Електропривод з програмним керуванням

Наявну сукупність існуючих програмних пристроїв можна поділити на циклові та числові програмні пристрої.

Електропривод з цикловими програмними пристроями використовуються для забезпечення однакових циклів руху виконавчих органів, які повторюються.

У теперішній час у системах програмного керування електроприводами найбільш поширені програмовані контролери, які є спеціалізованими електронними обчислювальними машинами для автоматизації циклових та послідовних технологічних процесів. Вони дозволяють реалізувати як прості схеми керування цикловим рухом, так і складні системи комплексної автоматизації промислового обладнання.

Розглянемо роботу циклової системи програмного керування із застосуванням програмованого контролера, вважаючи, що у програмований запам’ятовуючий пристрій (ПЗП) за допомогою пристрою вводу програми (ПВП) введена програма, яка визначає порядок функціонування системи (рис.5.1). Робочий цикл схеми складається з трьох етапів.

На першому етапі за допомогою пристрою сканування (генератора тактових імпульсів) забезпечується циклічне та послідовне опитування всіх входів програмованого контролера, на які надходять сигнали від командних пристроїв та давачів системи. Одержана інформація завантажується в ПЗП.

На другому етапі процесор відповідно до програми, яка введена в ПЗП, здійснює логічні операції, що перетворюють стан вхідних сигналів в заданий стан вихідних сигналів. Якщо стан входів не змінився порівняно з попереднім циклом сканування, то процесор зберігає незмінним стан виходів. В іншому випадку процесор змінює їх стан відповідно до програми.

Рис.5.1. Циклова система програмного керування із застосуванням програмованого контролера

Опитування ділянок програми здійснюється циклічно, одну за одної, у порядку їх розташування з поверненням до початку програми після закінчення повного циклу опитування. Час опитування одного циклу (період сканування) у середньому складає 2…10 мс на одну тисячу слів пам`яті.

На третьому етапі здійснюється виведення вихідних сигналів на виконавчі пристрої - електроприводи виконавчих органів, електромагніти та електромагнітні муфти, реле, контактори і т.д.

Програма може записуватись у програмований контролер за допомогою різних мов: рівнянь бульової алгебри, мнемокоду та стандартних описів релейних схем, а також мов високого рівня – PL/M та Фортран ІV.

При використанні електроприводу з числовим програмним керуванням всі технологічні дані по обробці деталей задаються у вигляді чисел. Сукупність всіх чисел створює програму обробки деталі, яка попередньо відповідним чином розраховується, кодується, записується на програмоносій. Перед обробкою деталі програма вводиться у програмний пристрій електроприводу.

Системи ЧПК поділяються на аналогові та дискретні. В аналогових системах ЧПК сукупність чисел, що створюють програму обробки деталі, перетворюється в аналогову фізичну величину, яка є керуючою дією на електропривод. В дискретних системах ЧПК програма подається послідовністю керуючих імпульсів, причому кожному з них відповідає певне переміщення інструменту або деталі. Число імпульсів визначає величину переміщення, а їх частота – швидкість переміщення.

Системи ЧПК працюють або у режимі позиціонування, або у режимі контурної обробки. Позиційні системи ЧПК забезпечують точне встановлення інструменту відносно деталі або їх прямолінійне переміщення. Контурні системи ЧПК забезпечують переміщення інструменту або деталі за довільними траєкторіями, що необхідно при контурній обробці деталей різної конфігурації.

Системи ЧПК можуть бути замкненими або розімкненими. Замкнені системи ЧПК забезпечують більшу точність обробки деталей порівняно з розімкненими.

Функціональна схема електроприводу з ЧПК наведена на рис.5.2. Пристрій вводу та обробки програми (ПВОП) за допомогою фотозчитувача ФЗ та підсилювача – формувача ПФ здійснює покадрове зчитування й перетворення закодованої інформації програмоносія ПН в електричні сигнали. Поки інформація кадру записується у буферну пам`ять, у робочій пам`яті та інших блоках системи ЧПК виконується обробка інформації попередніх кадрів. В міру вивільнення робочої пам`яті до неї надходить інформація з буферної пам`яті, що забезпечує неперервність процесу керування верстатом. Буферна та робоча пам`ять входять у пристрій пам`яті ПП.

Рис.5.2. Схема електроприводу з ЧПК

Із робочої пам`яті сигнали надходять на вхід інтерполятора (дешифратора) І, який перетворює ці закодовані сигнали у послідовність імпульсів (унітарний код) та подає їх на вхід електроприводу. Електропривод, здійснюючи обробку цієї послідовності імпульсів, забезпечує переміщення виконавчого органу верстата на певну величину з певною швидкістю. ПП зв`заний з пультом керування ПК.

Система ЧПК забезпечує відповідне керування блоком електроавтоматики БЕА.

Система ЧПК може бути доповнена давачами параметрів технологічного процесу обробки деталі (ДТП) та координат електроприводу. В цьому випадку система ЧПК стає замкненою та забезпечує більш високу якість обробки деталі.