Educational floppy industrial system with computer control

Mazein P.G. (mpg@susu.ac.ru), Sheremetyv A.V.(scherem@amsp.susu.ac.ru)

Southern-Ural State University (SUSU), Chelyabinsk

Abstract

On the basis of equipment of desktop machine tools the computer control and creations of the complex of devices for the automated change of bars and tool designs model of a floppy industrial system (ГПС), intended for learning layouts, operation and programmingГПСat preparation of the bachelors, experts and masters.

УЧЕБНАЯ ГИБКАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СИСТЕМА С КОМПЬЮТЕРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Мазеин П.Г. (mpg@susu.ac.ru), Шереметьев А.В. (scherem@amsp.susu.ac.ru)

Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ), Челябинск

Учебная гибкая производственная система (ГПС) предназначен для проведения лекционных занятий, практических, лабораторных, учебно- и научно-исследовательских работ по различным дисциплинам, связанным со станками, резанием, инструментом, технологией машиностроения, гибкими производственными модулями, гибкими производственными системами, электроприводами, автоматизацией, электроавтоматикой, информационно-измерительными системами, числовым программным управлением, микропроцессорными системами, вычислительной техникой и современными информационными технологиями и др. Недостатками промышленных ГПС для учебных заведений являются высокая стоимость, большие габариты, большие затраты электроэнергии, необходимость 3-х фазной электрической сети для питания оборудования, большая сложность и трудоемкость обслуживания, ограниченные дидактические возможности ГПС, например, для подготовки бакалавров, инженеров и магистров технических наук. В разработанной ГПС устранены указанные недостатки, а именно расширены учебно-методических возможностей ГПС, уменьшены стоимость, габариты, затраты электроэнергии, сокращены трудоемкости обслуживания и уменьшена сложность, а также обеспечено питания от световой сети 220 В. Учебная гибкая производственная система, состоит из учебных с компьютерными системами ЧПУ, а системы автоматизированной смены заготовок и инструмента включают учебные роботы с компьютерным управлением, стеллажи с заготовками, накопители паллет с заготовками, магазины-накопители инструмента, зажимные патроны для инструмента, расположенные на шпинделях сверлильно-фрезерных станков и устройства разжима патронов, закрепленные на стойках сверлильно-фрезерных станков, причем приводы и электроавтоматика станков, робота и накопителей, а также устройств разжима патрона и компьютерные устройства ЧПУ станков и робота взаимосвязаны между собой распределенной локальной компьютерной сетью. Автоматизированную смену заготовок обеспечивает робот. Паллеты с заготовками устанавливаются на 4-х позиционном тактовом столе-накопителе. Робот поочередно устанавливает паллеты в зажимное приспособление сверлильно-фрезерного станка, после зажима паллеты в зажимном приспособлении станка, схват робота разжимается и рука робота возвращается в исходное положение. Далее управление передается УП станка. Остальные этапы цикла смены заготовок аналогичны этапам смены инструмента. Смена заготовок в токарном и сверлильно-фрезерном станке может осуществляться роботом с использованием стеллажа-накопителя, в зависимости от управляющей програм мы станочной системы. Система автоматизированной смены инструмента (САСИ) в шпинделе сверлильно-фрезерного станка с компьютерным управлением модели НСФ-4Ф4 включает также 4-х степенной робот и 4-х позиционный инструментальный магазин-накопитель. Робот обеспечивает смену инструмента в патроне, установленном на шпинделе станка. Разжим патрона обеспечивается механизмом разжима, установленном на стойке станка. Приводы инструментального магазина, накопителя инструмента и разжимного механизма обеспечиваются от асинхронных конденсаторных электродвигателей. Для позиционирования магазина и накопителя предусмотрены конечные выключатели, установленные на корпусах и упоры, установленные на планшайбах. Управление приводом разжимного механизма, тактового стола и магазина накопителя инструмента, как станков и робота, обеспечивается программно от персонального компьютера, причем момент включение электродвигателя разжима задается программно, продолжительность перемещения вилки вниз и выключение электродвигателя определяются при отладке работы механизма, время нахождения вилки в нижнем положении, момент включения реверса двигателя и продолжительность перемещения вилки в верхнее исходное положение, определяются также при отладке и обеспечиваются программой. Функциональные и дидактические возможности учебной ГПС позволяют применять в учебном процессе при лекционных, практических, лабораторных, учебно- и научно- исследовательских работах для : изучения вариантов состава, структуры и компоновки станочных систем; изучения системы управления; изучения программирования; исследования погрешностей; изучения конструкции устройств и механизмов станочных систем; получения навыков программирования работы ГПС; разработки и оптимизации циклограмм ГПС; изучения роботов; изучения электроавтоматики; изучения систем управления; оценки технико-экономической эффективности станочных систем; проверки расчетных методик; разработки вариантов компоновок и конструкций механизмов ГПМ и ГПС; разработки 3D моделей станочных систем и их механизмов; разработки имитационных моделей; разработки математических моделей; получения знаний по резанию, инструменту, станкам, технологии обработки конструкционных материалов, электроприводам, электроавтоматике, информационно-измерительным системам, системам ЧПУ, современным информационным технологиям, станкам, технологии обработки деталей, электроавтоматике, системам ЧПУ моделированию динамики приводов и системы управления, моделированию погрешностей обработки, т.е. решать задачи подготовки бакалавров, инженеров и магистров.

Литература

1. Рабочее место оператора и наладчика сверлильно-фрезерного станка с ЧПУ: Свидетельство N 2003612177 об официальной регистрации программы для ЭВМ/ С.В. Шереметьев, П.Г. Мазеин, С.А. Псарев, С.К. Сергеев, 2003.

2. Рабочее место оператора и наладчика токарного станка с ЧПУ: Свидетельство N 2003612178 об официальной регистрации программы для ЭВМ/ С.В. Шереметьев, П.Г. Мазеин, С.А. Псарев, С.К. Сергеев, Ю.С. Песоцкий, 2003.