Обратная связь

Оснащение станков устройством цифровой индикации

Работа на заводе

Станочный парк российских предприятий отличается высокой степенью изношенности. Станки, выпущенные 20-30 и более лет назад, перестали удовлетворять требованиям современной промышленности, предъявляемым к точности и качеству выполнения деталей. Данная проблема является барьером для дальнейшего развития ряда важнейших отраслей промышленности, особенно это актуально для тяжелого машиностроения.

Одним из возможных решений по обновлению станочного парка предприятия является продление жизни станков за счет модернизации их систем управления и приводов. Одним из таких решений является оснащение станков устройством цифровой индикации (УЦИ). Использование УЦИ позволяет более полно использовать возможности универсального токарного, фрезерного, расточного и других станков. Применение УЦИ также интересно для оснащения новых универсальных станков, где установка системы ЧПУ экономически не оправдывается.

Строение и принцип действия УЦИ

УЦИ служит для:

  • отображения значений измерений;
  • отображения положения инструмента относительно «нуля заготовки» по осям;
  • перемещения по координатам в соответствии с установленным значениями, минуя промежуточные механические и трансмиссионные передачи, которые имеют естественные люфты и износ, и способствуют возникновению погрешностей измерений.

Ремонт станков

Вся информация о положении рабочих органов станка приходит от измерительных приборов: оптических линеек или датчиков угловых положений. Отказ от механических средств измерения позволяет добиться точных и стабильных показаний – при длительном использовании механического измерительного прибора возникает люфт между его движущимися частями, а кромки подвержены истиранию, всё это неблагоприятно сказывается на точности измерений.

Системы УЦИ не имеют люфта присущего механическим системам измерения и позволяют старому станку работать с точностью нового. Система УЦИ позволяется отображать реальное положение осей станка на экране чётко и в доступной форме, с учетом полной и неполной выборки люфта. Для ручной обработки данных на устройстве доступно выполнение простых математических расчетов.

Таким образом, использование УЦИ позволяет добиться не только работы станка с гораздо более высокой точностью, но и снижения вероятности ошибок оператора.

Оптимальный вариант УЦИ

Именно для таких задач, специалисты компании «Омрон Электроникс» разработали собственную систему позиционного программного управления и индикации (СППУИ) на базе компонентов автоматизации Omron.

СППУИ Омрон предназначена для управления линейными или круговыми осями, для перемещения по позициям рабочих органов станка и индикации позиции этих рабочих органов (возможно управление и индикация от 1 до 4 осей). СППУИ может быть использовано на станках токарной, фрезерной, координатно-расточной, шлифовальной групп, в том числе для замены УЦИ.

 Схемы станков УЦИ

СППУИ Омрон обладает всеми преимуществами присущими УЦИ, а также имеет дополнительные положительные особенности.

СППУИ Омрон обеспечивает:

  • ввод коэффициентов редукции для масштабирования датчиков положения;
  • ввод установок для ступеней торможения при дискретном способе управления;
  • ввод коэффициентов передачи (коэффициентов редукции) аналоговых и импульсных выходов управления при выборе соответствующего режима управления;
  • индикацию текущих значений координат;
  • задание значений позиции перемещения рабочего органа в ручном режиме и управление перемещением к ней в режимах относительного либо абсолютного перемещения;
  • ввод, редактирование и хранение управляющих программ для обработки деталей, возможность использования подпрограмм;
  • отработку управляющих программ в одном из режимов:
    • в покадровом, с отработкой одного кадра программы и с последующей остановкой;
    • в программном, с полной отработкой управляющей программы;
  • выдачу технологических команд;
  • выдачу рекомендаций оператору в ручном режиме управления станком;
  • ввод управляющих программ c внешнего USB накопителя, заранее составленных в Excel;
  • сохранение набранной программы на внешний USB накопитель.

Скриншот дисплея Омрон

В качестве устройства для ввода информации и отображения текущего положения используется операторская панель (ОП) серии NB5. Использование панели визуализации с интуитивно – понятным русскоязычным интерфейсом позволяет в короткие сроки приобрести необходимые навыки работы, и не требует наличия специально обученного персонала. Дополнительным преимуществом сенсорной панели является отсутствие электромеханических кнопок. Обмен данными между CP1H и NB5 выполняется через порт RS232, для чего в составе центрального процессорного устройства применяется интерфейсная плата. При необходимости значительного удаления ОП от ПЛК (максимально до 500 м) в составе процессорного устройства может быть использована плата интерфейса RS 485.

Способы управления приводами осей

Для управления приводами осей подач может быть выбран один из 3-х способов:

  1. Дискретное управление – управление остановом с выдачей от 1 до 4-х ступеней замедления.
  2. Аналоговое управление – управление пуском и остановом с выдачей аналогового сигнала задания (необходим дополнительный модуль аналоговых выходов).
  3. Импульсное управление – управление пуском и остановом с выдачей импульсного сигнала задания.

Режимы управления позиционированиемНаличие указанных способов управления позволяет гармонично интегрировать СППУИ в существующую схему станка и делает использование СППУИ универсальным и независимым от реализованной приводной схемы.

Управление позиционированием осей осуществляется в ручном режиме  или режиме программного управления.

  • В ручном режиме задается значение координаты и осуществляется запуск перемещения к указанной координате относительно текущей координаты либо к ее абсолютному значению.
  • В режиме программного управления осуществляется отработка ранее заданной программы управления. При этом определяется режим программного управления автоматический или ручной (покадровый) и количество повторов программы. По ходу отработки программы отображаются данные о номере отрабатываемого кадра.

Состав СППУИ

СППУИ (до 4 осей) Omron выполнено на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) серии CP1H, c 24 дискретными входами и 16 дискретными выходами.

К дискретным входам подключаются сигналы датчиков позиции, датчиков «нулевой метки» и ограничения хода. В качестве датчиков положения система использует фото, импульсные, угловые или линейные датчики (OMRON, ЛИР, ВЕ…) с выходным сигналом прямоугольной формы. Дискретные выходы используются для управления осями.

Назначение входов и выходов производится в управляющей программе, что позволяет гибко настраивать параметры в зависимости от конкретных условий применения.

Кроме того, количество входов и выходов может быть увеличено максимально до 320, что в свою очередь позволяет реализовать в управляющей программе функции управления всей электроавтоматикой станка.

Настройка и программирование CP1H и NB5 производится с помощью входящих в пакет ПО CX-ONE Lite (Базовая версия) программ CX-Programmer и CX-Designer. Для подключения к оборудованию используется стандартный кабель USB.

Любые изменения в проекте контроллера или в экранах панели оператора легко проверить в интегрированном симуляторе работы ПЛК и терминала, входящем в пакет CX-ONE. При этом не требуется дополнительная загрузка измененных проектов в оборудование.

Монтаж системы может быть в виде единого модуля, либо распределенным по электрооборудованию станка, с установкой операторской панели в пульт.

Пример системы УЦИ Omron

Схема согласования УЦИ с автоматикой станка

Инкрементальные энкодеры E6C2 подключаются к встроенным высокоскоростным счетным входам контроллера. Для обмена данными между ПЛК CP1H и панелью оператора NB5 используются последовательный интерфейс RS-232 и протокол NT-Link. Согласование УЦИ с автоматикой станка производится с помощью тонких промежуточных реле G2RV. Блок питания S8VS предназначен для питания всех компонентов системы напряжением +24В=.

Подводя итоги

Выделим основные преимущества СППУИ перед стандартными УЦИ.

Универсальность.

Реализация программного позиционного управления электроприводами станка обеспечивает возможность поточечного управления от 1 до 4 осей, при этом в качестве управляющих сигналов можно использовать аналоговые выходы, импульсные выходы либо цифровой интерфейс RS-485 и протокол Modbus-RTU.  Благодаря этому имеется возможность  гармонично интегрировать УЦИ в существующую схему станка и делает использование УЦИ универсальным и независимым от реализации его приводной схемы. Также нужно отметить  возможность лёгкой  замены составляющих частей системы – в классических  УЦИ, устройство является законченным неизменяемым продуктом и выход из строя любого внутреннего компонента, как правило, ведет к полной замене.

Гибкость.

Применение программируемого логического контроллера в качестве ядра системы управления даёт возможность выбора конфигурации оборудования под разные способы управления приводами подач и другие особенности станка, а использование открытого ПО позволяет добавить в программный код логику управления всей электроавтоматикой станка и его периферии. Монтаж системы может быть выполнен в виде единого модуля, либо распределенным по электрооборудованию станка, с установкой операторской панели в пульт станочника.

Удобство.

Использование панели визуализации с интуитивно понятным русскоязычным интерфейсом позволяет в короткие сроки приобрести необходимые навыки работы и не требует специального обучения.  Дизайн панели оператора может быть легко изменён в соответствии с личными предпочтениями заказчика. СППУИ Omron имеет возможность ведения и сохранения отчётов, статистики. Вся информация из УЦИ, в том числе и созданная статистика, могут быть переданы  на верхний уровень – систему учёта  и контроля, компьютер главного инженера и т.д.  или сохранены на USB-накопитель. Также поддержка USB  –  накопителей позволяет легко копировать, переносить управляющие программы и настройки с одного УЦИ на другое.

За более подробной информацией по вопросам модернизации станков можете обращаться к нашим менеджерам по телефонам: +7 (812) 655-07-68, 252-48-83 или по электронной почте sales@rakurs.su

Наверх