Россия
УДК 621.941.02 Токарные инструменты. Типы, конструкция, эксплуатация и т.д.
УДК 621.914 Фрезерование. Способы, инструменты, станки и приспособления
В работе рассматривается организация системы управления токарно-фрезерными станками. Рассмотрены вопросы обеспечения системы автоматизированного управления загрузкой станков. Применено устройство подачи прутка DH-65/65L. Выполнен обзор технических средств и принципа действия барфидера. Устройство подачи позиционируется логическим контроллером. Приведены схема интерфейса и окно программы выбора параметров работы.
автоматизация, программа, барфидер, подача, контроллер
Барфидер устанавливается сзади токарного станка настолько близко, насколько это возможно. Максимальное расстояние между станком и барфидером не должно превышать 100 мм. Другими словами, длина прутковой заготовки не должна превышать длину шпинделя [1], [2].
Внешний вид устройства подачи прутка приведен на рис. 1.
Рисунок 1 – Внешний вид барфидера DH-65/65L
Выключатель QF2 контролирует однофазный переменный ток в 110В, питающий РLС. Если требуемая мощность одной фазы превышает 4А, выключатель срабатывает и подключает 2 фазы.
Программируемый логический контроллер РLС обрабатывает сигналы, поступающие от интерфейса, датчиков и выносного пульта и определяет выводы в соответствии с логикой программы. Помимо этого РLС обеспечивает НМI постоянным током 24 В.
Мостовой выпрямитель преобразует переменный ток трансформатора и обеспечивает подачу постоянного тока в 24 В к бесконтактным выключателям, интерфейсу, выносному пульту, электромагнитным клапанам и зуммеру.
Интерфейс отображает все сигналы, передаваемые от барфидера станку и обратно. Кабель подключения интерфейса, который служит для передачи сигналов интерфейса поставляется компанией FЕDЕК. Разъем для подсоединения обеспечивает производитель токарного станка. Доступен широкий диапазон интерфейсов, отвечающих запросам каждого станка. Схема устанавливаемого интерфейса находится в электрошкафу. Перед подключением барфидера необходимо убедиться, что установленный интерфейс подходит конкретному токарно-фрезерному станку.
Рисунок 2 – Электрическая принципиальная схема управления устройством подачи прутка DH-65/65L
Схема, представленная ниже, называется схемой универсального интерфейса. Если при заказе тип токарного станка не конкретизируется, барфидер комплектуется универсальным интерфейсом. Схема универсального интерфейса представляет большинство сигналов, которые были подключены к клеммам интерфейса барфидера заранее. Во время подключения провода следует подсоединять/отсоединять в соответствии с интерфейсом, поставляемым со станком. Схема интерфейса приведена на рис. 3.
Все сигналы от станка передаются за счет постоянного тока барфидера, 24В. При активации соответствующего реле станка, постоянный ток идет через соответствующий контакт и возвращается к РLС. РLС получает сигналы станка.
Сигнал патрона необходим для подтверждения статуса токарного патрона (цанги, зажимного приспособления). Данный сигнал запускает подачу и процесс смены прутка как самостоятельно, так и в комбинации с другими сигналами.
При активации определенного сигнала барфидера, срабатывает соответствующее реле, и посылается сигнал к станку. Интерфейс барфидера предлагает провода для контактов NО (нормально разомкнутых) и NС (нормально замкнутых). Пользователь выполняет соединения в соответствии с логикой сигнала станка.
При активации тревожного сигнала в барфидере, активируется реле R1. Включается соответствующий контакт, и сигнал посылается станку в соответствии с логикой монтажного соединения. Для обеспечения безопасности сигнал приведет к остановке шпинделя.
Рисунок 3 – Схема универсального интерфейса
При остановке толкателя датчик АS2 активируется сам, затем активируя реле R2. Как правило, данный сигнал подтверждает удар прутка об ограничитель во время подачи, таким образом вызывая закрытие токарного патрона.
Когда толкатель во время подачи достигает позиции КОНЕЦ ПРУТКА, активируется реле R3. Сигнал используется для указания того, что оставшаяся длина прутковой заготовки не достаточна для обработки целой детали соответственно длине детали, установленной параметром Р02.
Предохранительный датчик крышки магазина соединяет при установке корпус барфидера и крышку магазина. При закрытой крышке контакт NО посылает сигнал к входному контакту Х17 программируемого логического контроллера. Барфидер может быть переключен в режим готовности к автоматическому циклу работы. При открытии защитной панели главного доступа замыкается контакт NС и посылает сигнал к входному контакту Х16 логического контроллера. Барфидер может быть переключен в ручной режим, если до этого он работал в автоматическом режиме [3], [4].
Предохранительный датчик системы отведения устанавливается на опорной стойке барфидера, а фиксатор на системе отведения. При блокировке системы отведения контакт NО замыкается и удерживает цепь аварийной остановки в замкнутом состоянии. При открытии защитной панели главного доступа замыкается контакт NО и посылает сигнал к входному контакту Х16 логического контроллера. Барфидер может быть переключен в ручной режим, если до этого он работал в автоматическом режиме.
Система загрузки состоит из пруткового магазина, щупа загрузки, стопоров и загрузочных цилиндров. Эта система служит для хранения и загрузки прутков в подающий канал. Чтобы прутки загружались мягко в автоматическом режиме, система должна быть правильно отрегулирована в соответствии с профилем и размерами прутков.
Система подачи состоит из сборного толкателя, бесштокового устройства передачи и устройства измерения верхней обрезки. С помощью этой системы бесштоковый цилиндр управляет движением толкателя вперед и назад и обеспечивает подачу прутков.
Параметры работы устройства подачи прутка наиболее часто приходится менять при работе в автоматическом режиме. Все рабочие параметры могут быть изменены в соответствии с требованиями обработки. После выбора параметров работы, появится следующий экран на рис. 4.
Устройство подачи позиционируется логическим контроллером. Толкатель был разработан таким образом, чтобы останавливаться при помощи ограничителя внутри токарного станка. Всякий раз, когда патрон открыт и станок находится в автоматическом режиме, толкатель подается вверх каждый раз, пока не достигнет стопора или не дойдет до конца. Когда толкатель останавливается ограничителем, активируется AS2 и на ПЛК посылается сигнал. Устройство подачи получает сигнал об остановке прутка и отправляет сигнал запуска токарному танку с помощью интерфейса.
Прежде, чем начать процесс смены прутка, шпиндель должен быть освобожден от остатка предыдущего, чтобы освободить место для нового. Положение, где толкатель выбрасывает остаток, называется позицией удаления прутка. Первое движение прутка выполняется сразу после загрузки в податчик прутка. Цель – переместить пруток полностью из загрузчика (то есть вставить в шпиндель) [5].
Рисунок 4 – Экран монитора (дисплея)
Приведем пример алгоритма управления работы стандартной программы.
Старт смены прутка начинается после получения сигнала КОНЕЦ ПРУТКА. Если программа отобрана, податчик прутка повторяет процедуры ниже: 1) Закрытие патрона; 2) Толкатель возвращается в начальное положение; 3) Обработка; 4) Загрузка нового прутка; 5) Открытие патрона; 6) Первая подача (Р08); 7) Возврат толкателя в начальное положение; 8) Подача токарного станка; 9) Позиция Начальной отрезки; 10) Сигнал СТАРТ.
1. Лысенко, Э.В. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами. / Э.В. Лысенко. – М.: Радио и связь, 2007. – 129 с.
2. Елизаров, И.А. Технические средства автоматизации. Программно – технические комплексы и контроллеры / И.А. Елизаров, Ю.Ф. Мартемьянов, А.Т. Схиртладзе, С.В. Фролов. – М. : Машиностроение – 1, 2004. – 180 с.
3. Черников, Б.В. Информационные технологии управления / Б.В. Черников. – М.: Инфра-М, 2008. – 352 с.
4. Поляков, С.И. Автоматика и автоматизация производственных процессов : учеб. пособие / С.И.Поляков; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2007. – 373 с.
5. Поляков, С.И. Проектирование систем управления : учеб. пособие / С.И. Поляков, Н.П. Зуйкин. – Воронеж: ВГЛТА, 2001. – 133 с.
