Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Структурный синтез аппаратной реализации алгоритмов работы цикловых систем. Учебное пособие
.pdf
После подъема руки манипулятора с деталью из положения
II в положение I
система управления подает команду на выполнение цикла шагового транспортера 2,
Z
который приводится в движение пневмоцилиндром
α
вперед, при условии (
α
= 1). Аналогично после подъема руки манипулятора без детали из положения IV
(
1
в положение
III система управления подает команду на выполнение цикла шагового
= 0), а по команде z5 = 0 движение назад, при условии
1
транспортера 3, который приводится в движение пневмоцилиндром
z
= 1, движение вперед, при условии (α2 = 1), а по команде z6 = 0 движение назад,
6
α
при условии (
= 0).
1
по команде z5 = 1, движение
5
Z
по команде
6
Вариант 18
Разработать принципиальную схему гидравлической системы автоматического
управления токарным станком (рис. 41П).
Токарный станок
осуществляет обточку концов и подрезку торцов асбоцемен-
тных труб.
Рис. 41П
151
В качестве исполнительных устройств в станке используются гидроцилиндры
Ц1-Ц
, положение которых контролируется конечными выключателями и датчиками
9
давления.
Процесс обработки начинается с нажатия пусковой кнопки (
менту все гидроцилиндры должны находиться в исходном состоянии. По сигналу (
Ц
загрузчик 1 помощью гидроцилиндра
х
нятые призмы 3. По сигналу
Ц
цилиндров
кулачковые патроны 5 (
z
= l) труба зажимается. По сигналу от датчиков х
9
и Ц7 (z1 = 1, z7 = l) подаются к трубе, концы трубы входят в зажимные
3
х
1-1
= 1 (труба уложена) обе каретки 4 с помощью гидро-
4-1
= 1, X
7-1
подаёт (z4 = l) трубу 2 и укладывает её на под-
4
= l) и с помощью гидроцилиндров Ц3 и Ц9 (z3=l,
=l и х
3-1
=l (труба зажата) призмы
9-1
3 с помощью двух параллельно работающих гидроцилиндров
z
золотниковым гидрораспределителем, отводятся от трубы (
z
водится выравниватель (
По сигналу от датчиков давления
1 отходит от трубы (
опять подводятся (
z
= l).
х
= 1 и х6 = 1 (призмы отведены), загрузчик
5
z
= 0). По сигналу от конечного выключателя z
4
= 0), а выравниватель отходит после команды (z5 = 0). Кроме
6
= l) и цилиндром Ц5 под-
6
того, после зажатия трубы по сигналу от датчиков давления
Ц
6 ускоренно перемещаются гидроцилиндрами
х
включения конечных выключателей
z
скорость подачи (
2-2
= l, z
= l), идёт обработка трубы с обоих концов (обточка
8-2
2-2
= l и х
и Ц8 (z
2
= l, бабки 6 переходят на рабочую
8-2
2-1
β = 1), к этому мо-
Ц
, управляемых одним
6
= 1 призмы
4-0
х
3-1
= l, z
= l и х
8-1
= l бабки
9-1
= l). В момент
β = 1
концов по диаметру и торцовка).
По окончании этой операции (
в исходное положение (
х
2-0
= l и х
= l разжимаются кулачковые патроны 5 (z3 = 0 и z9 = 0), и по сигналам от
8-0
конечных выключателей
z
2-0
х
= l, z
3-0
= l и х
= l и х
2-1
= l). По сигналам от соответствующих датчиков
8-0
= l отводятся каретки (z1 = 0 и z7 = 0), обработан-
9-0
= l), бабки 6 ускоренно отводятся
8-1
х
ная труба скатывается в накопитель. Далее процесс автоматически повторяется.
Система управления должна обеспечивать автоматический режим работы
и наладочный режим от кнопок с пульта оператора.
Вариант 19
Разработать пневматическую систему управления (СУ) роботизированной технологической ячейкой (РТК) для штамповки деталей из штучных листовых заготовок
(рис. 42П). В состав РТК входят: пневматический пресс 1, два робота манипулятора 2,
3 с пневматическими приводами, магазин-накопитель для заготовок 4 и магазин-
накопитель для готовых деталей 5.
152
Рис. 42П
СУ должна иметь «автоматический» и «наладочный» режимы работы. Составить
принципиальную схему СУ на пневмоэлементах высокого давления. Управление исполнительными пневмодвигателями осуществляется 2-позиционными 4- линейными
золотниковыми распределительными устройствами с пневоуправлением.
Пневмоцилиндр
Z1 (привода пресса) по командам СУ, подаваемым на распреде-
лительное устройство, перемещает штамп пресса 1.
Для захвата заготовки и детали руки манипуляторов снабжены вакуумными
присосками
ющие движения: подъем и опускание руки с помощью пневмоцилиндров
Z2.3 и Z3.3 соответственно. Манипуляторы 2 и 3 могут совершать следу-
Z2.1 и Z3.1
соответственно; выдвижение вперед и втягивание руки назад с помощью пневмоцилиндров
Z2.2 и Z3.2 соответственно.
Магазин-накопитель 4 снабжен специальным механизмом подъема заготовок
в зону захвата вакуумной присоски
повки. Механизм приводится в действие от пневмоцилиндра
Z2.3 манипулятора 2 после каждого цикла штам-
Z4 с храповым механиз-
мом, который через винтовую передачу поднимает стол магазина с заготовками на
толщину одной заготовки в каждом цикле. Опускание стола магазина 4 осуществляется
в режиме «наладка» перед загрузкой очередной партии заготовок, вращением винтовой
передачи в обратную сторону от пневмомотора
Z5 через обгонную муфту.
В «автоматическом» режиме работы цикл работы РТК осуществляется в следующей последовательности: манипулятор 2 опускает руку с помощью пневмоцилиндра
Z2.1 (Z2.1 = 0) на стол с заготовками магазина 4, затем включается вакуумная присоска
захвата (
Z2.1 = 1), а затем движется вперед (Z2.2 = 1), перенося заготовку в зону штамповки
(
пресса 1. Рука опускается (
рука поднимается вверх (
опускается штамп (
штамп в исходное положение (
в зону штамповки и опускается на деталь (
Z3.3 = 1), после чего рука манипулятора 3 поднимается вверх (Z3.3 = 1) вместе с дета-
(
лью и перемещается (
Z3.1 = 0), выключается присоска вакуумного захвата (Z3.3 = 0), отпуская деталь в ма-
(
газин, и рука поднимается вверх (
Z2.3 = 1), после захвата заготовки рука манипулятора 2 поднимается вверх
Z2.1 = 0), вакуумный захват отпускает заготовку при (Z2.3 = 0),
Z2.1 = 1), а затем движется назад (Z2.2 = 0) в зону магазина 4,
Z1 = 1) на матрицу с заготовкой и формует деталь, поднимается
Z1 = 0). Выдвигается рука манипулятора 3 (Z3.2 = 1)
Z3.1 = 0), включается вакуумный захват
Z3.2 = 0) в зону магазина 5 с готовой деталью, опускается вниз
Z2.1 = 1), после чего цикл повторяется.
Для сокращения вспомогательного времени в цикле движения рук манипуляторов
по установке и снятию заготовки и готовой детали могут выполняться синхронно – параллельно между собой и с работой пресса, если они не находятся в рабочей зоне пресса.
Манипуляторы не должны работать в зоне штамповки при опущенном штампе
и не должны одновременно выдвигать руки в рабочую зону при наличии или отсутствии детали в ней, поэтому матрица штампа снабжена датчиком наличия детали в ней.
Система управления РТК с путевым управлением, все пневмоцилиндры работают по конечным выключателям, фиксирующим их конечные положения. Наличие заготовки или готовой детали в вакуумном
захвате контролируется реле давления, если захват не произошел, автоматический цикл должен остановиться. Магазин заготовок 4
и готовых деталей 5 снабжены пневматическими датчиками наличия деталей. При отсутствии деталей в магазине 4 и при наполнении бункера 5 СУ должна прервать автоматический цикл работы.
Система управления должна обеспечивать автоматический режим работы
и наладочный режим от кнопок с пульта оператора.
Вариант 20
Составить принципиальную схему пневматической системы управления транс-
портно-манипуляционного модуля 1, предназначенного для загрузки деталей с шагово-
153
го транспортера-накопителя 2 на токарный станок 3 (рис. 43П). Транспортно-манипуляционный модуль представляет собой портальный манипулятор, подвижная каретка
4 которого осуществляет горизонтальное перемещение рук 5 и 6, они перемещают свои
захваты в вертикальном направлении. Система управления должна обеспечивать работу модуля в автоматическом режиме и в режиме наладки
от кнопок управления с пуль-
та оператора.
6
1
4
Z
1
Z
10
I
Z6, Z7
Z
2
Z
3
III
8
7
9
Z4, Z5
Z
11
5
II
2
Z
8
IV
3
Z
9
Автоматический цикл работы модуля начинается с нажатия кнопки «пуск»
β
= 1). По этому сигналу каретка 4 манипулятора должна переместиться в крайнее
(
1
левое положение
I с помощью пневмомотора Z
траверсе через цепную передачу 7. Руки манипулятора 5 и 6 при этом должны находиться в крайнем верхнем положении. Если каретка 4 находится в положении
загрузочно-разгрузочной позиции шагового транспортера 2 (положение
деталь (датчик наличия детали выдает сигнал
6 в крайнее нижнее положение
при этом захваты руки 6 манипулятора должны быть раскрыты (
сле опускания руки 6 по сигналу конечного выключателя
Z
руки (
= 0, Z7 = 0), и по сигналам конечных выключателей (х11 = 1, х13 = 1) начи-
6
нается подъем руки 6 с захваченной заготовкой вверх, в положение
руки 6 в положение
I, по сигналу конечного выключателя этого привода (х
при условии нахождения руки 5 со свободными и раскрытыми захватами (
х
= 1) также в верхнем положении (х3 = 1), включается пневмомотор Z1 = 1 и начи-
9
нается движение каретки вправо, в положение
Рис. 43П
(рис. 44П), перемещающего ее по
1
II) имеется
α
= 1), то манипулятор опускает руку
1
II, выдвижением штока пневмоцилиндра (Z
Z
= 1, Z7 = 1). По-
6
х
= 1 срабатывают захваты
6
I. После прихода
III.
I, а на
= 1),
3
= 1),
5
х
= 1,
7
154
Рис. 44П
В положении III, при наличии свободного места в зажимных приспособлениях
α
х
20
= 0)
2
= 1)
станка 3 (сигнал датчика наличия детали в зажимных приспособлениях станка
Z
раскрыты кулачки патрона 8 (
Z
= 0, х17 = 1), рука 6 с заготовкой в захватах опускается вниз в положение IV. После
(
9
поступления сигнала датчика конечного положения
Z
доводчика рук (
= 1), рука 6 вводит заготовку в раскрытые кулачки патрона станка,
10
= 1, х16 = 1) и отодвинут вправо задний центр 9 станка
8
х
= 1 срабатывает пневмокамера
6
смещаясь влево. По сигналу конечного выключателя привода доводчика рук (
Z
происходит зажим заготовки в приспособлениях станка 3 (
х
конечных выключателей (
Z
манипулятора 6 (
х
= 1, х14 = 1) захватов начинается подъем руки 6 со свободными захватами вверх,
(
12
в положение
III.
= 1, Z7 = 1). По сигналам конечных выключателей приводов
6
= 1, х18 = 1) одновременно раскрываются захваты руки
15
= 0, Z9 = 1), и по сигналам
8
Если в зажимных приспособлениях станка 3 находится обработанная деталь
α
(сигнал датчика наличия детали
= 1) – закрыты кулачки патрона 8 и поджат влево
2
задний центр 9 станка, рука 5 с раскрытыми захватами опускается вниз, в положение
IV. После поступления сигнала датчика конечного положения х
Z
хваты руки 5 (
= 0, Z5 = 0), затем происходит разжим детали в приспособлениях стан-
4
= 1 закрываются за-
4
ка 3, после этого по сигналам конечных выключателей зажимных приспособлений
х
станка – патрона и заднего центра (
= 1, х17 = 1) срабатывает пневмокамера Z8 довод-
16
чика рук манипулятора. Рука 5 манипулятора сдвигается в крайнее правое положение,
выводя деталь из патрона станка. Затем начинается подъем руки 5 с обработанной де-
155
талью в ее захватах вверх, в положение
Z
I II IIII
)
)
)
III. После прихода руки 5 в положение III
начинается описанный выше цикл движений руки 6 для загрузки заготовки в приспособления станка. После прихода руки 6 в положение
х
чателя (
= 1) включается пневмомотор
5
в положение
I, одновременно подается команда z
= 1 и начинается движение каретки влево,
1
ния станка обработку заготовки. После прихода каретки в позицию
III по сигналу конечного выклю-
= 1, разрешающая системе управле-
12
I манипулятор го-
тов к автоматическому выполнению нового цикла.
После опускания руки 5 манипулятора с обработанной деталью в ее захватах из
положения
I в положение II, раскрытия захватов и возврата руки в положение I, систе-
ма управления подает команду на выполнение цикла шагового транспортера 2, который
Z
приводится в движение пневмоцилиндром
α
условии (
= 1), а по команде z5 = 0 движение назад.
1
по команде z11 = 1, движение вперед, при
11
После выполнения цикла шагового транспортера и смены обработанной детали
на позиции
в позицию
тали. По команде
II новой заготовкой рука 6 опускается вниз, берет заготовку, поднимается
I и манипулятор ждет команды от станка β
β
= 1 начинается новый автоматический цикл работы транспортно-
2
= 1 об окончании обработки де-
2
манипуляционного модуля.
Вариант 21
Разработать схему автоматической системы управления (СУ) автомата для
расфасовки в стаканчики десерта (рис 45П), состоящего из трех компонентов.
3
4
1
Z1
2
7
τ(z
τ(z
6
Z3
Z6
7
Z7
τ(z
8
Z5
9
Z8
5
8
Z4
10
VV
Z2
x
1
x
2
6
x
3 x
4
Рис. 45П
Автомат состоит из лоткового магазина для пустых стаканчиков 1, трех емкостей для компонентов десерта 2, 3 и 4, магазина для крышек 5, шагового пятипозиционного транспортного устройства перемещения стаканчиков 6, устройства подачи стаканчиков 7 из магазина 1, устройства 8 для подачи крышек из магазина 5 и устройства
156
установки крышек 9. В качестве приводов устройств автомата используются пневмати-
ческие цилиндры
тическими сильфонными приводами
подаче давления в сильфоны от пневмораспределителей по командам СУ, а выключаются после выдержки заданного времени с помощью пневмореле времени
магазина 1 стаканчик (
щен
транспортного устройства (
в исходное положение
ботает аналогично.
,, zzz
Автомат работает следующим образом: устройство подачи стаканчиков 7 подает из
и находится в крайнем левом положении
2Z
Эти движения согласованы с работой устройства подачи крышек 8, которое ра-
После движения вправо стол опускается в крайнем правом положении
Z1-Z5 и три клапана для дозирования компонентов десерта с пневма-
Z6-Z8. Приводы дозаторов включаются при
.
876
Z3) на I позицию транспортного устройства, стол 6, которого опу-
, затем происходит подъем стола
1Z
Z2), после чего устройство подачи стаканчиков возвращается
и подает команду на движение стола 6 вправо (Z1).
3Z
2Z
и в нижнем положении начинает движение влево на исходную позицию
чего цикл движения транспортного устройства может повторяться.
Поступление пустого стаканчика на II загрузочную позицию и его наличие там
х
контролируется пневмодатчиком
ся клапан дозатора
которой определяется временем, задаваемым таймером (реле времени)
z
= 1 клапан Z6 выключается и подается команда на разрешение цикла работы за-
6
грузочного и транспортного устройств.
Аналогично работают дозирующие устройства на III и IV позициях транспорт-
ного устройства.
На V позиции на стаканчик подается крышка при (
устройством фиксации 9 (
чика с десертом на позиции (
ходное положение
С последней позиции закрытый стаканчик попадает на отводящий транспортер
10 автомата.
Су должна обеспечивать автоматический и наладочный режимы работы всех
устройств автомата от кнопок управления исполнительными устройствами. В случае
отсутствия стаканчиков и крышек в магазинах, а также при отсутствии компонентов
десерта в бункерах
чиков СУ:
x
5-x9
Z6 и в стаканчик поступает порция первого компонента, количество
Z5 = 1). Эти операции осуществляются при наличии стакан-
х
4Z
и транспортер получает разрешение на следующий цикл.
агрегат должен останавливаться по сигналам соответствующих дат-
.
, при наличии сигнала с которого (х1 = 1) включает-
1
Z4 = 1) и прижимается
= 1), после чего устройство подачи крышек встает в ис-
4
1Z . После
z
, при
6
Вариант № 22
Составить принципиальную схему пневматической системы автоматического
управления (СУ) устройства для раскладки изделий в 9-местную тару (рис. 46П).
Изделия подаются шаговым транспортером 1, приводимым в движение пневмоцилиндром
щения по двум координатам в горизонтальной плоскости, при возвратно-поступательных движения четырех пневмоцилиндров привода стола
по пути. Полный ход при выдвижении штока каждого из этих пневмоцилиндров равен
а. Раскладочный стол должен подводиться на позицию раскладки, в место стыковки
с подающим шаговым транспортером 1, в последовательности раскладочных мест, показанной на рис. 46П. После подхода очередного места на позицию раскладки должен
Z5 на раскладочный стол 2. Раскладочный стол 2 может совершать переме-
Z1-Z4, с управлением
157
сработать пневмоцилиндр шагового транспортера
Z5, ход которого равен в, и подать
очередное изделие на стол. После этого раскладочный стол должен занять очередную
позицию, а шаговый транспортер – подать очередное изделие. После заполнения всех
девяти раскладочных мест должен сработать шаговый транспортер подачи тары 3
с приводом от пневмоцилиндра
Z6 и передвинуть заполненную тару на шаг с, а раскла-
дочный стол 2 должен подвести новое тарное место на позицию I.
Принципиальную схему СУ составить на мембранных элементах системы
УСЭППА.
158
Рис. 46П
Оглавление
1. ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦИКЛОВЫХ СИСТЕМ ......................................................... 3
1.1. Основные положения ................................................................................................. 3
1.2. Законы алгебры логики ............................................................................................ 6
1.3. Примеры решения задач ............................................................................................ 6
1.4. Задачи для самостоятельного решения .................................................................... 8
1.5. Контрольные вопросы ............................................................................................... 9
2. СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ ОДНОТАКТНЫХ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ ....................................................................................................................... 11
2.1. Основные понятия ................................................................................................... 11
2.2. Порядок выполнения работы .................................................................................. 19
3. СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ МНОГОТАКТНЫХ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЦИКЛОГРАММ ................................................................. 21
3.1. Основные понятия ................................................................................................... 21
3.2. Определение количества элементов обратной связи ........................................... 26
3.3. Порядок
4. СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ МНОГОТАКТНЫХ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ .............................................. 32
4.1. Основные понятия ................................................................................................... 32
4.2. Правила составления уравнений выходных сигналов
(выходов) ................................................................................................................................ 40
4.3. Порядок выполнения работы .................................................................................. 44
5. СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ МНОГОТАКТНЫХ СИСТЕМ УПРАВ-
ЛЕНИЯ МЕТОДОМ РАЗЛОЖЕНИЯ ГРАФОВ НА ЦЕПОЧКИ ...................................... 47
5.1. Основные понятия ................................................................................................... 47
5.2. Правила составления уравнений ............................................................................ 54
5.3. Порядок выполнения работы .................................................................................. 58
6. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ЦИКЛОВЫХ СИСТЕМ
НА ЯЗЫКЕ «
6.1. Методика описания алгоритма работы многотактной
цикловой системы .................................................................................................................. 59
6.2. Порядок выполнения работы .................................................................................. 71
7. СИНТЕЗ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАПРАВЛЕННЫХ
ГРАФОВ И ФОРМАЛЬНОГО ОПИСАНИЯ НА ЯЗЫКЕ «ЯРУС» ................................. 73
7.1. Основные понятия ................................................................................................... 73
7.2. Минимизация структурных уравнений ................................................................. 75
7.3. Порядок выполнения работы .................................................................................. 83
8. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЕЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ
И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ДВУХПОЗИЦИОННЫХ ПРИВОДОВ ...................................... 84
8.1. Управление движением гидро - и пневмоприводов ............................................. 84
8.2. Энергетический
8.3. Порядок расчета статических параметров гидродвигателя (гидроцилиндра) .. 92
выполнения работы .................................................................................. 30
ЯРУС» ............................................................................................................. 59
расчет привода и выбор объемного двигателя ......................... 85
159
9. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ
ДВУХПОЗИЦИОННЫХ ПРИВОДОВ ................................................................................. 97
9.1. Гидравлический расчет привода ............................................................................. 97
9.2. Гидравлический расчет привода и выбор трубопроводов
и аппаратов ............................................................................................................................ 106
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................................................... 111
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ................................................................................................................. 112
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ................................................................................................................. 116
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ................................................................................................................. 117
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ................................................................................................................. 118
160
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]