Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Структурный синтез аппаратной реализации алгоритмов работы цикловых систем. Учебное пособие
.pdf
крыт не полностью или имеются неполадки в коммутации, то сигнал не подается,
вследствие чего запрограммированный процесс прерывается.
На дне реактора установлен аналоговый прибор 4, предназначенный для преоб-
разования удельного давления жидкости в пневматические сигналы для трех высот
наполнения (уровни 1, 2, 3). Через пороговые переключатели формируются сигна-
лы о достижении
соответствующих уровней » (
х
, х5, х6).
4
В целях безопасности при превышении уровня 3, уровень 4 (максимально
х
допустимая высота наполнения реактора) должен подаваться сигнал
поступаю-
7,
щий от поплавкового переключателя 5. При нормальной работе переключатель по-
х
дает пневматический сигнал
х
уровня
= 0.
7
= 1, а при превышении максимально допустимого
7
Время, необходимое для переливания жидкости, регулируется в пределах от 5 до
15 мин. Так как качество смешивания зависит от числа оборотов смесителя, то отсчи-
тывается число требуемых оборотов смесителя, и таким образом контролируется его
работа. На главном валу привода смесителя установлен кулачок 6, нажимающий на
х
пневматический выключатель, вырабатывающий пневматические импульсы
– один
8
импульс за 3 с. Эти импульсы считает вычитающий пневматический счетчик системы
управления, на котором задается время смешивания.
Для преобразования электрического входного сигнала, разрешающего открытие
сливного вентиля, используется электропневмопреобразователь 7, выдающий сигнал
х
от второй смесительной установки.
Электрические выходные сигналы формируются с помощью пневмоэлектриче-
z
ского преобразователя 8 (сигнал включения привода 11 смесителя (
z
ния готовности (
), сигнал (z6) – «Сливать»).
5
), сигнал положе-
4
Вентили смесительной установки приводятся в действие от пружинных пневмо-
цилиндров
Z1, Z2, Z3. При отсутствии давления в пневмолинии управления вентили
закрыты.
Автоматический режим работы установки. Процесс начинается из исход-
z
ного состояния (пустой реактор) подачей вручную пускового сигнала (
) с пульта
10
10, при этом должен открыться вентиль 1. Когда жидкость в реакторе достигнет
z
уровня 2, срабатывает пороговый выключатель, от сигнала (
х
вается и по сигналу (
) от конечного выключателя пневмоцилиндра Z1 открывает-
1
) вентиль 1 закры-
5
ся вентиль 2.
После того как будет достигнут уровень 3, срабатывает пороговый выключа-
z
тель, и от сигнала (
ля пневмоцилиндра
) закрывается вентиль 2. По сигналу (х2) от конечного выключате-
6
Z2 приводится в действие двигатель 9 смесителя. Отработав задан-
ное число оборотов, смеситель отключается, а на вторую смесительную установку подается электрический сигнал «Состояние готовности». Слив смеси из реактора проис-
х
ходит после получения ответного сигнала (
) от второй установки. Вентиль 3 открыва-
9
ется, и сигнал «Состояние готовности» исчезает. После достижения жидкостью уровня
х
1 срабатывает пороговый выключатель и выдает сигнал (
х
вентиль 3 и сигнал (
) от конечного выключателя пневмоцилиндра Z3 должен возоб-
3
), по которому закрывается
4
новить процесс, а также через пневмоэлектропреобразователь поступить на вторую
смесительную установку.
х
Одноразовый автоматический процесс. Пусковой сигнал (
), поданный от
11
кнопки с пульта управления, начинает новый цикл. Этот сигнал обеспечивает осуществление только одноразового процесса. Если во время повторного автоматического
х
процесса подается пусковой сигнал (
), то процесс прерывается в конце того цикла, во
11
время которого этот сигнал подан.
9
131
Ручное управление. В этом случае все без исключения исполнительные команды
для вентилей и привода смесителя должны подаваться независимо друг от друга от
кнопок с пульта управления. Также вручную подается сигнал «Состояние готовности».
Условия безопасности. Для того чтобы обезопасить систему от выполнения
ложной операции и для контроля правильности протекания процессов необходимо
вы-
полнить следующие условия.
При автоматическом процессе:
1. Пусковой сигнал начинает действовать только после того, как все исполни-
тельные узлы и пороговые выключатели сигнализируют об исходном положении.
2. Во время автоматического процесса элементы ручного управления не дей-
ствуют, за исключением переключателя «Аварийный стоп».
3. Сигнал от переключателя «Аварийный стоп» должен в любой
момент времени
прерывать автоматический процесс. При этом все вентили закрываются, смеситель отключается. Только после поступления сигнала «Стоп» могут действовать сигналы элементов ручного управления. Сигнал поплавкового выключателя, возникающий при
х
превышении максимально допустимого уровня (
), должен действовать как и сигнал
7
«Аварийный стоп».
4. Следует контролировать автоматический процесс от исходного состояния до
состояния готовности. Если процесс не успел закончиться в отведенное время, то должен появиться сигнал «Функциональное нарушение».
При ручном управлении:
1. Наполняющие вентили 1 и 2 должны автоматически закрываться, если срабо-
тал поплавковый выключатель или
пороговый переключатель (3), и не могут быть от-
крыты до тех пор пока соответствующие сигналы не прекратятся.
2. Привод смесителя как при ручном, так и при автоматическом процессе от-
ключается после отработки определенного числа оборотов главного вала.
Вариант 8
Составить принципиальную схему системы управления автоматическим агре-
гатным станком.
Обрабатываемое изделие 1 закрепляется на планшайбе 2 (рис. 19П), которая периодически поворачивается с помощью гидроцилиндра
штока цилиндра
Ц4 к планшайбе 2 передается при помощи реечно-шестеренчатой пе-
редачи 3, муфты 4 и зубчатой передачи 5.
Зажим планшайбы 2 на позициях обработки осуществляется гидроцилиндром
Ц2 через рычажный механизм 6. Обработка детали осуществляется силовыми головка-
ми 7.1; 7.2; 7.3, которые приводятся в движение гидроцилиндрами подачи
Ц1.3.
При получении команды на начало цикла производится разжим планшайбы 2,
для чего шток гидроцилиндра
К5. Который дает команду на втягивание штока цилиндра ЦЗ, осуществляющего
тель
Ц2 должен выдвинутся и нажать на конечный выключа-
отвод фиксатора, что контролируется конечным выключателем
Фиксатор связан механической передачей 8 с муфтой 4. При его отводе муфта
сцепляется и при подводе расцепляется.
Далее происходит поворот планшайбы, для чего шток цилиндра
ся вправо. После поворота планшайбы (контролируемого переключателем
цилиндра
В конце хода штока
штока
ЦЗ выдвигается и фиксирует планшайбу, одновременно расцепляя муфту 4.
ЦЗ нажимается переключатель К7. После этого начинается ход
Ц2 вверх, в конце которого нажимается выключатель К4, и происходит зажим
планшайбы 2.
Ц4 (рис. 20П). Движение от
Ц1.1; Ц1.2;
К6.
Ц4 перемещает-
К8) шток
132
7.1
7.2
2
1
7.3
II
1
10 11
9
I
IV
Рис. 19П
Далее осуществляется обработка заготовки силовыми головками 7.1; 7.2; 7.3 на
трёх параллельных позициях.
Силовая головки 7.1; 7.2; 7.3 ускоренно подводятся к изделию, затем идет обработка на рабочей подаче. В крайнем выдвинутом положении штоков гидроцилиндров
подачи, фиксируемых конечными переключателями
КЗ.1-КЗ.1 силовые головки в тече-
ние некоторого времени выдерживаются на упоре, после чего ускоренно отводятся
назад. Одновременно цилиндр поворота планшайбы
ложение и нажимает выключатель
ного переключателя
К2 откидывается – переключатель не срабатывает. В конце хода
срабатывают конечные выключатели
линдр
Ц5 загрузочного манипулятора 9 совершает возвратно-поступательное движе-
К9. Во время отвода силовой головки рычаг конеч-
К1 (К1.1; К1.2; К1.3). В это же время гидроци-
ние, конечные положения которого фиксируются выключателями
Ц4 возвращается в исходное по-
К10 и К11 и подает
на позицию I (позиция загрузки – выгрузки) очередную заготовку из магазинанакопителя заготовок 10 и удаляет обработанную деталь в магазин-накопитель 11 обработанных деталей. Далее цикл повторяется.
Система управления должна обеспечить автоматический и наладочный режим.
Система управления должна учитывать следующие ограничения:
1. Поворот планшайбы возможен, если все инструменты силовых головок выведены из
тела детали в исходное положение (К1.1 = 1; К1.2 = 1; К1.3 = 1).
2. Начало цикла возможно при отсутствии команды «стоп» в конце цикла.
3. Силовые головки должны останавливаться в начале рабочей подачи, если
приводные гидромоторы приводов инструмента не вращаются (
контроль осуществляется датчиками перепада давления
Р1 – РЗ на линиях питания –
ГМ1.1; ГМ1.2; ГМ1.3),
слива гидромоторов главных приводов силовых головок.
4. Начало очередного цикла возможно, только если все головки вернулись в ис-
ходное положение, а на позицию I подана очередная заготовка (датчик наличия заготовки
К12 = 1).
133
7.2
z
К
12
Ц 1.1
z
1
Ц 5
7.1
z
7.1
ГМ 1.1
z
7.1
2
К
7
1
1
7.3
Ц 2
z
2
8
6
5
z
6
z 1
К
1.1
К
2.1
К
3.1
К
6
Ц 3
z
3
3
3
К
9
4
К
8
Ц 4
z
4
z
.4
z
2
К
4
К
5
z
5
z
5
К
10
К
11
Рис. 20П
134
Управление исполнительными устройствами в режиме «наладка» осуществляется с помощью кнопок: «разжим», «поворот», «подготовка поворота», «подвод 1Г»,
«подвод 2Г», «подвод ЗГ», «подача 1Г», «подача 2Г», «подача ЗГ», «отвод 1Г», «отвод
2Г», «отвод ЗГ», «подача заготовки», «возврат механизма подачи», расположенных на
пульте оператора.
Управление исполнительными гидроцилиндрами и гидромоторами осуществля-
распределительными золотниками при поступлении команд z
ется
Принципиальную схему системы управления построить на золотниковых гидравлических распределителях.
– zn от СУ.
l
Вариант 9
Разработать пневматическую систему управления сборочной машины для запрессовки втулок-вкладышей в малые головки шатунов поршневой группы двигателей
внутреннего сгорания (рис. 21П).
6
8
4
4
3
9
1
2
5
7
Рис. 21П
Z
Рис. 23П
Рис. 22П
135
Шатун 7 подается на сборочную рабочую позицию шаговым транспортером (на
рис. 21П не показан) и центрируется относительно направляющей втулки 5 с помощью
плунжера 9, направляемого по втулке 8. диаметр плунжера 9 соответствует диаметру
отверстия в шатуне 7 под запрессовку втулки-вкладыша 4. Диаметр направляющей
втулки 5 несколько больше диаметра отверстия
в шатуне. Втулки-вкладыши 4, подлежащие запрессовке, подаются в направляющий лоток 6 из магазина для втулоквкладышей.
При отходе пуансона 2 в крайнее правое положение (исходное состояние), втулка-вкладыш 4 поступает на приемную часть направляющей втулки 3. Пуансон 2, перемещаемый штоком 1 пневмогидроцилиндра
Ц1 (рис. 22 П), приемной конусной частью
входит во втулку-вкладыш 4 и толкает ее в направляющую втулку 5, на которой имеется пологий конус, в результате втулка-вкладыш 4 калибруется до нужного диаметра
(втулка-вкладыш 4 согнута из ленты и перед запрессовкой имеет нестабильный наружный диаметр).
Так как шатун 7
сцентрирован относительно направляющей втулки 5, то при
своем дальнейшем перемещении пуансон 2 запрессовывает втулку-вкладыш 4 в малое
отверстие шатуна, выталкивая из него плунжер 9. Усилие запрессовки воспринимается
опорой 8. После запрессовки подпружиненный плунжер 9 автоматически контролирует
наличие запрессованной втулки-вкладыша 4, при его повторном ходе вправо. Перемещение плунжера
9 осуществляется пневмогидроцилиндром Ц2.
Шаговый транспортер подачи шатунов на рабочую позицию приводится в дей-
ствие пневмогидроцилиндрами
Ц3 (вертикальное перемещение) и Ц4 (горизонтальное
перемещение).
Все пневмоцилиндры работают по конечным выключателям положения выходного звена (рис. 23 П) и управляются двухпозиционными четырехлинейными пневмораспределителями с пневматическим управлением (рис. 22П). Наличие шатуна на рабочей позиции, наличие втулок-вкладышей в магазине и направляющем лотке, а также
контроль запрессованной втулки-вкладыша в шатуне по положению плунжера
9 в кон-
це цикла запрессовки контролируется конечными пневматическими выключателями
Х1-Х3.
Затем цикл работы повторяется автоматически.
Система управления должна обеспечивать работу установки в автоматическом
режиме и в режиме наладки, по командам, подаваемым кнопками управления с пульта
оператора на каждое исполнительное устройство.
Вариант 10
Разработать принципиальную схему пневматической системы автоматического
управления автоматизированного штамповочного модуля (рис. 24П). Модуль состоит
из гидравлического пресса 1, магазина для заготовок 2, питателя 3 для подачи заготовок в рабочую зону пресса и устройства для удаления детали из матрицы штампа 4. Система управления должна обеспечивать автоматический и наладочный режим работы
модуля.
Автоматический режим. В исходном состоянии пуансон штампа 5, приводимый в движение гидроцилиндром
выталкивателя 6 устройства для удаления детали из матрицы штампа с приводом от
гидроцилиндра
тателя 3 зажат (
Z2 находится в крайнем нижнем положении. Захват 7 манипулятора пи-
Z3 = 0) и находится в зоне магазина заготовок. В автоматическом ре-
жиме работа модуля начинается с нажатия кнопки «пуск», по сигналу от которой срабатывает гидроцилиндр привода захвата манипулятора (
захвата, включается реле времени
Z1, находится в крайнем верхнем положении. Шток
Z3 = 1), разжимаются губки
τ(Z3) и захватывается нижняя заготовка 8 в магазине 2.
136
После истечения времени, заданного реле времени, гидроцилиндр привода захвата ма-
z
z
z
z
нипулятора освобождается от давления и происходит зажим заготовки 8 пружинным
захватом (
Z3 = 0).
1
z
1-1
2
z
1-2
1-1
Z1
5
8
9
Z3
Z4
3
4
7
z
6
3
z
3
4
4
Z2
Z
2
2
7
Z3
Рис. 24П
137
После срабатывания захвата и зажима заготовки по сигналу реле давления
6
7
начинается выдвижение питателя с заготовкой, гидроцилиндром
пресса. В крайнем выдвинутом положении штока гидроцилиндра
р
(Z3)
1
Z4 в рабочую зону
Z4 нажимается ко-
нечный выключатель и СУ подает сигнал
бождения заготовки. После разжима захвата от реле давления в СУ поступает сигнал
z на привод Z3 для разжима захвата и осво-
3
р (Z3), а освобожденная заготовка опускается на матрицу штампа. После этого гидро-
цилиндр
ется новая заготовка из нижней зоны магазина. После втягивания штока гидроцилиндра
Z4, по сигналу конечного выключателя СУ вырабатывает командный сигнал z
движение штока гидроцилиндра
пуансона штампа (гидроцилиндр
давления), а после нажатия промежуточного переключателя шток гидроцилиндра движется с рабочей подачей (давление подается только в безштоковую полость гидроцилиндра
ствует на заготовку и происходит формообразование детали 9, после чего по сигналу
конечного выключателя СУ выдает команду
также гидроцилиндр
вание штока) и сбрасывает деталь 9 из матрицы штампа в приемный бункер. После этого рабочий автоматический цикл работы повторяется.
исполнительных устройств штамповочного модуля совершают прямые и обратные хода
по командам от кнопок с пульта
пресса может быть совершен только при одновременном нажатии двух кнопок на пульте оператора.
Z4 по команде
Z1). В нижнем крайнем положении штока гидроцилиндра Z1 пуансон воздей-
Наладочный режим. В режиме «наладка» все исполнительные гидроприводы
z перемещает захват 7 в зону магазина 2, где в захват опуска-
4
на вы-
1
Z1. В начале осуществляется быстрое перемещение
Z1 включен по дифференциальной схеме к источнику
z на подъем пуансона штампа, при этом
1
Z2 выталкивателя 6 совершает двойной ход (выдвижение – втяги-
оператора СУ. В целях безопасности рабочий ход
Вариант 11
Разработать принципиальную схему пневматической системы управления агрегатом укладки в тару-коробку изделий, упакованных в пачки, имеющие форму параллелепипеда.
Пусть в коробку 8 с размерами
уложить 120 пачек 4, каждая из которых имеет размеры
рам коробки. Один из возможных вариантов автоматизации операции укладки показан
на рис. 25П.
L (длина) B (ширина) H (высота) необходимо
l, b, h которые кратны разме-
4
8
4
9
1
2
3
5
138
Рис.25П
Питающий толкатель укладчика 1 периодически подает на подъемную платфор-
z
z
z
z
z
му 2 поступающие с подающего транспортного пятиручъевого вибролотка 3 пачки 4
сразу по пять штук. Ход питающего толкателя 1 равен пяти размерам
печивается пневмоцилиндром
ного четырехлинейного пневмораспределителя. После двойного хода толкателя платформа 2 опускается вниз на высоту пачки
вода 5. После этого толкатель 1, совершая двойной ход, подает на платформу 2 новые
пять пачек, но во второй ряд. Платформа вновь опускается на высоту пачки
щью шагового пневмопривода позиционера 5, толкатель делает новый двойной ход
и подает новые пять пачек, но эти пачки ложатся в третий ряд штабеля и так до тех пор,
пока не будет уложено на платформу шесть рядов в высоту по пять пачек в длину, т.е.
30 пачек.
После этого
вень, после чего весь первый столбец из 30 пачек сдвигается влево в сторону тары 8,
толкателем 6 с помощью шагового пневмопривода позиционера 7, на размер ширины
пачки
третьего и, наконец, для четвертого столбца из 30 пачек.
ющий агрегат упаковочной машины толкателем 9, в качестве привода которого используется пневмоцилиндр
пневмораспределителя.
плект пачек для наполнения следующей тары-коробки, т.е. автоматический цикл повторяется.
одноштоковых пневмоцилиндров с разной длиной хода поршней
щей пружины, собранных в пакет последовательно в одной гильзе (рис. 26П).
b. Далее все повторяется снова, но для второго столбца из 30 пачек, затем для
Полностью загруженная тара-коробка 8 отводится с позиции укладки на следу-
В это же время питающий толкатель 1 укладывает на платформу 2 новый ком-
Шаговые двигатели позиционеров 5 и 7 построены на базе двухпозиционных
платформа 2 пневмоприводом 5 поднимается вверх на первый уро-
Z2 с путевым управлением, питаемым от двухпозиционного
Z1 с путевым управлением, питаемым от двухпозицион-
h с помощью шагового пневмопривода при-
l пачки 4 и обес-
h с помо-
и их возвратом от об-
Z3
Z4
Z5
Рис. 26П
Пневмоцилиндры Z3, Z4, Z5 шагового двигателя позиционера 5 установлены
в гильзе так, что шток каждого предыдущего пневмоцилиндра перемещает корпус последующего. Корпус первого в этом ряду пневмоцилиндра закреплен в гильзе. Величина хода поршня каждого последующего пневмоцилиндра в два раза больше хода поршня предыдущего. Такой шаговый позиционер может обеспечивать восемь фиксированных положений
№ положения I II III IV V VI VII VIII
Z3 0 1 0 1 0 1 0 1
Z4 0 0 1 1 0 0 1 1
Z5 0 0 0 0 1 1 1 1
перемещение 0
выходного звена
А в пределах его полного хода.
h
2h 3h 4h 5h 6h 7h
139
Аналогичную конструкцию имеет позиционер 7. Для управления позиционером
достаточно подавать давление на входы
ствие давления питания выходное звено позиционера занимает исходное положение
под действием возвратной пружины
зиционера 5 и
онных распределителей с пневмоуправлением (рис. 2) по соответствующим командам
системы управления.
Положения платформы и толкателей контролируются соответствующими конечными путевыми пневматическими выключателями.
Система должна начать работу в автоматическом режиме с нажатия кнопки
«Пуск», и затем повторять цикл автоматически с учетом необходимых ограничений
и блокировок. Перемещение
телем 9 должна происходить после четырех циклов работы толкателя 6.
В наладочном режиме система должна производить управление исполнительными устройствами по сигналам от кнопок на пульте оператора.
Z6, Z7, Z8 позиционера 7 осуществляется от трехлинейных двухпозици-
заполненной коробки-тары и подача новой коробки толка-
а, б и с в различных комбинациях. В отсут-
П. Управление пневмоцилиндрами Z3, Z4, Z5 по-
Вариант 12
Составить гидравлическую систему управления манипулятором для передачи
заготовок и деталей (рис. 27П) с транспортного устройства 2 в зону обработки станка
и обратно через кантователь 3 на транспортер 2. Питатель состоит из колонны 1, на которой закреплены два захвата 4 и 5, приводимые в движение соответственно гидроцилиндрами
плоскости гидроцилиндром
роцилиндром
плоскости захваты могут перемещаться в горизонтальной плоскости гидроцилиндрами
Z5 и Z6.
Z2 и Z3. Колонна 1 вместе с захватами может перемещаться в вертикальной
Z1 и поворачиваться вокруг вертикальной оси на 180° гид-
Z4 через реечно-зубчатую передачу. Кроме перемещения в вертикальной
Z7
6
8
4
Z5
1
Z6
5
7
Z2
Z3
Z1
Z8
Z4
Z9
2 3
После окончания цикла обработки на станке – нарезания зубьев на венце зубчатого колеса 6 захваты 4 и 5 одновременно выдвигаются из исходного положения гидроцилиндрами
и подготовленную к обработке заготовку 7, находящуюся в центрах кантователя 3.
Z5 и Z6, захватывают обработанную деталь 6 в зоне обработки на станке
Рис. 27П
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]