Работа научно-технического общества колледжа
Работа научно-технического общества колледжа
В.В. Петрунин, к.т.н., ГАПОУ ПО «Пензенский многопрофильный колледж» Кузнецкий филиал.
ЭВМ прочно вошли в нашу производственную деятельность. При этом в последние годы и за рубежом и в нашей стране увеличилось производства мини- и микро-ЭВМ. На основе мини и персональных ЭВМ можно строить локальные сети ЭВМ, что позволяет решать сложные задачи по управлению производством.
Целью работы научно студенческого общества является разработка системы управления фрезерным станком. Система управления представляет собой электромеханическое устройство поворота детали и электронного блока, выполненного на базе микроконтроллера. В контроллере записаны технологические параметры обработки детали. Путем перепрограммирования контроллера можно изменять временные параметры, последовательность выполнения операций.
Станочный парк и системы ЧПУ на заводах устарели, и производство нуждается в разработке новых устройств управления, выполненных на современной базе. Эти устройства более эффективны, малогабаритны, имеют высокую производительность. Решение указанных проблем окажет серьезное влияние на эффективность всего народного хозяйства. Системы управления могут быть использованы в мебельном производстве, для управления различных станков.
При использовании предлагаемой системы управления рабочий устанавливает деталь и запускает прибор. Происходит фрезерование детали. По окончании прохода перемещение останавливается, электромеханическое устройство поворачивает деталь и включается следующая операция. Рабочий освобождается от рутинной работы и может выполнять операции на другом станке.
Задачи проекта, решаемые студентами - разработать электромеханическое устройство поворота детали, изготовить устройство, провести проверку функционирования.
Разработать схему электронного блока, учитывая помехи от силовой части и требования энергосбережения. Изготовить опытный образец и провести испытания на фрезерном станке.
Система представляет электронный блок управления, выполненный на микроконтроллере, и электромеханическое исполнительное устройство перемещения детали.
Электромеханическое исполнительное устройство состоит из двух электромагнитов, управляющими тормозом и тягой поворота детали. Внешний вид устройства показан на рисунке 1.
Рисунок 1 - Электромеханическое поворотное устройство
Основным элементом блока управления является микроконтроллер. В микроконтроллере записан алгоритм работы, временные интервалы включения исполнительных устройств. Для управления исполнительными устройствами используются мощные симисторы.
Рисунок 2 - Электронный блок управления
Микроконтроллер контролирует состояния датчиков, кнопок управления и формирует управляющие сигналы выполнения технологического процесса. При включении системы управления контроллер вырабатывает сигнал «Вызов» и отключает все остальные управляющие сигналы. Система находится в ждущем режиме. Рабочий устанавливает обрабатываемую деталь, включает фрезу и нажимает кнопку «Пуск». Контроллер начинает выполнение программы и включает перемещение детали. Когда фрезеровка первого паза заканчивается - включается контакт блокировки, сигнал через оптронную развязку поступает на контроллер. Контроллер выключает перемещение, формирует сигнал на отключение тормоза, затем сигнал на поворот детали. Электромагнит поворачивает деталь, срабатывает электромагнитный датчик перемещения детали, включается тормоз, фиксируя деталь, и отключает электромагнит поворота детали .
При нажатии кнопки «Стоп» контроллер вырабатывает сигнал «Вызов» и отключает все остальные управляющие сигналы. Система находится в ждущем режиме. При нажатии кнопки «Пуск» программа начинается сначала.
При нажатии кнопки «Пауза» контроллер вырабатывает сигнал «Вызов», запоминает количество пройденных пазов и при нажатии кнопки «Пуск» программа продолжает работу с момента остановки.
Функция системы управления состоит в обеспечении согласованной работы всех этих компонентов при выполнении программы фрезерования.
В микроконтроллере записан алгоритм работы, временные интервалы включения исполнительных устройств. Для защиты микроконтроллера от силовой части устройства используются оптронные развязки.
При испытании опытного образца выявилась нестабильность угла поворота детали электромеханического поворотного устройства. Предложено поворотное устройство выполнять на шаговом двигателе и редукторе – (рисунок 3). При повороте электронный блок формирует восемь импульсов, которые в специальном контроллере преобразуются в положение шагового двигателя. Шаговый двигатель поворачивает вал с деталью на 7,5 градусов.
Рисунок 3 - Поворотник на шаговом двигателе
Управляющие сигналы с электронного блока усиливаются шестиканальным усилителем (рисунок 4). Усиленные сигналы поступают на обмотки шагового двигателя и поворачивают ротор.
Рисунок 4 – Усилитель сигналов управления шагового двигателя
Поворотник на шаговом двигателе показал хорошие результаты и был внедрен в производство.
Библиографический список:
1.В.В. Петрунин «Построения автоматизированных систем на основе персонального компьютера для тестирования, настройки, ремонта радиоэлектронной техники», Международный симпозиум «Надежность и качество 2004», г. Пенза
2.В.В. Петрунин «Использование персональных компьютеров для обработки цифровой информации», Межвузовский сборник научных трудов «Информационно-измерительная техника» вып.30. ПГУ г. Пенза 2004
3.С.С. Дворянинов, В.В. Петрунин. Управление фрезерным станком// Материалы студенческой научно-практической конференции "Актуальные проблемы науки", Кузнецк 2011