Файл: Сергиевский, Л. В. Наладка, регулировка и испытание станков с программным управлением учебное пособие.pdf

. 6. Магнитные элементы необходимо располагать таким образом, чтобы устранить взаимодействие между их полями рассеяния.

7. При экранировании проводов экран должен иметь надежный контакт с заземляющей шиной (корпусом), а точка присоединения должна быть выбрана эксперимен­ тально.

§ 6. КОНТРОЛЬ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИСТЕМЫ СТАНКОВ С ЧПУ

Работоспособность определяется как такое состояние системы, при котором она соответствует всем требованиям, установленным в отношении ее основных параметров. Установить состояние, в котором находится система, можно определив состояние ее отдельных элементов, из которых она изготовлена, или экспериментально проверив возможность выполнения системой ее рабочих функций, т. е. контролируя ее основные характеристики [26].

Сложность станков с ЧПУ и систем управления ими вызывает необходимость автоматизации измерения пара­ метров аппаратуры в процессе ее работы. В автоматической аппаратуре контроля работоспособности станков с ЧПУ должны непрерывно контролироваться основные пара­ метры системы и при отклонении одного из них за пределы допуска вырабатываться сигнал о неисправности, а система управления станком должна отключаться с одновремен­ ным торможением приводов подач.

Одним из наиболее удобных критериев проверки нормальной работы фазовой системы управления станком является величина рассогласования между управляющим и опорным сигналами. Для исправной системы это рас­ согласование кратковременно и мало по величине. При наличии в системе станка неисправности появляется большое по величине рассогласование, которое отрабаты­ вается медленно (вяло) или совсем не отрабатывается. Малоактивное действие системы управления станком может быть вызвано рядом причин: установлением непра­ вильного усиления; неправильным соотношением фаз опорного и управляющего сигналов; малым усилением, которое может быть обусловлено дефектами транзисторов или элементов цепей усилителей; излишним механическим трением в силовых передачах и датчиках обратной связи; мертвым ходом (зазорами) в механических цепях и другими

259

Рис. 116. Функциональная схема автоматического контроля работоспособности системы станка с ЧПУ (одна коорди­ ната)

неисправностями системы станка. Другим контролируе­ мым параметром для системы управления станком, рабо­ тающим от программоносителя на магнитной ленте, является величина сигнала, считываемого магнитной головкой.

Проверка исправности незамкнутой (импульсно­ шаговой) системы управления станком с ЧПУ более проста, чем замкнутой системы, и в данной работе рассмо­ трена не будет [13, 26].

На рис. 116 приведена функциональная схема автомати­ ческого контроля работоспособности системы следящего привода подач, применяющаяся в станках с ЧПУ типа ФП-7, ФП-17, ФП-9, и ПФП-5, оснащенных пультами упра­ вления типа ПФСТ-12-500. Система контроля обеспечивает мгновенное отключение управления станком с последующим торможением приводов подач при нарушении нормальной работы системы управления. Система автоматического контроля встроена в пульт управления станком. В схеме контроля можно выделить две основные части: контроли­ рующую, в которую входит устройство контроля уровня сигналов 2 и устройство сравнения управляющего и опор­ ного сигналов (схема совпадения /), и вспомогательную, состоящую из схемы торможения 6, бункера 3, схемы

Схема контроля уровня сигналов, независимо от режима работы станка (по программе или при ручном управлении,) постоянно следит из уровнем управляющего и опорного

260

сигналов. При нормальном уровне обоих сигналов, рав­ ном 3 мВ или более, сигнал, поступающий со схемы конт­ роля уровня сигналов, равен нулю. Если по какой-либо причине (например, неисправен внутренний генератор 250 Гц, низкий уровень сигнала записи на магнитной ленте, склейка магнитной ленты, плохая работа узла протягивания магнитной ленты, неисправность в усили­ телях считывания) уровень одного или обоих сигналов упадет ниже 3 мВ, то на выходе схемы появится сигнал, потенциал которого действует на исполнительное реле, выдающее команду на отключение системы управления и на торможение приводов подач станка.

Устройство сравнения (схема совпадения), как и схема контроля уровня, постоянно и независимо от режима работы станка следит за фазовым углом сдвига между _управляющим и опорным сигналами. Сигнал на схему контроля за его уровнем снимается после усилителей считывания для управляющего сигнала, а для опорного сигнала — после усилителя вращающегося трансформа­ тора с электронного блока системы управления станком. Сигналы на схему совпадения отбираются после формирова­ телей как по опорному, так и по управляющему каналам. При нормальном режиме работы следящего привода подачи, в моменты установившейся скорости или в моменты отсутствия движения, фазовый сдвиг между опорным и управляющим сигналами стремится к 180°. При разгоне или торможении исполнительного узла фазовый сдвиг опорного сигнала относительно управляющего вследствие запаздывания привода подачи изменяется соответственно в сторону отставания или опережения на некоторую вели­ чину. При этом если величина разгона или торможения

в пределах 20—340°. Это значит, что на входы схемы совпадения опорный и управляющий сигналы не могут поступить одновременно, а следовательно, на выходе этой схемы сигнал будет отсутствовать. Фазовый сдвиг определяется направлением движения рабочего органа; при движении в одну сторону фазовый сдвиг уменьшается от 180° и может быть равен 20°, так как в этих пределах обеспечивается устойчивая работа следящего привода системы, выбор в 20° определен с некоторым запасом; если угол будет дальше уменьшаться, то при таком рас­ согласовании может наблюдаться неустойчивая работа

261

следящей системы. Аналогично и при движении в другую сторону, т. е. в сторону увеличения угла рассогласова­ ния, 340° тоже выбран с учетом запаса по устойчивой работе следящего привода.

В случае нарушения нормальной работы привода подач, что неизбежно приводит к увеличению запаздывания в отработке управляющего сигнала, или в том случае, когда управляющий сигнал содержит слишком большое ускорение, превышающее паспортные данные, взаимное смещение фаз опорного и управляющего сигналов будет

При достижении сдвига фаз между управляющим и опор­ ным сигналами 0° или 360°, оба сигнала начинают прихо­ дить на схему совпадения одновременно и на выходе последней появляются импульсы с частотой повторения, равной частоте сигналов управления. Выход схемы совпа­ дения соединен со входом бункера, который работает на переполнение. Его емкость составляет два импульса, третий является переполняющим и одновременно сигна­ лом неисправности системы управления станка.

Для защиты устройства сравнения от случайных одиночных импульсов, которые возникают в результате помех, в устройстве предусмотрен возврат бункера в исход­ ное состояние. Если бункер не будет переполнен в течение определенного промежутка времени после прихода пер­ вого импульса, то он автоматически возвращается в исход­ ное состояние, не выдав на свой выход никакого сигнала. При наличии неисправности в системе станка сигнал с вы­ хода бункера, пройдя схему расширения импульсов, запустит исполнительное реле, которое, как и в случае работы устройства контроля уровня сигналов, выдаст команду на отключение и торможение приводов подач станка.

Схема бункера представляет собой сочетание несколь­ ких схем (рис. 117). На транзисторах 77 и Т2 собран одновибратор, управляющий работой ключей (транзисторы ТЗ и Тб). На транзисторах Т4 и Т 5 собран обычный триг­ гер со счетным входом. Диоды Д2, ДЗ, Д5 образуют логи­ ческую схему ИЛИ.

В исходном состоянии бункера транзистор Т1 открыт поданным на его базу отрицательным смещением через сопротивление R1. Падение напряжения на сопротивлении R3, образующееся за счет прохождения тока через откры-

262

-0

тый транзистор 77 в положительной полярности через сопротивление R6, приложено к базе транзистора Т2, вследствие чего последний находится в закрытом состоя­ нии. Следовательно, потенциал коллектора Т1 (точка А) имеет минимальную, а потенциал коллектора Т2 (точка Б) максимальную величину отрицательного напряжения. Ввиду отсутствия напряжения на делителе R7, R8 тран­ зистор ТЗ находится в закрытом состоянии, тем самым он как бы открывает эмиттер транзистора Т4 от плюса питания. В результате триггер на транзисторах Т4, Т5 находится в состоянии «сброса». В то же время макси­ мальное отрицательное напряжение в точке Б через сопротивление R13 приложено к базе транзистора Т5. Последний находится в открытом состоянии, шунтируя точку С на «землю».

Появляющиеся на любом из входов схемы ИЛИ импульсы положительной полярности проходят одновре­ менно на вход одновибратора (77, Т2) и на счетный вход триггера (77, Т5). С приходом первого импульса триггер продолжает оставаться в состоянии «сброса», а транзи-

263