Построение структурной схемы

Для более детальной проработки необходимого оборудования и выбора конкретных его типов необходимо построить структурную схему, с обозначением всех его связей и необходимыми элементами. На этом этапе элементы будут изображены в виде «черных ящиков», то есть их внутреннее устройство рассматриваться не будет, а будет рассматриваться только их функциональное назначение.

На структурной схеме (рисунок 9) схематически изображен принцип действия системы лазерного контроля инструмента.

Устройство ЧПУ подает команду магазину инструмента станка на смену инструмента. Датчик, находящийся в магазине инструмента, дает сигнал системе ЧПУ об успешном или неуспешном выполнении команды. В случае успешного выполнения, инструмент перемещается в зону контроля, где находится лазерная установка.

Система ЧПУ дает команду микроконтроллеру лазерной системы для проведения сканирования. Микроконтроллер дает управляющие команды лазеру и получает ответный сигнал, который преобразуется в самом микроконтроллере и в виде числовых значений передается системе ЧПУ станка.

Система ЧПУ станка производит необходимые расчеты и дает команду на проведение коррекции инструмента, когда последний уже находится в рабочей зоне.

Выбор оборудования

В связи с тем, что данная система будет модульной, то она сможет работать практически с любой системой ЧПУ, имеющей возможность установки дополнительного оборудования и специальных драйверов.

Связь с базой данных расположенной на внешнем сервере будет происходить по средствам интерфейса RS-232.

В этой системе целесообразно применить микроконтроллер фирмы Simens Sinumerik 840D, который обладает высокой надежностью, достаточной мощностью и хорошей совместимостью с микроконтроллерами и микропроцессорами других марок. Программирование данного микроконтроллера осуществляется на фирменном языке Sinumerik [6].

Используемый лазер должен быть видимого спектра, иметь длину волны от 670 нм и мощностью менее 1мВт (лазеры второго класса). В качестве приемника будет использоваться высокоточный фотоэлектрический экран.

Описание ввода в эксплуатацию

Важной составляющей, еще до начала непосредственного ввода в эксплуатацию, является монтаж оборудования. Основная проблема ввода в эксплуатацию, возникающая на этапе монтажа - это соответствие смонтированного оборудования проектному решению.

«Холодный» пуск. Вся система автоматизации проектируется с учетом возможностей ручного управления. Для цепей непосредственного управления это переключатели ручного/автоматического управления, для цепей инверторного управления - возможность управления на инверторах в ручном режиме. На этом этапе проверяется соответствие управляющих цепей своим исполнительным устройствам, то есть последовательным подключением управляющих цепей, проверяется наличие ответной реакции на исполнительных устройствах.

Этап предварительной пуско-наладки. После проверки реакции исполнительных устройств на управляющие сигналы проверяется прохождение ответных сигналов от исполнительных устройств в контроллер - это этап предварительной пуско-наладки. По сути, на этом этапе происходит запуск самих контроллеров и проверка прохождения сигналов внутри контроллера. Предварительно необходимо подключить контроллер к компьютеру и внести базу данных точек в память контроллера.

Перевод системы в режим автоматического регулирования - наиболее важный этап всей работы по вводу в эксплуатацию. На этом этапе возникает проблема, связанная как раз с взаимодействием смежников. Уже на уровне автоматики реализуется ряд способов защиты, таких, например, как принудительный останов системы путем размыкания цепей пускателей, остановки инверторов в случаях угрозы замораживания.

Организации, осуществляющие пуско-наладку, обязательно имеют в своем распоряжении необходимый комплект измерительных приборов для всех сопряженных систем, именно для того, чтобы убедиться в отсутствии собственных ошибок и выявить ошибки смежников, универсального прибора, который бы перекрывал все линейки оборудования всех производителей, не существует [7].

Заключение

В результате этой работы была спроектирована система лазерного контроля инструмента. Были определены основные принципы системы, построены функциональные и структурные схемы. Было выбрано оборудование, среда программирования и определены способы связи с внешними устройствами. Так же был описан процесс ввода системы в эксплуатацию и возможные проблемы при этом процессе.

Данная система призвана сократить время на наладочные работы, снизить риск ошибки из-за человеческого фактора и оптимизировать процесс обработки.

Данная система будет иметь хорошие перспективы из-за своей портативности и возможности ее установки на морально устаревшее оборудование, в связи с чем, могут повыситься его эксплуатационные характеристики и оно сможет соответствовать современным требованиям.

Список литературы

1 Автоматизация проектно-конструкторских работ и технологической подготовки производства в машиностроении. Т. 1/Под ред. О. И. Семенкова.- Минск: Высшая школа, 2005, 352 с.

2 Гольдштейн А.И., Молочник В.И. О внутренней структуре постпроцессоров. - В кн.: Повышение эффективности использования станков с ЧПУ. - Киев: Знание, 2006, с. 25-26.

3  Интернет источник. Нанотехнологии. www.spectraservices.com.

    Интернет источник. Уфимский государственный авиационный технический университет. www.twirpx.com.

    Интернет источник. CALS-технологии. www.calscenter.com.

    Интернет источник. Simens Sinumerik 840D. www.chipmaker.ru.

    Интернет источник. Ввод в эксплуатацию измерительных систем. www.adastra.ru.