Одной из основных систем автоматики на сложных станках является система инструментального обеспечения. Задача управления этой системой, как правило, возлагается на программируемый логический контроллер (далее - контроллер). Предлагается разобраться в том, как работает один из вариантов механизма смены инструмента, обрабатывающего центра и написать управляющие программы для него, которые будут отрабатываться контроллером. Команды на отработку тех или иных действий могут поступать как с пульта управления станка в ручном режиме работы станка, так и от устройства числового программного управления (УЧПУ) в автоматическом режиме работы станка.
Стенд механизма смены инструмента изображен на рисунке 2.
Рис. 2. Стенд механизма смены инструмента
2.1. Шпиндель с пневморазжимом и пружинным зажимом инструмента. Требуемое усилие зажима инструмента в пневмопатроне обеспечивается пружиной. Зажим инструмента фиксируется срабатыванием датчика, подключенного к входу I1.5 контроллера, т.е. подачей на этот вход сигнала логической единицы. Разжим инструмента в патроне осуществляется с помощью пневмоцилиндра. При подаче с выхода Q2.3 контроллера управляющего напряжения на катушку пневмозолотника, шток пневмоцилиндра перемещается так, что сжимает пружину патрона, что позволяет вынимать и вставлять инструмент в патрон. При снятии управляющего напряжения с катушки электропневмозолотника шток пневмоцилиндра перестает противодействовать пружине и под действием последней инструмент зажимается в патроне. Если в патрон не вставлен инструмент, то датчик зажима зафиксирует достигнутое усилие сжатия губок патрона и выдаст сигнал логической единицы на вход I1.5 контроллера.
На макете подача напряжения на катушку электрогидрозолотника индицируется зажиганием светодиода, срабатывание датчика зажима инструмента имитируется включением тумблера.
Задача 5. Разработать схему управления патроном, работающую по следующему алгоритму: при подаче команды разжима инструмента логической единицей на вход I0.0 контроллера схема управления выдает сигнал логической единицы, на катушку электропневмозолотника через выход Q2.3 контроллера. При подаче сигнала зажима инструмента в патроне логическим нулем на вход I0.0 контроллера схема управления выдает сигнал логического нуля на катушку электропневмозолотника через выход Q2.3 контроллера. Кроме того, схема управления должна вырабатывать сигнал готовности на выходе контроллера Q0.0. Логика выдачи сигнала такова: при подаче на вход контроллера любой из команд зажима или разжима патрона схема управления снимает сигнал готовности, а выставляет его после того, как датчик зажима инструмента подтвердит выполнение команды. Для разжима инструмента - это сигнал логического нуля, поданный на вход I1.5 контроллера, для зажима - сигнал логической единицы, поданный на тот же вход контроллера.
2.2. Зажимы электромеханические.
Губки зажима инструмента: руки автооператора приводятся в движение реверсивным приводом постоянного тока. Включение мотора привода для зажима или разжима губок схвата осуществляется подачей выходных сигналов контроллера Q2.4 и Q2.5 соответственно. Состояние губок «сжаты» и «разжаты» контролируется двумя датчиками, подключенными к входам I2.6 и I2.5 контроллера соответственно.
На макете вращение мотора индицируется светодиодами, которые показывают состояние контакторов, управляемых выходами Q2.4 и Q2.5 контроллера. Срабатывание датчиков зажима и разжима моделируется с помощью двух тумблеров.
Задача 6. Разработать схему управления электромеханическим зажимом губок схвата руки автооператора, работающую по следующему алгоритму: при подаче команды зажима логической единицей на вход I0.3 контроллера схема управления включает вращение мотора зажима через выход Q2.4 и прекращает его вращение когда срабатывает датчик зажима. Датчик зажима, представляет, из себя конечный выключатель, подключенный к входу I2.6 контроллера. Выдача сигнала логической единицы этим датчиком соответствует состоянию губок «зажаты». Аналогично при подаче команды разжима на вход I0.4 контроллера, схема управления включает вращение мотора в обратном направлении через выход Q2.5. Вращение должно прекратиться при срабатывании датчика разжима, работающего аналогично датчику зажима, но подключенного к входу I2.5 контроллера. Кроме того, схема управления должна вырабатывать сигнал готовности на выходе контроллера Q0.1 следующим образом: когда поступает сигнал зажима или разжима, сигнал готовности снимается и выставляется когда выполнение команды успешно завершено.