МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра РАПС
отчет
по практической работе
по дисциплине «Системное и прикладное обеспечение устройств программного управления машинами»
Студент гр. 0421 |
|
Токарев А.А. |
Преподаватель |
|
Омельченко А.Ю. |
Санкт-Петербург
2024
Содержание
Цель и содержание работы:
Требуется спроектировать систему числового программного управления путем выбора её отдельных блоков, аппаратно-программных компонентов, пультов.
Выбирается общая структура устройства ЧПУ с комплектом блоков, измерительная система, комплект конечных выключателей для механизма, комплект модулей связи с объектом.
Исходные данные. Вариант №7:
В качестве исполнительного механизма дана модель робота Prab 5800. Основное назначение – для машин литья под давлением, термопластавтоматов, ковочных и штамповочных прессов. Эскиз модели представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Эскиз модели робота Prab 5800
Основные характеристики модели представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Основные характеристики Prab 5800
Номинальная грузоподъемность, кг |
23 |
Число степеней подвижности |
4 |
Число рук/захватов на руку |
1/1 |
Тип привода |
Гидравлический |
Система управления |
Сменный кулачковый программный барабан |
Способ программирования перемещений |
Обучение по первому циклу |
Емкость памяти системы, число ячеек |
576 |
Погрешность позиционирования, мм |
±0,7 |
Максимальный радиус зоны обслуживания R, мм |
2948 |
Линейное перемещение r, мм |
1470 |
Угловые перемещения, °: |
|
φ (со скоростью 90°/с) |
270 |
θ (со скоростью 15°/с) |
30 |
α (со скоростью 45°/с) |
90 |
Выбор общей структуры устройства числового программного управления
Выбор общей структуры
На основании предпочтений и тенденций, принятых сегодня в техническом сообществе, выберем общую структуру устройства ЧПУ. Общая структура представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Общая структура устройства с ЧПУ
Устройство управления – главная часть в общей схеме устройства с ЧПУ.
Пульт управления, пульт обучения, промышленная клавиатура – устройства ввода/вывода информации в рабочую станцию.
Концевые выключатели – для калибровки механизма и контроля границ его рабочей зоны.
Датчики перемещений – для определения положения осей механизма в пространстве.
Расположение плат расширения на кросс-плате рабочей станции изображено на рисунке 3.
Рисунок 3 – Расположение плат расширения на кросс-плате
Выбор рабочей станции и устройств ввода/вывода по каталогам
В качестве рабочей станции выберем промышленную рабочую станцию Advantech IPPC-4000D. Внешний вид рабочей станции представлен на рисунке 4.
Рисунок 4 – Внешний вид рабочей станции
Технические характеристики управляющего устройства рабочей станции представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Технические характеристики управляющего устройства рабочей станции
Кросс-плата |
2 х ISA, 5 x PCI, 1 x PCI-E, 1 x CPU |
ЖК-дисплей |
5,7`` TFT с разрешением 640х480 точек |
Дисковая подсистема |
3 устройства 5,25``, 1 устройство 3,5`` |
Сетевые интерфейсы |
Ethernet 1x10/100/1000 Base-T |
Питание |
Источник питания 550 Вт |
Рабочая температура |
0...50ºС |
Габариты (мм) |
482 х 177 х 480 |
Масса |
18 кг |
В качестве клавиатуры для рабочей станции выберем промышленную клавиатуру K-TEK-M380KP-FN-DT-BL-B-US/RU-USB. Внешний вид клавиатуры представлен на рисунке 5.
Рисунок 5 – Внешний вид клавиатуры
Технические характеристики клавиатуры представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Технические характеристики клавиатуры
Интерфейс |
USB |
Количество клавиш |
110 |
Степень защиты |
IP68 |
Рабочая температура |
-20...65ºС |
Габаритные размеры, мм |
379 х 11,5 х 142 |
Выбор (проектирование) пульта управления и пульта обучения
В качестве пульта управления выберем сборную конструкцию из сенсорной панели ECON PI3102IG и блока управления Hust H6-T. Внешний вид сенсорной панели представлен на рисунке 6.
Рисунок 6 – Внешний вид сенсорной панели
Технические характеристики сенсорной панели представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Технические сенсорной панели
ЖК-дисплей |
10,2`` LED с разрешением 1024x600 точек |
Интерфейс |
RS-232/485, Ethernet |
Сенсорный экран |
Да |
Степень защиты |
IP65 |
Рабочая температура |
-10...60ºС |
Габаритные размеры, мм |
201,2 х 147,2 х 39 |
Масса |
0,52 кг |
Внешний вид блока управления представлен на рисунке 7.
Рисунок 7 – Внешний вид блока управления
В левой части пульта управления находятся основные кнопки для управления скоростью и запуском станка. «Пуск» - начинает работу любого режима. «Стоп» - останавливает работу любого режима. Регулятор увеличения/уменьшения скорости – регулирует скорость перемещения станка.
Далее расположены кнопки для выбора различных режимов работы станка и управления его координатами. «F1» - «F10» - программируемые универсальные функциональные кнопки, функционал задается через сенсорную панель. «Диагностика» - позволяет вывести на экран основные причины неисправности. «Система координат» - отвечает за выбор системы координат (декартовы, полярные, цилиндрические, сферические). «Программирование» - в этом режиме движение по каждой оси осуществляется с помощью ручного ввода через сенсорную панель. «Цикл» - обеспечивает работу станка по выделенному циклу. «Наладка» - обеспечивает поиск неисправностей станка и настройку станочных констант. «Пауза» - ставит выполнение программы на паузу. «Исходное» - осуществляет выход в исходное положение. «R+», «R-», «φ+», «φ-», «θ+», «θ-», «α+», «α-» - позволяют изменять положение по каждой из соответствующих осей станка вручную.
Далее расположены кнопки выбора режима работы станка и кнопки управления гидростанцией станка. Переключатель «Ручн/Автомат.» - позволяет выбрать между ручным и автоматическим режимами управления. «Гидростанция пуск» и «Гидростанция стоп» управляют питанием гидростанции. «Питание» - кнопка включения питания станка (с индикацией). «Гидростанция авария» и «Авария» - индикация аварийного режима станка и гидростанции соответственно. «Аварийная остановка» - выполняет аварийную остановку станка.
Эскиз пульта управления представлен на рисунке 8.
Рисунок 8 – Эскиз пульта управления
В качестве пульта обучения будем использовать пульт ИСКРА-103С. Внешний вид пульта обучения представлен на рисунке 9.
Рисунок 9 – Внешний вид пульта обучения
Технические характеристики пульта обучения представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Технические сенсорной пульта обучения
ЖК-дисплей |
7`` TFT с разрешением 640x480 точек |
Интерфейс |
Ethernet |
Сенсорный экран |
Да |
Степень защиты |
IP65 |
Габаритные размеры, мм |
295 х 226 х 87 |
Масса |
1,1 кг |
«Пуск» - начинает работу любого режима. «Стоп» - останавливает работу любого режима. «Система координат» - отвечает за выбор системы координат (декартовы, полярные, цилиндрические, сферические). Сверху расположен переключатель «Ручн/Автомат.», который позволяет выбрать между ручным и автоматическим режимами управления. «Исходное» - осуществляет выход в исходное положение.
«F1» - «F5» - программируемые универсальные функциональные кнопки, функционал задается через сенсорную панель.
«Аварийная остановка» - выполняет аварийную остановку станка. «R+», «R-», «φ+», «φ», «θ+», «θ-», «α+», «α-» - позволяют изменять положение по каждой из соответствующих осей станка вручную. Кнопки «←», «↑», «→», «↓» позволяют осуществлять навигацию по меню пульта обучения.
Эскиз пульта обучения представлен на рисунке 10.
Рисунок 10 – Эскиз пульта обучения