УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

ПО КУРСУ

 

«СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОПНЕВМОПРИВОДАМИ»

Для специальности 15080265

“Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика”

Новочеркасск 2010

СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Наибольшее распространение в настоящее время получили механизмы (роботы) с программным управлением, которые выполняют свои действия в соответствии с заранее введенной управляющей программой. Такая управляющая программа содержит команды исполнительному устройству, регламентирующие движения механизма по степеням подвижности или группы отдельных механизмов и последовательность их осуществления.

В большинстве случаев перемещения звеньев механизма представляют собой определенную последовательность операций, направленную на выполнение заданной технологической задачи. Конечную последовательность движений исполнительного устройства механизма, после выполнения которой он занимает начальное положение, называют циклом, а устройство, обеспечивающее циклическую работу агрегата – цикловым.

При цикловом способе управления, как правило, программируется одно конечное положение по каждой степени подвижности, а позиционирование осуществляется с помощью различных упоров. Поэтому работа цикловых устройств управления носит дискретный характер, а рабочий цикл можно разбить на несколько интервалов – тактов, представляющих собой интервалы времени, в течение которых выполняется определенное перемещение.

Работу цикловой СУ мехатронным агрегатом можно представить следующим образом. На пути движения кинематического звена или механизма располагают упоры (микровыключатели, датчики положения). В задающее устройство программы заносится с пульта управления программа с указанием очередности включения исполнительных приводов механизмов или звеньев механизмов, либо комбинации сигналов от упоров для каждого привода. В этом случае при включении системы в работу сигналы от упоров через блок сопряжения поступают на блок управления. Здесь они сравниваются с заданной комбинацией сигналов, поступающих с задающего устройства, и в результате этого сравнения вырабатывается управляющий сигнал, который через блок сопряжения поступает на исполнительный привод и инициирует следующее движение звена или механизма. По виду приводной части устройства циклового управления могут быть пневматические, гидравлические, электрические и комбинированные.

В качестве задающих устройств могут использоваться различные устройства цифровой электроники, а также оригинальные узлы в виде вращающегося кулачкового вала. В относительно простых случаях в качестве задающего устройства используют штеккерную панель, а рабочий цикл изменяют, переставляя соответствующие штеккеры.

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

1. Изучение принципа работы цикловой системы управления мехатронного агрегата проводится на основе лекционного материала, кратких сведений из теории, изложенных в данной работе, и разъяснений преподавателя.

Рис. 1.

2. Тактограмма движения задается шифром - шестизначным числом (по числу тактов движения), составленным из номеров механизмов. Номер каждого механизма входит дважды: первое указание номера означает, что в соответствующем такте происходит прямой ход звена, вторичное указание номера - обратный ход. В заданных положениях звеньев расположены конечные выключатели (КВ), на которые нажимают упоры, расположенные на звеньях (рис. 1). В нажатом положении сигнал от КВ равен 1, в не нажатом - 0. Каждое звено лабораторного робота снабжено двумя КВ, обозначенными через и . На тактограмме показываются такты движения (наклонные линии) и такты выстоя (горизонтальные линии), а также значение сигнала в начале каждого такта от одного из КВ. Так как в каждом такте происходит одностороннее движение одного звена, то для управления этим движением используются сигналы КВ других звеньев (управляющие сигналы). Сигналы КВ управляемого звена не входят в число управляющих и на тактограмме обведены рамками (табл. 1).

Табл. 1.

ТАКТОГРАММА 213321

Наименова-	Си-	Такты движения
ние	гнал
З в	З1
е н	З2
ь я	З3
Память

 

3. Тактограмма считается реализуемой, если все комбинации управляющих входных сигналов в начале каждого такта будут различными. Если это условие не выполняется, то тактограмма считается не реализуемой и вводят дополнительный управляющий сигнал от устройства, называемого «памятью». Обозначим сигнал от памяти через z. Если память включена, то z=1, если выключена, то z=0. За цикл движения происходит однократное включение и выключение памяти. Такты, в начале которых включается или выключается память, должны быть выбраны так, чтобы не было совпадающих наборов управляющих сигналов. При этом такт, в начале которого включается или выключается память, разбивается на два логических такта (до изменения сигнала памяти и после изменения).

4. После построения тактограммы заполняется таблица включений (табл. 2). Верхняя часть таблицы включений содержит значения сигналов от КВ и от памяти. При переходе от одного логического такта к другому меняется значение только одного сигнала из всего набора сигналов. Этот сигнал называется тактирующим и обозначается «звездочкой» (*).

Табл. 2

Наименование

Сиг- нал

С О С Т О Я Н И Я

1а

1б

4а

4б

ВХОДЫ

З1

1*

0*

З2

0*

1*

З3

0*

1*

Память (П)

0*

1*

П

«Вкл»

-

-

-

В

«Выкл»

-

-

-

Ы

З

«Вперед»

-

-

-

-

Х

«Назад»

-

-

О

З

«Вперед»

-

-

-

-

Д

«Назад»

-

-

Ы

З

«Вперед»

-

«Назад»

-

-

-

-

-

В нижней части таблицы отмечаются такты, в которых должны подаваться сигналы на включение и выключение памяти ( и ), сигналы на движение звеньев вперед ( , , ) и назад ( , , ). Эти сигналы называются выходными. Для каждой выходной функции имеется только одно рабочее состояние (значение функции равно 1). После простановки единиц в рабочих состояниях делаются прочерки в безразличных состояниях, следующих за рабочим, при которых может повторяться или не повторяться сигнал на выполнение действия, соответствующего данной функции. Все остальные состояния являются запрещенными и для них выходные функции должны быть равны нулю.

5. Составление формул включения (табл. 3) сводится к нахождению алгебраического выражения двоичной функции по ее табличному заданию, приведенного в таблице включений. В формулы включения не входят входные сигналы от того механизма или элемента памяти, для которого составляется формула.

При составлении формул включения и их упрощении пользуются таблицей включения. По значениям входных сигналов в рабочих состояниях составляются исходные формулы в виде логического произведения этих сигналов, причем значению 0соответствует инверсное значение аргумента.

Для исходной формулы включения часто удается подобрать упрощенный вариант, содержащий меньшее число входных сигналов, но обладающий те ми же свойствами, что и исходная формула: исходная и упрощенная формулы равны единице в рабочем состоянии и нулю в запрещенных состояниях, причем набор сигналов, входящих в упрощенную формулу в рабочем состоянии, не должен встречаться в запрещенных состояниях.

6. На основании полученных формул включения строится схема управления приводами звеньев механизма.. При этом будем считать, что исполнительным элементом включения или выключения того или иного привода звена в лабораторной установке является электромагнитное реле. Контакты электромагнитных реле включены в схему привода электродвигателя, как показано на рис. 2.

При составлении формул включения и их упрощении пользуются таблицей включения. По значениям входных сигналов в рабочих состояниях составляются исходные формулы в виде логического произведения этих сигналов, причем значению 0соответствует инверсное значение аргумента.

Рис. 3

Для исходной формулы включения часто удается подобрать упрощенный вариант, содержащий меньшее число входных сигналов, но обладающий теми же свойствами, что и исходная формула: исходная и упрощенная формулы равны единице в рабочем состоянии и нулю в запрещенных состояниях, причем набор сигналов, входящих в упрощенную формулу в рабочем состоянии, не должен встречаться в запрещенных состояниях.

7. Схема системы управления может быть реализована на различных элементах (пневматических, электромагнитных, интегральных схемах). В данной работе элементы схемы реализованы на электромеханических конечных выключателях, схема подключения которых в лабораторной установке показана на рис. 1, а схема управления на этих элементах - на рис. 3.

Табл. 3

Наименование	Вхо ды	Состояния	Формулы включения
Раб.	Запрещ.	Исходные	Упрощен.
П	«Вкл»		0*	1 1 0 1 0 0 1 1 1
	«Выкл»		1*	0 0 0 0 0 1 0 1 1
З1	«Вперед»		0*	1 1 1 1 1 0
	«Назад»		1*	0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1
З2	«Вперед»		0*	1 0 1 1 1 1
	«Назад»		1*	1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1
З3	«Вперед»		0*	1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
	«Назад»		1*

Таблица заданий