SMATR_DRUK.pdf

(16303 KB) Pobierz
1.1Rodzaje ruchów stosowanych w MT i R. Co to są linie charakterystyczne.
I)podstawowe: skrawania (główny, posuwowy) | kształtowania (proste. złożone)
II)przestawne: pozycjonowania | przesuwne | podziałowe
III)pomocnicze: zaciskania i zwalniania | wymiany narządzi | wymiany PO | manipulacji
Linie char. są to takie linie po których przemieszcza się narzędzie skrawające wykonując ruchy kształtowe.
1.2 Zjawisko wyścigu i hazardu w układach logicznych . metody zapobiegania
Hazard jest związany z rzeczywistymi charakterystykami ukł. logicznych wykorzystywanych w syntezie układów
przełączających. Prowadzi to do sytuacji w której układ zaprojektowany poprawnie działa nie poprawnie ze względu na
pojawienie się niepożądanych, krótkotrwałych sygnałów wyjściowych. Eliminacja: wprowadza się do układu tzw. grupy
antyhazardowe
Zjawisko wyścigu jest konsekwencją różnych czasów zadziałania elementów pamięci. Wyróżniamy wyścig niekrytyczny gdy
układ po przejściu różnych dróg dochodzi w każdym przypadku do tego samego stanu stabilnego. Wyścig krytyczny gdy
układ po przejściu różnych dróg dochodzi w każdym przypadku do innego stanu stabilnego.
1.4.Metody programowania robotów przemysłowych
Play-back- ręczne przemieszczenie narzędzia zamocowanego w robocie, po zmianie trybu robot odtworzy tor ruchu.
Teach-in - ustawienie robota w kolejnych pozycjach, zapamiętanie punktów.
Programowanie w językach wyższego rzędu | CAM
Interaktywne programowanie graficzne polega na wykonaniu wirtualnej rzeczywistości i programowaniu w językach
wyższego rzędu
1.5Rodzaje ruchów, interpolacja, oznaczeni osi, punkty bazowe, dokładność, powtarzalność, rozdzielczość.
Rodzaje interpolacji: Liniowa, kołowa, splain, paraboliczna, heliksowa.
Oznaczenie osi
W tokarce : Xi-średnia(do góry) | Z-długość(w bok)
W frezarce : Y góra, X bok, Z
Dokładność- zgodność wymiarów uzyskanych z wymiarami założonymi
Powtarzalność- zgodność wymiarów serii produktów z założonymi w programie.
Rozdzielczość-precyzja z jaką jest wykonywany np. ruch, wartość najmniejszej jednostki z jaką jest w stanie przesunąć się
serwonapęd
1.6. Opisz przykłady czujników stosowanych w MT i R
1. Sensory położenia - liniały, enkodery
2. obecności -styczniki drogowe | czujniki indukcyjne, pojemnościowe, piezoelektryczne, optyczne, ultradźwiękowe,
tensometry,
3. Prędkości - prądnice tachometryczne
4. Temperatury - Termopary, termistory, pirometry
5. Przyspieszenia - Akcelerometry.
2.1 Metody opisu zadania stawianego układom przełączających. Metody projektowania układów logicznych.
-opis słowny
-tablice zależności | kolejności łączeń | czasowe | Karnaugh'a
-kod Gray`a
Można je realizować poprzez: bramki logiczne i układy pamięciowe (przerzutniki)
-bloki funkcyjne: sumatory, liczniki, rejestr
Układ przełączający – urządzenie sterujące, które może znajdować się w dwóch stanach: spoczynkowy i wzbudzony.
funkcja przełączająca f(x1,x2...xn) – odwzorowanie, które dla kombinacji arg. X1,x2.. przyjmuje wartość 0 lub 1, ze zbioru
{0,1}
czynnik 1 (mi) – f. Przełączająca, która przyjmuje wartość 1 tylko dla jednej kombinacji wartości zmiennych, wyrażonych w
postaci iloczynu
czynnik 0 (Mi) – przyjmuje 0 tylko dla jednej kombinacji zmiennych, wyr. W postaci sumy
faktoryzacja – dąży do zmniejszenia złożoności układu. Rezygnuje się z postaci normalnej f. Prawa rozdzielności i de
Morgana.
2.2 Klasyfikacja silników elektrycznych napędu głównego
Wymagania dla silników napędowych: duży zakres prędkości, dostarczanie wysoki moment obrotowy, niezawodność,
sztywne charakterystyki, duży zakres zamian obrotów.
Rodzaje stosowanych:
-silniki asynchroniczne trójfazowe (klatkowe, pierścieniowe)
-silniki prądu stałego (samowzbudne magnesy trwałe, obcowzbudne rdzenie z nawiniętym uzwojeniem zasilanym prądem
stałym)
2.4 Źródła błędów w pracy MT i R oraz możliwości ich zmniejszania
Zjawisko hazardu – eliminacja : wprowadzenie do układu grupy antyhazardowej
Zjawisko wyścigu
Zróżnicowane własności dynamiczne silników w poszczególnych osiach sterowanych spowodują pojawienie się błędów toru
narzędzia → błędy kształtu i wymiarów wyrobu
Dokładność ruchu/ ~pozycjonowania – eliminacja: dokładniejsze zespoły prowadnicowe, napędzające
Mała dokładność czujników- eliminacja: zwiększenie dokładności czujników
Przesterowania- eliminacja: odpowiednie dobranie nastaw regulatorów
Uchyb → błąd konturu – różnica między zadanym a rzeczywistym przemieszczeniem; eliminacja: Stosowanie bardziej
wyrafinowanych regulatorów położenia poszczególnych serwonapędów, stosowanie dodatkowych regulatorów ze
sprzężeniem w przód, stosowanie regulatorów ze sprzężeniem skośnym
Sztywności podzespołów → drgania , eliminacja: zwiększenie sztywności
Złe mocowanie
Odkształcenia termiczne – eliminacja: zastosowanie materiałów odpornych na wysokie temperatury
Luzy, zużycie materiałów lub podzespołów.
2.5 Przebieg informacji w US.
Czytnik → Dekoder → Pamięć pośrednia (czyn. Pomocnicze) PLC lub UDS → Sumator(wchodzi) pamięć trwała → Interpolator:
Serwo Y (zespół roboczy Y), Serwo X (ZR X), Serwo Z (ZR Z)
Po wprowadzeniu kodu ISO: Wprowadzenie info → interpolacja danych (generowanie wartości zadanej) → Interpolator →
Serwonapędy (realizacja przemieszczeń w osiach) → złożenie dwóch ruchów w jeden tor → tor ruchu
3.1 Wymagania i tendencje w budowie serwomechanizmów MT i R. odmiany przykłady, problemy
Wymagania ogólne dot. wszystkich napędów: niski koszt, niezawodność, małe gabaryty, duża sprawność
Szczegółowe
Zapewniające tor ruchu narzędzia który będzie się w jak najmniejszym stopniu różnił od tego zaprogramowanego. Pomimo
zakłóceń: sił skrawania, drgań, temperatury, luzów, histerezy,
-statyczne
-dynamiczne
Statyczne
-szeroki zakres bezstopniowej zmiany prędkości obrotowej zarówno dla posuwu roboczego jak i szybkiego.
-duży moment napędowy do pokonywania opór tarcia sił skrawania i innych obciążeń
-sztywna charakterystyka dynamiczna - odporność na spadki prędkości obrotowej przy wzroście obciążenia
-wysoka równomierność ruchu dla małych prędkości posuwu,
-jak najmniejszy krok elementarny
Wymagania dynamiczne
Odnoszą się do stanów przejściowych przyspieszeń i hamowań oraz do ruchów złożonych interpolowych
-szybki rozruch i hamowanie czyli zdolność silnika do jak najszybszego osiągnięcia nominalnej prędkości obrotowej, często
przy zwiększeniu momentu obrotowego znamionowego o kilka razy(4-6). Praca tylko przez bardzo krótki czas ok 200ms.
Jak je realizować: zmniejszenie masy | jak największą sztywność | minimalizację nieliniowości( histerezy, luzów) | optymalne
tłumienie
3.3 PLC Zasada działania, podstawowe struktury sterowników, języki i metody programowania. Warianty usytuowania w
CNC-PlC
Programowalne sterowniki logiczne będące współczesną realizacją sterowania sekwencyjnego, są głównie przeznaczone do
sterowania dwupołożeniowych urządzeń wykonawczych, których stan jest opisany przez funkcje logiczne zmiennych
procesowych, sygnalizowanych przez łączniki drogowe lub inne czujniki. Struktura sterowników PLC umożliwia połączenie ich
z systemem sterowania stanowiska pracy, a programowalność łatwe przystosowanie do
każdego nowego zadania.
Sterowanie takie w zastosowaniu do obrabiarek, robotów oraz maszyn i urządzeń technologicznych zapewnia właściwy
przebieg ruchów i czynności odpowiadający sterowaniu odcinkowemu lub punktowemu. PLC pracuje w czasie rzeczywistym.
Sterowniki zwykle mają budowę modułową
Układ PLC zawiera: jednostkę centralną (procesor), centralną pamięć programu, moduły wejściowe i wyjściowe, moduły
funkcji dodatkowych
opisu programu PLC - lista instrukcji, tekst strukturalny, schemat drabinkowy, funkcjonalny schemat blokowy, schemat
sekwencji funkcji.
PLC -CNC - synchronizacja procesów przez funkcje logiczne, czytanie i zapisywanie z PLC zmiennych systemowych CNC],
czytanie i zapisywanie z PLC zmiennych programowych CNC
3.4 ogólne przyczyny błędów wykonania PO
CAD: niedokładność modelu; błędy modelowania; błędy importu/eksportu danych
CAM: tolerancja ścieżki narzędzia; tolerancja interpolacji ścieżki narzędzia; obliczenia
Wykonanie: dokładność, powtarzalność obrabiarki; sztywność statyczna obrabiarki; sztywność dynamiczna obrabiarki; błędy
konturu serwonapędu; drgania; odkształcenia termiczne; błędy mocowania.
3.5 Sterowanie adaptacyjne
Układ sterowania adaptacyjnego AC: jest układem sterująco nadzorującym, którego działanie polega na przystosowaniu
parametrów pracy obrabiarki do rzeczywistych warunków istniejących podczas obróbki. Celem stosowania układów AC jest
uzyskanie założonej
dokładności wykonania przedmiotu lub maksymalnych wskaźników jakości procesu przez
wyeliminowanie lub zmniejszenie wpływu niepożądanych czynników na efekt obróbki. Głównymi czynnikami są: zmienny
naddatek obróbkowy, zmienna twardość materiału obrabianego, zużywanie się ostrza narzędzia, odkształcenie układu OUPN
pod działaniem siły skrawania, odkształcenia cieplne, niejednakowa efektywność chłodzenia.
Wielkości mierzone to wielkości określające charakterystyczne cechy procesu obróbki. Stanowią one sygnały sprzężenia
zwrotnego w zamknięty układzie sterowania adaptacyjnego AC obrabiarek.
Sterowanie AC: sterowanie adaptacyjne korekcyjne |~ technologiczne ACT | geometryczne ACG |graniczne ACC |
optymalizujące ACO
ACG (układ kontroli aktywnej)
służy do automatycznego uzyskania wymaganej dokładności obróbki i realizuje ideę regulacji i kompensacji aktywnej.
Podstawą działań korekcyjnych są pomiary: przedmiotu obrabianego; narzędzia; parametrów obróbki.
ACO zadawana jest funkcja celu, którą może być minimalny koszt lub maksymalna wydajność obróbki.
ACC jest układem regulacji stało wartościowej, którego zadaniem jest takie sterowanie procesem skrawania, aby niezależnie
od zakłóceń, odbywał się on ze stałymi wielkościami ograniczającymi.
CNC+ ma możliwość programowania interaktywnego, z założenia operator bądź programista w procesie tworzenia programu
posługuje się tylko menu graficznym. Dzięki cyklom ustalonym np. toczenie, planowanie jest możliwość obrabiania nawet
skomplikowanych kształtów części.
4.1 Odmiany sterowania automatycznego i miejsce serwomechanizmu w tej klasyfikacji
1. ze względu na opis matematyczny: liniowe | nieliniowe
2. na przebieg sygnałów sterujących: analogowe - wartość sygnału jest proporcjonalna do
zmiennej reprezentowanej przez ten sygnał | impulsowe - wartość zmiennej może być określona liczbą dwuwartościowych
impulsów
3.na naturę fizyczną sygnałów: mechaniczne | elektryczne | hydrauliczne | pneumatyczne | kombinowane
4. na typ zadania sterowania: sterowanie programowe | reg stałowartościowa -wartość zadana jest stała a zadaniem układu
jest utrzymanie na stałym poziomie sterowanego parametru | reg nadążna -sygnał sterowany nadąża za sygnałem zadanym
| reg ekstremalna-gdy celem sterowania jest utrzymanie wybranego wskaźnika charakteryzującego zadania na poziomie
minimalnym
5. na zmienną: sterowanie w funkcji czasu | funkcji drogi | w funkcji wymiarów przedmiotu obrabianego
6. na zadania stawiane w procesie technologicznym: sterowanie punktowe | ~odcinkowe | ~kształtowe
7. na łatwość zmiany programu: ze sztywnym programem pracy | z elastycznym programem pracy
3.2 metody polepszania charakterystyk dynamicznych srwomachanizmów MT
Zmniejszenie masy serwonapędu
Minimalizację nieliniowości(luzów, histerezy)
Jak najlepszą sztywność prędkościową Serwa
Sterowanie NC z sprzężeniem w przód
Stosowanie nowych algorytmów sterowania
Podniesie odporności na zakłócenia zewnętrzne (siły skrwania, tracie, drgania)
Zwiększanie posuwu roboczego przy zachowaniu tej tego samego odwzorowanie konturu.
4.3 Cechy charakterystyczne budowy MT sterowanych numerycznie
Główną cechą obrabiarek NC jest indywidualny napęd ruchu posuwowego dla każdej sterowanej osi. Oznacza to że np. w
obrabiarce 5osiowej zainstalowano 5 indywidualnych napędów posuwu.
Serwonapęd składa się z : silnika o bezstopniowej regulowanej prędkości | mechanizmu zamieniającego ruch obrotowy na
postępowy | przekładni łączącej wałek silnika z mechanizmem ruchu | układu sterowania prędkością silnika | układu
pomiaru prędkości zespołu roboczego | układu sterowania położenia | układu pomiaru drogi i prędkości
4.4 sterowanie krzywkowe, zasada działania, problemy, zastosowanie
wszystkie czynności sterownicze za pomocą krzywek, których zarys roboczy stanowią zapis informacji sterującej. Najstarsze i
niezawodne sterowanie,
4.6 Klasyfikacja silników serwomechanizmów
serwonapędy prądu stałego | przemiennego | silniki krokowe | liniowymi | hydrauliczne
Zalety i wady serwomechanizmów cyfrowych
serwo analogowe
-po stronie sterowania NC cyfrowy interpolator i analogowy regulator położenia, generuje wartość zadaną prędkości ruchu w
zakresie +/-10V
-po stronie napędu pozostałe regulatory prędkości prądu w technice analogowej
Zalety: łatwe dostrojenie parametrów regulatorów | wystarczające właściwości dynamiczne | po stronie NC jeden parametr
K | unifikacja powszechny na całym świecie
Wady: temperaturowy i czasowy dryft pomimo osiągnięcia położenia Serwo lekko porusza się | ograniczenia w rozdzielczości
+/-10V tor nie może być już bardziej poprawiny
Interfejs cyfrowy
-napęd posuwu musi zawierać zasilacz
Stosowany cyfrowo. Napęd prądu przemiennego z regulowaną częstotliwością
-sygnał interpolatora w postaci cyfrowej do napędu
Charakteryzuje się
-pracą w czasie rzeczywistym
-odpornością na zakłócenia
-możliwością wymiany danych w obie strony
-duża prędkość transmisji danych
Spis treści
1
ruchy stosowanych w MT i R.
Zjawisko hazardu w ukł logicznych
Metody programowania RP
Rodzaje ruchów, interpolacja...
czujników stosowanych w MT i R
układy przełączające
Klasyfikacja silników elektrycznych
1-2
Źródła błędów w pracy MT i R
Przebieg informacji w US.
serwomechanizmów MT i R.
PLC Zasada działania, CNC-PlC
2-3
przyczyny błędów PO
Sterowanie adaptacyjne
sterowania automatycznego
polepszanie char dyn serwo MT
budowa MT ster. numerycznie
3-4
sterowanie krzywkowe
Klasyfikacja silników serwo
SMATR – GRUPA 3
1. Opisać sposoby kompensacji drgań w MT
•
•
•
•
Zwiększenie masy urządzenia – trudniej wpada w drgania
Zmniejszenie sztywności – paradoksalnie
Zastosować tłumienie – zamiana energy mechanicznej np. na ciepło
Dołączenie do urządzenia pętli sprzężenia zwrotnego regulatora
zawierającego przetwornik wielkości drganiowej. Wytwarza on siły
kompensujące drgania, a także modyfikuje parametry urządzenia.
2. Opisać silniki napędu posuwowego.
•
Prądu stałego
– działa na zasadzie odziaływania pola magnetycznego na
przewodnik z prądem (stałym), przedownik z prądem podłączony jest do
wirnika, który wytwarzając pole magnetyczne jest wprawiany w ruch,
ponieważ pole wirnika odziaływuje z polem magnetycznym magnesów
wokól wirnika.
Prądu przemiennego asynchroniczne –
działa na zasadzie
odziaływania na siebie dwóch pól magnetycznych, które wytwarzają SEM.
Do stojana doprowadzany jest prąd przemienny, który wytwarza zmienne
pole magnetyczne, pole to indukuje prąd na wirniku, który z kolei
wytwarza drugie zmienne pole magnetyczne. Oba pola odziaływują na
siebie wytwarzając SEM.
Prądu przemiennego synchroniczne –
budowa jak w silniku
asynchronicznym, jednak do wirnika doporowadzany jest prąd stały.
Wirnik obraca się synchronicznie z polem stojana, jednak występuje
przesunięcie fazowe.
Liniowe –
zasada działania jak w silniku prądu stałego, jednak magnesy
rozstawione są po obu stronach jako prowadnice stołu/rdzenia.
Krokowe -
silnik elektryczny, w którym impulsowe zasilanie prądem
elektrycznym powoduje, że jego wirnik nie obraca się ruchem ciągłym,
lecz wykonuje za każdym razem ruch obrotowy o ściśle ustalonym kącie.
Dzięki temu kąt obrotu wirnika jest ściśle zależny od liczby dostarczonych
impulsów
•
•
•
•
3. Metody polepszania charakterystyk dynamicznych serwomechanizmów
MT i R.
•
•
•
•
•
•
•
Zmniejszenie masy serwonapędu
Minimalizacja nieliniowości
Sterowanie NC ze sprzężeniem w przód
Zastosowanie nowych algorytmów sterowania
Podniesienie odporności na zakłócenia zewnętrzne
Zwiększenie posuwu roboczego przy zachowaniu tego samego
odwzorowania konturu
Maksymalnie sztywna charakterystyka prędkościowa serwomechanizmu

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin