансформатор 380/220

• блок питания 220/24В, 380/24В

• клемная колодка.

Управляющая часть шкафа состоит из 3х сервоусилителей, блока питания, контактора и сглаживающего дросселя.

Контактор – очень мощное реле.

При сбое питающего напряжения, блок питания подает сигнал на управляющий контактор, размыкает его и обесточивает цепь сервоусилителя.

В шкафу электроавтоматики может использоваться программируемые реле, это разновидность плк, программируется с помощью языка LD (релейно-контактных схем). Имеет несколько аналоговых и дискретных каналов ввода/вывода.

Отличается от ПЛК низкой стоимостью и ограниченным набором функций.

Недостатком программируемых реле, как и ПЛК является небольшой ток, который они способны пропускать, до 10А. Как правило, управляемое устройства, потребляют больший ток, поэтому для управления ими нужны специальные переходные устройства – контакторы.

Контактор – двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых цепей в нормальном режиме работы.

Обычно применяют одно- и двухполюсный контактор для цепей постоянного тока и трехполючный – для переменного тока.

Число циклов включения/выключения может доходить до 3600 в час, поэтому к ним применяют повышенные требования по механической и электрической износостойкости.

Контакторы содержат контактную систему, состоящую из подвижных и неподвижных контактов, дугогасительную систему и систему вспомогательных контактов, переключающих цепи сигнализации управления. Контакторы не предназначены для отключения токов КЗ .

Контакторы малой мощности рассчитаны на токи до 65А, средней мощности – до 200А.

Магнитный расцепитель представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Магнитный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды)(поэтому его ещё называют мгновенным), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа . 

В качестве привода используют двигатели, представляющие собой управляемые от цифровых преобразователей синхронные или асинхронные машины.

                Бесколлекторные синхронные двигатели для станков с ЧПУ изготавливают с постоянным магнитом на основе редкоземельных элементов и оснащают датчиками ОС и тормозами. Основными требованиями являются: малое время разгона и торможения, небольшие силы трения в передачах, уменьшенный нагрев элементов привода, большой диапазон регулирования.

                Привод главного движения обеспечивает перемещение инструментов или заготовки на станке, обеспечивая резание металла.

                Главному движению соответствует вращение шпинделя с закреплённой заготовкой в токарных станках, вращение шпинделя с закреплённым в его патроне инструментом во фрезерном, шлифовальном и т.п. Основной силовой параметр электропривода главного движения – номинальная мощность. В качестве приводов обычно используют асинхронные двигатели, воспринимающие большие перегрузки. В двигатели встраивают различные датчики, используют внешний вентилятор.

                В ЧПУ могут использоваться вспомогательные движения. Это движения механизмов и узлов, не участвующих непосредственно в процессе резания и формообразования детали, но обеспечивающие дополнительные функции работы оборудования. Вспомогательному движению соответствует перемещение инструментального магазина , работа манипулятора по автоматической загрузке-выгрузке и т.д. В некот случаях могут использоваться др. двигатели.

                Сервоприводы представляют собой синхронный двигатель переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов , с синхронным управлением вектора магнитного потока и отрицательной ОС по току, скорости и положению.

                Отслеживание положения осуществляется с помощью инкрементального энкодера высокого разрешения. Датчики тока, установленные на каждой из трёх фаз двигателя, обеспечивают контроль формы вращающегося магнитного поля.

                Достоинства вентильных электроприводов:

– бесконтактность и отсутствие узлов, требующих обслуживания

–повышенный ресурс, связанный с отсутствием скользящих электрических контактов

–большая перегрузочная способность по моменту (до 5 раз)