Система автоматического позиционирования заднего упора в одноножевой резальной машине

Неизбежные  люфты затла также могут привести к изменениям размера слева и  справа стопы на величины большие, чем  обозначенный выше предел.

Точность  позиционирования затла характеризует  качество исполнения узлов и механизмов задания размеров резальной машины. Точность индикации размера - вид электронной начинки (датчика, дисплея и т.п.) резальной машины. В отличие от точности реза, эти данные производители могут и должны гарантировать.

Причем  бывают случаи, когда даже на машины с прецизионными механизмами привода затла обеспечивающими точность в 0.01 мм, производители (например, французская фирма SEM) устанавливают более простую и соответственно дешевую электронику и дисплеи с одним знаком после запятой. При этом точности установки размера в 0.1 мм хватает в 90% случаев, машина оказывается заметно дешевле и впоследствии ее можно легко модернизировать и улучшить точность задания размера.

Система управления

Резальные машины могут иметь различные  модификации систем управления. У  примитивных электромеханических машин затл перемещают, вращая ручной маховик. Размер реза при этом отсчитывается на механической ленте-линейке. Понятно, что на таких машинах точность установки размера не может превышать +/- 0.5 мм. У более продвинутых моделей привод затла полностью механизирован, команды на установку размера передаются с центрального пульта, а величина реза отсчитывается по цифровому дисплею. Наиболее простой вариант управления в этом случае - две клавиши (вперед-назад) или джойстик. Более предпочтительное решение - цифровая клавиатура, на которой сразу можно выставить необходимый размер. Как правило, современные машины оснащаются именно такой клавиатурой, на которой, помимо простого набора чисел, можно еще запоминать и повторять размеры, а также производить простые арифметические действия (иногда необходимые при подсчете размеров реза).

В состав стандартной системы управления резальной машиной входят:

– персональный компьютер;

– контроллер управления;

– датчик угла поворота ходового винта;

– калибровочный датчик.

В режиме тестирования автоматически измеряются выбеги по всей длине ходового винта, которые в дальнейшем учитываются  при установке затла на требуемый  размер. Выход на задаваемые размеры  осуществляется в ручном и автоматическом режиме (по программе), при этом контролируется точность позиционирования, если она не укладывается в заданные величины, делается еще одна попытка, а в случае если и она не позволяет достигнуть необходимых значений, на монитор выводится соответствующее предупреждение.

Размеры, на которые выставляется затл, записываются в виде программы (с указанием моментов включения и отключения воздушной подушки) и могут сохраняться на жестком диске компьютера с необходимыми комментариями. Процесс написания программы достаточно прост, а сама программа не содержит сокращенных названий и может содержать на каждой строке пояснения, что облегчает ее повторное использование другим рабочим-оператором. При работе программы на экран постоянно выводится текущее положение затла и требуемый размер, что облегчает контроль за работой машины.

 При  возникновении неисправностей, на  экран монитора предусмотрен  вывод сообщений об их характере. 

 Все  основные узлы системы имеют  гальваническую развязку между  собой. Компьютер подключается  к контроллеру управления через порт RS-232 и имеет оптронную развязку, обеспечивающую надежную и безопасную работу.

 Контроллер  управляет штатными контакторами  резальной машины с помощью  герметичных реле, которые имеют  достаточный запас по мощности  и высокие механические и электрические характеристики износа.

 Процессор  контроллера защищен от наводок  силовой схемы с помощью специального  экрана.

Существенное  повышение удобства работы и производительности резальной машины дает возможность  их программирования рабочих операций. Современные машины могут держать сотни различных программ на тысячи позиций в своей памяти. У некоторых программируемых машин при работе автоматически перемещается лишь затл, а сам рез каждый раз оператор должен делать сам, нажимая клавиши на корпусе машины. Другие, более развитые машины весь цикл резания по программе делают сами, и на долю рабочего остается лишь загрузка и выгрузка бумаги. Разумеется, в этом случае работа невозможна без надежной системы защиты.

Датчик

     Единственным  средством автоматизированного получения информации о состоянии регулируемого объекта являются датчики. Датчик – это устройство, преобразующее какую-либо физическую величину (например, массу, прозрачность, наличие/отсутствие какого-либо излучения и т.д.) в электрический сигнал, пригодный для использования в цифровой системе управления. Датчики являются одним из главных элементов системы и во многом определяют ее эффективность.

Принцип работы оптический энкодера заключается в следующем. Энкодер состоит из оптопары (светодиод и фототранзисторы – каналы A, B и Index) и вала с импульсным диском (диск размечен – от частоты разметки зависит разрешающая способность датчика и, как следствие, точность измерения величины). Вал с диском вращается, свет проходит через щели, и образует 3 импульсные последовательности. Первые две сдвинуты друг относительно друга на 1/4 периода и служат для определения скорости и направления перемещения. Третья последовательность (Index канал) служит для определения позиции.  
 

Существуют  два основных вида энкодеров: абсолютные и инкрементальные. Принципы работы этих энкодеров изображены на рисунках 4 и 5. Диск абсолютного энкодера (рис.4) представляет собой уникальную комбинацию меток для каждого углового положения, в то время как диск инкрементального энкодера (рис. 5) содержит равномерно нанесенные одинаковые метки. Прохождение меток диска через пару излучатель-приемник формирует поток импульсов, которые попадают в схему обработки сигналов.

Цифровые  фотоимпульсные энкодеры служат для  измерения основных кинематических параметров работы электропривода: скорости и положения вала.

Точность таких датчиков составляет до 1000 имп/об.

Рис.4. Принцип работы однооборотного абсолютного энкодера

Рис.5. Принцип работы инкрементального энкодера

Основные  характеристики энкодеров:

– количество импульсов на оборот;

– ошибка квантования;

– погрешность  нанесения деления (зависит от точности оборудования, наносящего разметку).

Оптические  энкодеры выполняют самые различные  производственные задачи: контроль углового положения, измерение скорости вала, его положения или смещения, контроль позиционирования. Благодаря высокоточной фотоэлектрической технологии измерений, энкодеры при измерении линейных перемещений объектов имеют разрешение, измеряемое в мкм, а точность измерения угла составляет несколько тысячных долей градуса.

SICK AG является  мировым лидером в производстве  оптоэлектронных устройств различного  типа: переключателей, датчиков положения,  расстояния, определения цвета, наличия  маркировки, индуктивных и магнитных  датчиков, а также сканеров штриховых кодов, устройств защиты персонала и т.д.

Компания  была образована в 1946 г Ервином Сиком (Erwin Sick) и в настоящее время  занимает лидирующие позиции на рынке  приборов промышленной автоматизации.

Сегодня насчитывается более 40 представительств в различных частях света от Америки до Китая, в которых работает более 4000 человек.

С первых дней своего существования компания SICK уделяла особое внимание научно-исследовательской  деятельности, поэтому значительную часть своего денежного оборота тратила на научные разработки и исследования. На рисунке 1 показан объем вложений, потраченных на исследования в 1999—2003 гг. Благодаря этому, а также гибкой политике цен и высочайшему качеству выпускаемой продукции, фирма в настоящее время занимает второе место в мире по обороту в области промышленной автоматизации и первое место — по оптическим и фотоэлектрическим датчикам.

Промышленные  энкодеры выпускаются под маркой SICK-STEGMANN. Фирма STEGMANN, имеющая давнюю историю и хорошо известная своими энкодерами, была приобретена компанией SICK AG в недалеком прошлом.

Энкодеры  широко применяются в любой отрасли  промышленности. Абсолютные и инкрементные энкодеры устанавливаются на приводы  бумаго- и картоноделательных машин, упаковочных агрегатов, лесозаготовительных машин и деревообрабатывающих станков, продольно- и поперечнорезательных (рубительных) машин, прокатных станов, на приводы лифтов и подъемных кранов, суппорты токарных станков и координатных столов. Эти энкодеры монтируются на любой мощный электропривод.

Также фирма SICK выпускает многооборотные энкодеры. Принцип их действия сочетает оптическую, магниторезистивную технологию с технологией зубчатых передач. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1

Абсолютные  энкодеры серий ARS 60 и ATM 60/АТМ 90