Проектирование схемы поддержания постоянства контурной скорости

При команде “Стоп подача” записывается единица в триггеры блока сравнения, и торможение происходит до полного останова. После смены команды происходит разгон до прежней скорости.

3. Схема ППКС

Схема поддержания постоянства контурной скорости предназначено для поддержания постоянства контурной скорости с точностью ±6%.

Постоянство контурной скорости обеспечивается делением импульсов переполнения РН. При обработке шага по одной координате импульсы переполнения РН делятся на единицу, при одновременной отработке шага по двум координатам на и при одновременной отработке шага по трём координатам на.

Основу узла ППКС составляет, счетчик, который состоит из трёх D триггеров. По приходу первого импульса с БЗС триггер DD6 переключается в «1» и на его выходе появляется сигнал высокого уровня. По приходу второго импульса триггер DD6 устанавливается в «0», а DD8.1 в «1». По приходу третьего импульса триггер DD6 устанавливается в «1», на DD8.1 сохраняется «1», и так пока, счетчик не дочитает до семи, затем все начинается с начала.

При работе по одной координате DD6 устанавливает «0» на выходе элемента DD5.2 и выход схемы поступает «1». На выходе элемента DD7.1 устанавливается «0», когда DD6 находится в «нулевом» состоянии, а DD8.1 в «единичном». На выходе DD7.2 устанавливается «0», когда DD8.2 находится в «единичном» состоянии, а DD6 и DD8.1 в «нулевом». При работе по двум координатам на один из элементов микросхемы DD1 подаются две «единицы», в результате с его выхода снимается «0», который блокирует DD7.1. При работе по трем координатам на вход DD3.1 поступает три «единицы», в результате с его выхода снимается «0», который блокирует DD7.2. С выхода элемента DD1 снимается «0» и поступает на вход DD7.1, который так же блокируется. В результате в зависимости от количества координат импульсы с БЗС будет проходить через один, два или три логических элемента.

Выходная частота со схемы ППКС поступает на делитель выходной частоты, который изменяет коэффициент деления зависимости от положения переключателя КОРРЕКЦИЯ % СКОРОСТИ на ПО.

График работы схемы ППКС представлен на рисунке 5.

Схема электрическая принципиальная ППКС представлена в графической части.

4. Выбор и обоснование замены элементной базы

В усовершенствованной мною схеме были заменены микросхемы серии К155 на следующие микросхемы:

- микросхема КР1533ЛА1, соответствует рисунку 6, выполняет логическую функцию И - НЕ и изготовляется на основе ТТЛШ - технологии. В одном полимерном корпусе размещено два логических элемента. Назначение выводов:

а) 1, 2, 4, 5 и 9, 10, 12, 13 - входы первого и второго логических элементов;

б) 6 и 8 - выходы логических элементов.

К выводу 14 подключается напряжение питания, Uпит, а вывод 7 микросхемы является общим.

- микросхема КР1533ЛА4, соответствует рисунку 7, выполняет логическую функцию И - НЕ и изготавливается на основе ТТЛШ - технологии. В одном полимерном корпусе размещено три логических элемента. Назначение выводов:

а) 1, 2, 13 и 3, 4, 5 и 9, 10, 11 - соответственно входы первого - третьего логических элементов;

б) 12, 6, 8 - выходы логических элементов.

К выводу 14 подключается напряжение питания, Uпит, а вывод 7 микросхемы является общим.

- микросхема КР1533ЛА9, соответствующая рисунку 10, выполняет логическую функцию И - НЕ и изготавливается на основе ТТЛШ - технологии. В одном полимерном корпусе размещено четыре логических элементов. Назначение выводов:

а) 1 и 2, 4 и 5, 9 и 10, 12 и 13 - соответственно входы первого - четвёртого логических элементов.

К выводу 14 подключается напряжение питания, Uпит, а вывод 7 микросхемы является общим.

- микросхема КР1533ЛЕ1, соответствующая рисунку 8, выполняет логическую функцию ИЛИ - НЕ изготавливается на основе ТТЛШ - технологии. В одном полимерном корпусе размещено четыре логических элемента. Назначение выводов:

а) 2 и 3, 5 и 6, 9 и 8, 12 и 11 - входы первого - четвёртого логических элементов;

б) 1, 4, 10 и 13 - выходы логических элементов.

К выходу 14 подключается напряжение питания, Uпит, а выход 7 микросхемы является общим.

- микросхема КР1533ЛР13, соответствующая рисунку 9, выполняет логическую функцию И - ИЛИ - НЕ и изготавливается на основе биполярных транзисторных структур с переходами Шотки. В одном полимерном корпусе размещен один комбинационный логический элемент, состоящий из четырёх элементов И, выходы которых являются входами элемента ИЛИ - НЕ. Назначение выводов:

а) 1, 2 и 3, 4, 5 и 9, 10, 11, 12 и 13;

б) 6 - выходы комбинационного элемента.

К выходу 14 подключается напряжение питания, Uпит, а вывод 7 микросхемы является общим.

- микросхема КР1533ТМ2, соответствующая рисунку 11, имеет в своём корпусе два синхронных D - триггера, работающих независимо друг от друга. Микросхема изготовлена на основе ТТЛШ - технологии и выпускается в полимерном корпусе. Назначение выводов: __

а) 4 и 1, 10 и 13 - входы установки 3 и сброса R первого и второго триггеров;

б) 2 и 12 - входы ванных первого и второго триггеров;

в) 3 и 11 - тактовые входы первого и второго триггеров;

г) 5 и 6, 8 и 9 - прямые инверсные выходы первого и второго триггеров.

К выводу 14 подключается напряжение питания, Uпит, а вывод 7 является общим.

Рисунок 6 - КР1533ЛА1 Рисунок 7 - КР1533ЛА4

Рисунок 8 - КР1533ЛЕ1 Рисунок 9 - КР1533ЛР13

Рисунок 10 - КР1533ЛА9 Рисунок 11 - КР1533ТМ2

Таблица 4 - Электрические параметры ИМС

5. Техника безопасности

Процесс настройки станка требует от наладчика повышенного внимания, строгого соблюдения инструкции по настройки, а также соблюдения правил техники безопасности обслуживания. Для всех видов станков с ЧПУ установлены следующие требования:

- схема устройств ЧПУ должна быть настроена так чтобы при перегорании предохранителя и обрыве цепей не возникло аварийной ситуации;

- необходимо предусматривать блокировки, которые бы предотвратили аварии в случае неправильного нажатия кнопки;

- электроаппаратура должна быть защищена от брызг масла, охлаждающей жидкости, металлической стружки, которая способна вызвать в системе короткие замыкания, поэтому дверцы уплотняют резиной;

- вентиляция должна осуществятся только через исправное фильтрующее устройство;

- все металлические элементы электрооборудования не несущие тока должны быть заземлены;

- перед нажатием кнопки ПУСК, удостоверьтесь в нужном ли положении переключатель режима УЧПУ;

- перед началом обработки программы необходимо установить устройство в исходное положение кнопкой СБРОС;

- при временном прерывании автоматического цикла не нажимать кнопку сброс;

- при проверки новой программы вести работу в полностью автоматическом режиме;

- перед обработкой очередного кадра осмыслить предстоящие действия и проверить возможность безаварийного осуществления;

- обратите внимание на направления перемещения его величину и скорость;

- при выполнении автоматического цикла защитные кожухи и ограждения должны быть опущены;

- в случае непредусмотренных перемещения рабочих органов станка нажать кнопку СТОП;

- в случае аварийной ситуации нажать кнопку ОБЩИЙ СБРОС;

- при настройки несколькими одного станка организовывать включение должен только один человек, предупредив других о своих действиях;

- при выполнении ремонтных работ нельзя находится в зоне перемещения рабочих органов;

- УЧПУ класса NC питание от трёхфазной сети тока напряжения 360В;

- устройство должно функционировать при температуре от 5° до 40°, при относительной влажности 15%;

- перед работай нужно проверить заземление, четкость срабатывания тумблеров и кнопок световой индикации, работу отдельных узлов;

- допустимое непрерывное время работы равно 16 часов с перерывом 1 час.

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Освещение

Рациональное установления освещения в цехах предприятия, является показателем высокого уровня производства, культуры труда, эстетики производства, обеспечения комфортабельных условий жизнедеятельности.

Хорошее освещение рабочих мест - одно из важнейших требований безопасности жизнедеятельности.

Гигиенические свойства производственного освещения сводятся к следующему:

- освещенность на рабочем месте должна быть не менее нормированной;

- яркость объекта и формы не должны отличаться более чем в три - пять раз;

- не должно быть резких теней на рабочем месте;

- обеспечить постоянство освещения на рабочем месте во времени;

- отсутствие прямых и отраженных отблесков в поле зрения ;

- рациональное направление светового потока;

- обеспечивать спектральный состав близкий к солнечному;

- безопасность и простота в эксплуатации.

6.2 Шум

Шум - беспорядочные колебания различной физической природы.

Шум состоит из большого числа звуков, мешающих восприятию полезных сигналов, нарушающих тишину, а так же оказывающих вредное воздействие на организм.

Шумы классифицируются по источникам возникновения:

- механические - возникающие от вибрации машин, при трении движущихся частей механизма, неисправностях и износе деталей оборудования;

- аэродинамические - движение воздуха и газа;

- электромагнитные - колебания статора, ротора и других частей электрических машин;

- гидродинамические - движение струй жидкости;

- воздушные - от рабочих вентиляционных и аспирационных систем;

- структурный - от колебания строительных конструкций зданий.

Шум это звуки разночастотной интенсивности, совокупность частот составляющих шум называется спектром шума.

Наиболее неблагоприятное воздействие на организм человека оказывают высокочастотные импульсные шумы, менее неблагоприятными являются постоянные низкочастотные шумы.

Первый принцип нормирования шума заключается в строгой регламентации допустимых уровней во всех слышимых октавных полосах звукового спектра.

Второй принцип нормирования - регламентирование уровня звука в децибелах А (дБ), которые измеряются в частотной характеристике А шумомера. В этом случае производится интегральная оценка всего шума, а измеренный при этом уровень звука дБ соответствует обобщенному уровню воздействия шума на организм человека.

Средства защиты от шума подразделяют на коллективные и индивидуальные. При этом коллективные средства - снижающие шум в источнике. Индивидуальные - снижающие его на пути распространения от источника до защищаемого объекта.

Коллективные методы защиты заключаются в конструктивных решениях машин и оборудования высоком качестве изготовления и правильной работы и эксплуатации, в своевременном проведении полного предупредительного ремонта.

Для индивидуальной защиты от шума предусматриваются средства:

внутренние противошумы (тампоны и вкладыши);

наружные (наушники).

6.3 Вибрация

Вибрация - движение точки или механической системы, при которой происходит поочередное возрастание и убывание во времени параметров вибрации (частоты, амплитуды перемещения, скорости и ускорения).

По способу передачи на человека вибрацию подразделяют на общую и периодическую через опорные поверхности на тело стоящего или сидячего человека, локальную передающуюся через руки человека .

Для снижения вибрации, распространения по строительным конструкциям здания в соседние помещения, рекомендуется оборудование устанавливать на виброоснованиях. Жесткое крепление машин и механизмов не допускается.

Отступ для уменьшения вибрации кожухов, ограждения, вентиляционных камер, выполненяют из стального листа и применяют вибропоглащение, заключается в нанесении на вибрирующую поверхность упруго - вязких материалов с большим внутренним сопротивлением (резина, пластик, вибропоглащающие мастики).

6.4 Электробезопасность

Различают два основных вида поражения током:

- электрические травмы;

- электрические удары.

Электрические травмы - местное повреждение организма, проявляющееся в виде ожогов, электрических знаков, механических повреждений, электроофтальмии.

Электрический удар - возбуждение живых тканей организма, проходящим через него электрическим током, сопровождается судорожным сокращением мышц.

Действие тока можно охарактеризовать пороговыми значениями силы тока:

- до одного мА - неощутимый ток;

- от одного до восьми мА - небольшая болезненность;

- от восьми до 15 мА - болезненное ощущение с остаточными явлениями;

- от15 до 50 мА - очень болезненные;

- от 50 до 100 мА - фибрилляция.

В целях электробезопасности используют следующие основные технологические способы и средства, которые применяют в отдельности или, а сочетании друг с другом:

- защитное заземление;

- зануление;

- защитное отключение;

- малое напряжение должно быть не более 42В;

- электрозащитные средства (изолирующие, ограждения, вспомогательные).

7. Перечень программных средств

7.1 Аппаратные средства

Аппаратные средства:

- IBM PC;

- принтер EPSON STYLUS C62.

7.2 Программное обеспечение

Программное обеспечение;

- Windows XP Professional;

- графический пакет КОМПАС-3D LT 5.11;

- текстовый редактор Word в составе пакета Microsoft Office XP.

Заключение

В усовершенствованной мною схеме я заменил микросхемы устаревшей серии К155 более современными сериями КР1533, которые совпадают с 155 серией. Микросхема серии КР1533 изготавливается на основе технологии ТТЛШ, эта технология является усовершенствованным вариантом ТТЛ - технологии. При которой применяются биполярные транзисторы Шотки. Эффект Шотки создаётся тогда, когда во внутреннюю структуру p-n перехода вставляют тонкий слой метала, что существенно ускоряет процесс рассасывания на основных носителях на базе транзистора при его включении и увеличивает быстродействие микросхемы. Разработанная схема более устойчива к сбоям от воздушных помех, так как интегральная микросхема ТТЛШ технологии имеет более высокую помехоустойчивость, чем у 155 серии. Из таблицы 4 видно, что микросхемы серии КР1533 потребляют значительно меньший ток, чем микросхемы 155 серии, а следовательно общая потребляемая мощность будет меньше, что выгодно с экономической точки зрения.

Список используемой литературы

1. ГОСТ 2.701-84* Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению

2. ГОСТ 2.701-81* Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах

3. ГОСТ 2.730-73* Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые

4. ГОСТ 2.756-76* Обозначения условные графические в схемах. Воспринимающая часть электромеханических устройств

5. ГОСТ 2.105-95 Общие требования к текстовым документам

6. ГОСТ 2.106-95 Текстовые документы

7. ГОСТ 2.702-75* Правила выполнения электрических схем

8. ГОСТ 2.721-74* Обозначения условные графические

9. ГОСТ Р6.30-97 Унифицированная система организационно-распо-рядятельной документации

10. ГОСТ 2.759-82* Обозначения условные графические в схемах. Элементы аналоговой техники

11. ГОСТ 2.708-81 Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники

12. ГОСТ 2.728-74* Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы

13. ГОСТ 2.728-74* Обозначения условные графические в схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения

14. ГОСТ 2.764-86 Единая система Конструкторской документации

15. Справочник по интегральным микросхемам /Под ред. Б. В Тарабрина.-М.; Энергия. 1980 -375с.

16. Интегральные микросхемы: Справочник /Под ред. Б. В. Тарабрина.-М.; Энергоавтомиздат. 1985 - 418с.

17. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное пособие /Под ред. С. В. Якубовского. -М; Радио и связь. 1984 - 281с.

18. Сосонкин В. Л. Микропроцессорные системы числового программного управления станками. -М.; Машиностроение. 1989 - 480с.

19. Сосонкин В. Л., Михайлов С. П. и др. Программное управление станками. -М.; Машиностроение. 1988 - 432с.

20. Косовский В. Л. и др. Программное управление станками и промышленными роботами. -М.; Высшая школа. 1991 - 217с.

21. Справочник по микроэлектронной импульсивной технике /Под ред. Яковлева В.М.-К.; Техника. 1993 -83с.

Страницы: 1, 2, 3