Организация управления гибким производственным комплексом на основе системы ЧПУ (стр. 1 из 3)

Содержание

Ведение

1. Техническая характеристика станка

2. Техническая характеристика робота

3. Алгоритм управления

3.1 Описание исходного состояния автоматизированного комплекса

3.2 Словесное описание алгоритма работы комплекса

4. Разработка сети Петри

4.1 Построение дерева иерархии

4.2 Построение сложной сети Петри и расчет дублеров

5. Построение ременно-контактной схемы

6. Построение циклограммы

7. Проверка составления РКС

8. Составление бесконтактной логической схемы

9. Составление управляющей циклограммы

Список литературы

Введение

Программные устройства в настоящее время находят все более широкое применение в различных отраслях машиностроения для автоматизации управления агрегатами или техническими процессами: резанием, раскроем и обработкой давлением, сборкой, контролем и транспортировкой детали, приготовлением смесей, контролем и соединением проводов и др.

Системы головного программного управления. В них режимы обработки и информация о формообразующей траектории движения инструмента задаются с помощью чисел. Системы этого класса осуществляют числовое управление трех видов: двухкоординатное управление, которое часто называют прямоугольным или ступенчатым управлением и контурное (непрерывное) управление или управление движением.

В данной работе будут показаны способы организации управления гибким производственным комплексом на основе системы ЧПУ различными методами.

1. Техническая характеристика станка

В разрабатываемом гибком производственном модуле для обработки тел вращения применяется станок модели 16К20Ф3 с системой ЧПУ.

Характеристики станка:

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

- над станиной 400

- над суппортом 220

Число инструментов 6

Число частот вращения шпинделя 12 (по прог. 6)

Частота вращения шпинделя, мин –1 35 – 1600

Регулирование подач бесступенчатое

Подача, мм/мин:

- продольная 3 – 200

- поперечная 3 – 500

Скорость быстрых перемещений, мм/мин:

- продольных 4800

- поперечных 2400

Дискретность перемещений, мм:

- продольных 0,01

- поперечных 0,005

Габаритные размеры станка, мм:

- длина 3360

- высота 1710

- ширина 1750

2. Техническая характеристика робота

В разрабатываемом гибком производственном модуле для обработки тел вращения применяется промышленный робот УМ 2.160.ПР2.

Техническая характеристика:

Число степеней подвижности 4

Перемещение руки в горизонтальном направлении, мм 0,0 – 6000

Вертикальное перемещение, мм 50 – 1500

Углы поворота руки, град 0 – 120

Наибольшая скорость осевого перемещения руки, м/с 1

Наибольшая скорость подъема руки, м/с 0,7

Наибольшая скорость поворота руки, град 90

Наибольшая сила зажима губок схвата, Н 5300

Время зажима губок схвата, с 0,2

Точность позиционирования, мм + - 0,2

Масса манипулятора, кг 555

3. Алгоритм управления

3.1 Описание исходного состояния автоматизированного комплекса

Исходное состояние системы следующее: Робот находится в крайнем правом положении, т.е. датчики S7 и S13 включены; привод транспортера отключен, что соответствует выключенному датчику SрМ5; деталь отсутствует в позиции захвата, т.е. датчик S12 отключен; пиноль станка в крайнем правом положении, т.е. датчик S15 включен; система ЧПУ отключена, что соответствует включенному датчику Sт2 и выключенному датчику Sт1. В соответствии с вышесказанным функция начального состояния запишется в виде:

3.2 Словесное описание алгоритма работы комплекса

По включению кнопки "Пуск" включается привод транспортера SрМ5 до появления детали в зоне захвата, т.е. до включения датчика S12. После этого включается привод подъема руки М6, он работает до того момента пока включается датчик S8. Далее робот включает привод захвата М9 до появления сигнала с датчика S6. После этого включается привод подъема робота М6 до включения датчика S13. Затем включается привод перемещения робота М10 и робот перемещается от датчика S7 до датчика S4. Далее включается привод поворота робота М7. Рука робота поворачивается в пространстве на 90 град до включения датчика S5. После этого идет включение привода подъема робота М6 и он опускается до положения S10. После чего включается привод М8 до зажима детали на станке, что означает срабатывание датчиков S9 и S11. После этого робот опускает деталь включением двигателя М9 до исчезновения сигнала с датчика S6. Далее робот поднимается до положения S14 включается процесс обработки детали, что обозначается датчиком включения Sт1. Робот опускается до положения S10. Затем включается привод зажима детали до появления сигнала с датчика S6. Как только робот захватит деталь, включается привод пиноли М8. Пиноль отдвигается в крайнее правое положение и включает датчик S15. Робот поднимается до положения S14. Датчик S14 выключает привод подъема робота М6. После этого робот поворачивается в пространстве на 90 град и исчезновение сигнала датчика S5 выключает привод М7. Затем включается привод перемещения робота в горизонтальном положении. Робот перемещается в крайнее левое положение и включает датчик S3. Далее включается привод подъема робота М6 и он опускается в положение включения датчика S2. Затем включается привод захвата детали М9. Робот опускает деталь в бункер, что означает исчезновение сигнала с датчика S6. После чего робот поднимается и включает датчик S6. Деталь, попав в бункер, движется за счет своей массы вниз и включает датчик S1. Как только появится сигнал с датчика S1, включается привод перемещения робота М10 и он перемещается до положения включения датчика S7. Процесс повторяется.

4. Разработка сети Петри

Таблица 1 – Соответствие датчиков обозначениям в сети Петри.

Обозн.	Расположение	Обозн. РКС	Обозн. Петри	Адрес ЧПУ	Значение
S1	На выход с бункера	а	S1	1001	Готовая деталь вышла
S2	Над бункером	в	S2	1002	Робот над бункером
S3	В крайнем левом положении	c	S3	1003	Робот в крайнем левом положении
S4	Над станком	d	S4	1004	Робот над станком
S5	На роботе	e	S5	1005	Робот повернут на 90 град
S6	На захвате робота	g	S7	1006	Робот захватил деталь
S7	В крайнем правом положении	h	S8	1007	Робот в правом положении
S8	Над зоной захвата детали	i	S9	1008	Робот в зоне захвата детали
S9	На передней бабке станка	j	S10	1009	Деталь зажата на станке
S11	На пиноли	l	S12	1010	_
S12	На транспортере	m	S13	1011	Деталь в зоне захвата
S13	Над транспортером	n	S14	1012	Робот над транспортером
S14	Над станком	o	S15	1013	Робот над станком
S15	На станке	p	S16	1014	Пиноль отведена
S16	Над бункером	r	S17	1015	Робот над бункером
SpM1	На двигателе главного привода	s	S18	1016	Двигатель гл. привода вкл.
SpM2	На приводе подач	t	S19	1017	Подача включена
S10	В зоне зажима детали на станке	k	S11	1018	Деталь в зоне станка
SpM3	На приводе поперечных подач	u	S21	1019	Вкл. поперечная подача
SpM4.1	На приводе продольных подач	v	S22	1020	Вкл. продольная подача
SpM4.2	На приводе продольных подач	v	S22	1020	_
SpM5	На приводе транспортера	w	S23	1021	Транспортер включен
SpM6	На механизме подъема робота	x	S24	1022	Робот подн. / /опускается
SpM7	На механизме поворота робота	y	S25	1023	Робот поворачивается
SpM8	На механизме передвижения пиноли	z	S26	1024	Пиноль отвод./ подводится
SтM1	В ЧПУ	q	S20	1025	ЧПУвключена
SтM2	В ЧПУ	f	S6	1026	ЧПУотключена
М1	Главный привод	A	Y1	1027
М2	Привод подач	B	Y2	1028
М3	Привод поперечных подач	C	Y3	1029
М4.1	Привод продольных подач	D	Y4	1030
M4.2	Привод продольных подач	E	Y5	1031
М5	Привод транспортера	F	Y6	1032
М6	Привод подъема робота	G	Y7	1033
М7	Привод поворота робота	H	Y8	1034
М8	Привод пиноли	I	Y9	1035
М9	Привод зажима	J	Y10	1036
М10	Привод перемещения	K	Y11	1037

На основе описания алгоритма строим сеть Петри.

Способ ее построения опишем на примере:

Рисунок 1 – Участок сети Петри.

На рисунке показан участок сети Петри а именно захват роботом детали.

Вершины графа в виде черточек и обозначенных "t" с последующим номером, называются переходами. Рi – позиция, в обозначении которых указывается от какого и до какого состояния происходит последующий переход. На переходах указывают состояния датчиков, которые позволяют произвести переход. В данном примере переход из позиции Р3 в позицию Р4 переходит по появлению сигнала с датчика S6, после чего привод Y10 отключается, т.е. происходит зажим детали. После построения сети Петри проверяем нет ли в ней "тупиковых" ситуаций. Сеть составлена так, что переход из одного состояния в другое имеет однозначные условия перехода, поэтому "тупиковых" ситуаций нет. В данной сети Петри в каждой ее позиции в любой момент времени может находиться не более одной точки. Следовательно сеть Петри является правильной.