Проектирование систем числового программного управления механизмом, методические указания

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”

Методические указания

к курсовому проекту по дисциплине

«РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И СИСТЕМЫ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ»

Санкт-Петербург

2007

Цели и содержание курсового проекта

Цель курсового проекта – спроектировать систему числового программного управления механизмом путём выбора её отдельных блоков, аппаратно-программных компонентов, расчёта прикладных задач.

В курсовом проекте выбирается общая структура устройства ЧПУ с комплектом блоков, измерительная система, комплект конечных выключателей для механизма, комплект модулей связи с объектом, операционная система, проектируется интерфейс пользователя. Предлагается выполнение расчёта программного управления движением механизма в пределах одного кадра управляющей программы. Для этого рассчитывается программная траектория движения, преобразование координат, разгон и торможение механизма в соответствии с вариантом. Определяется влияние массы груза или инструмента на динамику одной из осей механизма. Разрабатывается и отлаживается программа решения прямой кинематической задачи механизма.

1.  Выбор общей структуры устройства числового программного управления

1.1. Выбирается или определяется общая структура устройства ЧПУ на основании предпочтений и тенденций, принятых сегодня в техническом сообществе.

1.2. По каталогам фирм – изготовителей выбирается рабочая станция, либо отдельно монитор, клавиатура,  а также другие необходимые стандартные устройства ввода и вывода информации.

1.3. Выбираются (проектируются) пульты станка, пульты обучения, программируемый логический контроллер (ПЛК) по каталогам фирм – изготовителей, либо принимается решение об изготовлении части или всех указанных устройств собственными силами.

1.4. Выбирается тип информационной связи блоков, указанных в п. 1.2, 1.3, между собой. Это может быть стандартная локальная сеть, либо кабель связи, особенный для каждого блока.

2.  Выбор измерительной системы механизма

2.1. По каталогам фирм – изготовителей выбирается тип датчиков положения осей механизма с учётом необходимой точности, диапазона измерения и скорости движения координат механизма (ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

2.2. Аналогично тип и число конечных выключателей для калибровки механизма и контроля границ его рабочей зоны.

2.3. При необходимости выбирается редукторы (мультипликаторы) связи осей механизма с датчиками.

2.4. Предполагается, что приводы осей механизма имеют систему управления скоростью.

3.  Выбор комплекта модулей для устройства управления

3.1. Выбор системной шины для устройств связи с объектом (УСО). Возможен выбор либо одной из шин (ISA, PCI, PC-104, USB …), либо их объединений. В последнем случае следует дополнительно выбирать шинные согласователи (адаптеры). Критериями выбора той или иной шины является быстродействие, поддержка УСО, помехозащищённость, стоимость и т.д..

3.2. Выбор одноплатного промышленного компьютера. Критериями выбора являются быстродействие, объём оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), тип шины, наличие необходимых контроллеров внешних устройств.

3.3. Выбор модулей УСО. Кроме модулей, обслуживающих приводы механизма и его измерительную систему (ЦАП, АЦП, квадратурный энкодер, ШИП и т.д.), здесь следует позаботиться о сетевом контроллере (если межблочная связь – сетевая) и о связи с пультами и другими внешними устройствами, имеющимися в проекте. С целью управления средствами электроавтоматики станка можно воспользоваться программируемым логическим контроллером (ПЛК). При  выборе УСО следует: рассчитать число дискретных, аналоговых и иных сигналов ввода с объекта и вывода на объект, учесть необходимость гальванической развязки различных систем питания в УЧПУ ( ПРИЛОЖЕНИЕ 2).