Układ napędowy:

Jest to układ zasilający oraz sterujący praca silnika, sam silnik, przekładnia.

Zadania:

Uzyskanie ruchu do realizacji głównej funkcji, zapewnienie względnego ruchu mechanizmu

Wymagania:

Zakres obrotów, moc, moment, dostępność, niski koszt, łatwość obsługi i konserwacji, niezawodność, małe gabaryty i masa, sztywność charakterystyki(mały spadek obrotów przy obciążeniu), duży zakres bezstopniowej regulacji obrotów, przebieg dopuszczalnego obciążenia w funkcji obrotów dostosowany do charakterystyki obciążenia MT.

Zdolność do pracy serwonapędowej:

-możliwość pozycjonowania przy hamowaniu, posuw, odporność na stick-slip, duża równomierność ruchu dla małych prędkości, duża dokładność pozycjonowania.

Sterowanie kopiowe:

Kopiowanie uzyskuje się dzięki skojarzeniu dwóch ruchów posuwowych i posuwu wodzącego oraz prostopadłego do niego posuwu kopiujacego. Ta metoda wykorzystywana jest często do produkcji seryjnej jak i mało seryjnej.

Wyróżniamy kilka rodzajów kopiowania:

- bezpośrednie - pomiędzy wzorcem a PO nie ma elementów pośrednich wprowadzających korekty, główka wodzika jest mechanicznie połączona z narzędziem obrabiającym.

-pośrednie- tu pomiędzy wzorcem a PO występują elementy pośredniczące. Sygnał wyjściowy porównywany jest z sygnałem wejściowym i w przypadku różnicy wysyłany jest sygnał korygujący uchyb dodatni/ujemny.

- ciągłe - w zależności od wychylanie palca wodzącego zmienia się w sposób ciągły prędkość ruchu posuwowego, wzdłuż kształtowanego zarysu. Stały kontakt palca ze wzorcem, kierunki ruchu posuwowego i kształtującego pokrywają się.

­- przerywane- w zależności od wychylenia palca wodzącego włącza się lub wyłącza napęd posuwu. Działanie skokowe, zarys PO przybliżony przez linię stopniową lub łamaną.

Wyróżniamy kilka rodzajów sterowania kopiowego:

- jedno koordynatowe: narzędzie ustawione prostopadle do kierunku posuwu wodzącego V_L

prędkość posuwu V_L stała, prędkość posuwu kopiującego V_K zmienny.

Stosowane przy toczeniu. Suma wektorów

V_K+V_L -> wypadkowa prędkość posuwu- zmienna. Kąty działania γ i możliwy do uzyskania kąt α - ograniczone, zależne od V_Kmax/V_L.

-dwu koordynatowe: stała prędkość wzdłuż toru kształtowania ( przekątna kwadratu o bokach V_K i V_L) -Stosowane częściej przy frezowaniu niż toczeniu.

-trój koordynatowe: stosowane tylko przy frezowaniu 3D, trudne w realizacji.

W celu zwiększenia dokładności stosuje się:

- kilka wzorników, wstępne wiercenie lub frezowanie, frezowanie warstwicami (2,5d), zmiana płaszczyzny frezowania XY na YZ lub XZ, dobór narzędzi do kształtu przedmiotu.

Dokładność obróbki kopiowej:

- toczenie +- 0,02-0,1 mm

- frezowanie 2D +- 0,03 - 0,1 mm

- frezowanie 3D +-0,1 - 0,3 mm

Przyczyny błędów:

Przemieszczenie zarysów, błędy palca wodzącego(wymiary/kształt), tarcie w prowadzeniu palca, za duża masa palca i mała częstotliwość drgań własnych, błędy wzornika (mała sztywność, kształt).

Sterowanie logiczne:

Zjawisko Hazardu: związane jest z rzeczywistymi charakterystykami układów logicznych. Prowadzi to do sytuacji, w której prawidłowo zaprojektowany układ pod względem logicznym działa niepoprawnie, ze względu na pojawienie się niepożądanych, krótkotrwałych sygnałów wyjściowych. Eliminujemy to poprzez wprowadzenie układów antyhazardowych. W układach stykowych zjawisko to spowodowane jest nie jednoczesnymi zmianami położenia zestyków przekaźnika.

Sterowniki PLC:

-lista instrukcji(IL), tekst strukturalny (ST), schemat zestykowi(LD), funkcjonalny schemat blokowy(FBD), schemat sekwencji funkcji(SFC).

ZALETY: krótki czas montażu i uruchomienia programu, uniwersalność zastosowania, może zmieniać funkcje diagnostyczne, szybka i łatwa korekcja programu, możliwość automatycznego tworzenia dokumentacji i kopii zapasowych, niezawodność.

WADY: koszt programatora, brak uniwersalności programatorów

CECHY: maks. Liczba we- wy, przetwarzanie jedno/wielobitowe, szybkość reakcji- czas trwania cyklu, wielkość pamięci wew., maks. Pojemność pamięci.

Układy sterowania automatycznego:

1)konwencjonalne: a) zamknięte: - układ stabilizacyjny- stała wartość zadana, ma utrzymać wartość sygnału sterowanego w pobliżu wartości zadanej.

- układ programowy: wartość zadana jest funkcją czasu, zmienia się według programu

-nadążny: wartość zadana jest funkcją czasu, ale nieznaną. Zmiany funkcji zależne od warunków i zmian zewn.

b)otwarte:

- układ z kompensacją zakłóceń- wyposażony w dodatkowe elementy likwidujące skutki zakłóceń tzw. Korektory zakłóceń

-układy programowe- wartość zadana określona funkcją czasu, położenia itd.

2)adaptacyjne: układy tego typu dostosowują się do obiektów o zmieniających się właściwościach dynamicznych oraz zakłóceń stochastycznych. Polega to na identyfikacji parametrów modelu obiektu i zakłóceń, a następnie na dostrojeniu (skorygowaniu) parametrów algorytmu sterowania.

Klasyfikacja układów sterowania:

-ze względu na liczbę zmiennych sterowanych: jednej/wielu zmiennych

- ze względu na rodzaj elementów: liniowe, nieliniowe

- sposób pomiaru zmiennej sterowanej: analogowe, cyfrowe

-rodzaj regulacji: ciągła, dyskretna

Interpolacja:

-punktowa GO - tro ruchu realizowany po zaprogramowanej drodze z A do B - nie najkrótsza (ruchy ustawcie)

- Liniowa (odcinkowa) - realizowana po najkrótszej drodze z A do B

- kołowa: po łukach X_zad ² +Z_zad²=R^{^2}

- krzywych NURBS/SPLAIN- przybliżony kształt krzywych- trudny w realizacji, dla niektórych krzywych najlepszy sposób

Układy pomiarowe stosowane w Obr.:

-Absolutne, przyrostowe, analogowe, analogowo-cyfrowe, cyfrowe

3 sposoby minimalizacji błędów konturu:

- stosowanie wyrafinowanych regulatorów położenia serwonapędów

- stosowanie dodatkowy regulatorów ze sprzężeniem zwrotnym w przód ”feed-forward”

- stosowanie regulatorów ze sprzężeniem skośnym „Cross - Coupling- Controller”

Błędy wytwarzania:

- model CAD ( obliczenia, import plików-format STEP )

- import/eksport danych CAD

- CAM - tolerancja toru ścieżki narzędzia, tolerancja interpolacji, postprocesor (obliczenia z dokładnością 0,02)

- dokładność geometryczna Obra.

- dokładność kinematyczna Obra.

- dokładność ustawcza narzędzia, oprawki, maszyny

- zużycie narzędzia, sztywność OUPN( statyczna i dynamiczna)

- odkształcenia termiczne ( od 40- 70% błędów)- eliminacja: odpowiednia konstrukcja, eksploatacja, kompensacja odkształceń i chłodzenie

- drgania

---