Проектирование системы числового программного управления механизмом (курсовая), страница 3

Связь между пультами станка и оператора и рабочей станцией осуществляется по RS-485.

Выбранная структура УЧПУ является наиболее компактной, так как состоит всего из 3х блоков (помимо 2х, которые присутствуют во всех подобных УЧПУ) : устройства управления, пульта станка и обучения. Пульт станка необходим для обеспечения самого технологического процесса, пульт обучения - для облегчения задания траектории. Рабочая станция (устройство управления (УУ)) обеспечивает централизованное управление и отлаженное взаимодействие всех блоков УЧПУ. Все 3 вышеупомянутых блока можно располагать вблизи исполнительного механизма – манипулятора, что достаточно удобно при работе с последним, кроме того у данных блоков имеется необходимая степень защиты от проникновения пыли и влаги (IP65).

2.  Выбор измерительной системы механизма.

2.1 Выбор датчиков положения осей механизма и линейных перемещений.

Для обеспечения заданной в задании точности позиционирования механизма δ точность датчиков должна быть не менее, чем в 4-5 раз выше в самом неблагоприятном месте рабочей зоны механизма. Поэтому цена деления кругового датчика d должна составить:

d ≤  δ / (k ·R_max) = 1 / (4 ·1750) = 0,0002142,  где

δ = 1,5 мм – погрешность позиционирования, R_max = 1750мм – максимальный радиус зоны обслуживания, k = 4…5 – коэффициент запаса.

Рассчитаем, какой разрешающей способностью (количество дискрет на оборот) должен обладать датчик, чтобы обеспечить такую цену деления:

n≤  (2 ∙ π) / 0.0002142 = 29 322 (дискрет/оборот).

Скорость вращения по оси φ=70 ˚/с =11,5 об/мин.

Скорость вращения по оси θ=60˚/с = 10 об/мин.

В качестве датчиков углов поворота осей механизма  φ и θ выбран инкрементный преобразователь угловых перемещений (энкодер) ЛИР-112А  (рис.6), в количестве 2-х штук, равном количеству угловых степеней подвижности.

Рис.6.

Технические характеристики:

- разрешающая способность: 32 000 дискрет/оборот;

- максимальная скорость вращения вала 6000 об/мин

- напряжение питания: +5В;

- тип выходного сигнала: ПИ (TTL).

Линейное перемещение со скоростью 0,6 м/с = 36 м/мин.

Погрешность позиционирования δ=1,5 мм. С учётом коэффициента запаса к=4, нам потребуется датчик с погрешностью не более δ2= δ/к=0,375 мм

В качестве датчика линейных перемещений выбран линейный датчик  ЛИР-7 (Рис.7) в количестве 1-й штуки, равном количеству линейных степеней подвижности.

Рис.7.

Технические характеристики:

- погрешность: 6,5 мкм;

- максимально допустимая скорость измерительного перемещения 120 м/мин

- длина хода: 1240 мм;

- напряжение питания: +5В;

- тип выходного сигнала: ПИ (TTL).

2.2  Выбор конечных выключателей для калибровки механизма и контроля границ его рабочей зоны.

В качестве датчиков верхней и нижней границ рабочей зоны, а также датчика выхода в исходное положение используются индуктивные датчики положения производства ф. Omron Е2А (Рис.8).

Рис.8.

Технические характеристики:

- дистанция срабатывания: 2 мм;

- напряжение питания: 10 – 40 В постоянного тока;

- тип выхода: дискретный, PNP (нормально открытый);

- степень защиты: IP66;

- диапазон рабочих температур: -25…+70ºС.

 Необходимое количество – 6 штук, по 2 штуки на каждую из 3 степеней подвижности.

Таким образом, для связи с измерительной системой механизма необходимо обеспечить подключение: