CNSEM - CURS 1 1

COMANDA NUMERICA IN SISTEME ELECTROMECANICE

NOTIUNI INTRODUCTIVE

STRUCTURA SI FUNCTIILE COMENZII NUMERICE

ELEMENTE DE PROGRAMARE A CN

CN IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE

COMUNICATII INDUCTRIALE

CNSEM - CURS 1 2

NOTIUNI INTRODUCTIVE

CNSEM - CURS 1 3

Centrale electrice

Platforme industriale

Intreprinderi mici si mijlociiSpitale

Scoli

Locuinte

Transport

CNSEM - CURS 1 4

STRUCTURA SISTEMELOR ELECTROMECANICE

CNSEM - CURS 1 5

CIRCUIT DE MĂSURĂ, COMANDA

SI CONTROL

BLOC DE ACTIONARE

BLOC CINEMATIC

BLOC DE LUCRU

BLOC DE ALIMENTARE

BLOC DE UNGERE

FORŢĂ

COMANDĂ ŞI CONTROL

Subsistem mecanic

CNSEM - CURS 1 6

CIRCUIT DE MĂSURĂ, COMANDA

SI CONTROL

BLOC DE ACTIONARE

BLOC CINEMATIC

BLOC DE LUCRU

BLOC DE ALIMENTARE

BLOC DE UNGERE

FORŢĂ

Subsistem mecanic

Flux de energie - determină punerea în mişcare a elementelor blocului de lucru

bloc de alimentare – bloc de acţionare – bloc cinematic – bloc de lucru

CNSEM - CURS 1 7

CIRCUIT DE MĂSURĂ, REGLARE, COMANDA

SI CONTROL

BLOC DE ACTIONARE

BLOC CINEMATIC

BLOC DE LUCRU

BLOC DE ALIMENTARE

BLOC DE UNGERE

Subsistem mecanic

Flux de semnal -are rolul de a modela energie mecanică transmisă blocului de lucru în concordanţă cu necesităţile şi cerinţele procesului tehnologic

bloc de lucru/bloc cinematic – bloc de comandă, reglare şi control – bloc de acţionare

COMANDĂ, REGLARE ŞI

CONTROL

CNSEM - CURS 1 8

BLOCUL DE LUCRU

este blocul principal

aici se executa operatiile pentru care este construit sistemul

aici apar solicitarile de baza

determina puterea utila

dezvolta cuplurile/fortele de sarcina utilizeaza in procesul de productie

energia mecanica data de sistemul de antrenare sub parametrii transferati de organul de transmisie

CNSEM - CURS 1 9

BLOCUL CINEMATIC - totalitatea mecanismelor si lanţurilor cinematice care asigură transmiterea, transformarea sau reglarea mişcărilor principale şi secundare impuse blocului de lucru, precum şi valoarea mărimilor caracteristice

BLOCUL CINEMATIC

Elemente:mecanice;pneumatice;hidraulice;electrice;mixte.

SCHEMA CINEMATICA

CNSEM - CURS 1 10

Lanturi cinematice

Lanturi principale Lanturi secundare

Pentru miscari de rotatie

Pentru miscari rectilinii

Pentru miscari continue

Pentru miscari intermitente

BLOCUL CINEMATIC

CNSEM - CURS 1 11

Sursa de alimentare

Circuit de forta

Convertor

Structura unui BLOC DE ACTIONARE

Sisteme hidropneumatice

Sisteme electrice

Sisteme mixte

CNSEM - CURS 1 12

COMPONENTELE UNUI SISTEM HIDRAULIC

Elemente auxiliare

(acumulatoare, filtre, rezervoare)

Pompa

Echipamente de distributie si

reglare

Actuator

CNSEM - CURS 1 13

SISTEME DE ACŢIONARE ELECTRICE

Sursă de alimentare

CIRCUIT DE FORŢǍ

CONVERTOR ELECTROMECANIC

Element de execuţie/masina de lucru

Din punct de vedere al performanţelor, sistemele de acţionare electrică sunt mult superioare celor hidraulice şi pneumatice şi ocupă la momentul actual mai mult de 70% din sistemele de acţionare utilizate pe plan mondial

CNSEM - CURS 1 14

COMANDA INDIVIDUALA REPARTIZATA A MASINILOR SI PROCESELOR

COMANDA MANUALA( de exemplu scheme de pornire/oprire sau inversare de sens ale masinilor electrice din sistemele de actionare)

COMANDA AUTOMATA, ceea ce presupune derularea automata a unor secvente de lucru si generarea de traiectorii (pentru scula prelucratoare, piesa sau alte subansamble) pe baza unui program.

BLOCUL DE COMANDA, REGLARE SI CONTROL

CNSEM - CURS 1 15

Intreruptor

Contacte contactor

Releu termic

Element termic

Contact auxiliar

contactor Bobina contactor Contact

releu termic

COMANDA MANUALA

CNSEM - CURS 1 16

Dulap de comanda

CNSEM - CURS 1 17

COMANDA AUTOMATA

Dispozitive de automatizare

secventiala

Sisteme dedicate

Comanda numerica

Comanda cu calculatorul

CNSEM - CURS 1 18

Echipament

Maşină

Celulă

Zonă

Host

Echipamente, utililaje, elemente necesare

producţiei ( vane, motoare, sisteme de acţionare

aferente, etc)

Roboţi, benzi transportoare, maşini-

unelte

Grupare logică de maşini utilizate pentru a adăuga

valoare unuia sau mai multor produse

Grupare logică de celule (linie tehnologică, linie

flexibilă de fabricaţie, etc)

Hală de producţie, nivel intreprindere

Sisteme de comandă dedicate (microcontrolere, DSP, etc)

Automate programabile, sisteme de comandă numerică

Automate programabile, sisteme de comandă

numerică, PC

Calculator de proces

PC

MODELUL PE CINCI NIVELE ŞI SISTEMELE DE COMANDĂ AFERENTE .

CNSEM - CURS 1 19

SISTEME DE COMANDĂ DEDICATE (embedded systems)

Un sistem dedicat este un sistem integrand in structura sa si un computer, creat si dezvoltat pentru o aplicatie anume.

EXEMPLE Sistem antifurt la automobile

Sistem de comanda a ferestrelor la automobile

Masini de spalat

Cuptorul cu microunde

Sistem de directie la automobile

CNSEM - CURS 1 20

MICROPROCESOAREDE UZ GENERAL (general purposes)

SPECIALIZATE

PENTRU PROCESARE DIGITALA DE SEMNAL

Se utilizeaza in general in sistemele de calcul.

Se utilizeaza in sistemele dedicate.

Se utilizeaza in general in sisteme de control al miscarii.

CNSEM - CURS 1 21

ARHITECTURA SISTEMELOR DEDICATE

•execută instrucţiunile din memorie;

•efecutează calcule sau procesare asupra datelor, corespunzător instrucţiunilor,

•iniţializează schimbul de date cu perifericele.

Unitatea centrală (UC), microprocesorul

Ceasul

•asigură efectuarea secvenţială a operaţiilor şi este de obicei implementat printr-un oscilator cu quarţ.

•stochează instrucţinile din program; stochează datele (constante sau variabile) utilizate de program; schimbă date cu microprocesorul.

Memoria

Periferice

Magistrale

•asigură anumite servicii microprocesorului şi permite conexiunea cu exteriorul.

•o reţea de conexiuni între microprocesor şi celelelalte elemente componente. De date

De adrese

De control

CNSEM - CURS 1 22

Microprocesor

CeasMemorie Periferice

DateAdrese

Control

Sistemul de magistrale

Sistem dedicat cu arhitectură Von Neumann.

Sistem dedicat cu arhitectură Harvard.

Microprocesor

CeasMemorie

datePeriferice

Date

Adrese

Control

Sistemul de magistrale Data Bus

Memorieprogram

Date

Adrese

Control

Sistemul de magistrale Program Bus

CNSEM - CURS 1 23

PROGRAMAREA SISTEMELOR DEDICATE

Program în limbaj de

nivel superior

Program în limbaj de

asamblare

Cod obiect

Compilator Asamblor

Linker

Program în limbaj de

asamblareCod

obiect

Asamblor

Program executabil

Loader

Sistem target

Emulator

Debugger

instrument de tip cross-development

Program sursă

Sistem host

CNSEM - CURS 1 24

APLICATII ALE SISTEMELOR DEDICATE

CONTROLUL SISTEMULUI DE TRACŢIUNE

Supapă

Arborele cotit

Arborele cu came

Secţiune transversală printr-un motor cu ardere internă, cu vizualizarea acţionării

unei supape.

Sistem de acţionare a unei supape (biela –

manivela la sistemele clasice)

CNSEM - CURS 1 25

Cu motor electric

Cu sistem electrohidraulic

Supapa electromagnetica

CNSEM - CURS 1 26

SISTEM ELECTROHIDRAULIC DE FRANARE

Valvă funcţionare normală/safe-mode

Acumulator

Senzor fixat pe pedala de frână Pompă

hidraulică Unitatea de control

CNSEM - CURS 1 27

1 – sensor de viteză fixat pe roată2 – senzor de detecţie a unghiului volanului3 – accelerometru4 – frână electromecanică5 – modul de comandă a actuatorului frânei electromecanice6 – baterie de alimentare7 – sistem starter - alternator

SISTEM ELECTROMECANIC DE FRANARE

CNSEM - CURS 1 28

SISTEM DE DIRECTIE ASISTAT ELECTRIC

CNSEM - CURS 1 29

DISPOZITIVE DE AUTOMATIZARE SECVENTIALA

Automatul programabil este un echipament destinat automatizărilor industriale, care înlocuieşte circuitele de comandă secvenţială în logică cablată.

5 Vdc

Sursă alimentare

automat UC

Modul intrare

Modul ieşire

Sursă separată pentru

elementele de execuţie

Alimentare asigurată de utilizator

Alimentare UC şi I/O

Date

Principalele elemente ale unui automat programabil.

~

CNSEM - CURS 1 30

Microprocesor

ROM:- Sistem de operare- Programe aplicaţie- Drivere- Funcţii preprogramate

RAM:- Programe utilizator- Date configuraţie- Date retentive- Imagine date intrare- Imagine date ieşire- Alte date adresabile- Date de lucru- Buffer comunicaţie

ROM protejat (baterie) sau EEPROM- Programe utilizator- Date configuraţie- Date retentive

GESTIONARE COMUNICAŢIE

Unitate programare

Echipamente Slave

LAN – Local Area Network

Module I/O locale

Staţii I/O externe (remote)

Module I/O de extensie

Structura unităţii centrale

CNSEM - CURS 1 31

Blocuri de intrare/ieşire

Blocurile analogice I/O - conectează la automatul programabil senzori al căror semnal de ieşire este proporţional cu valoarea mărimii măsurate, respectiv, actuatoare a căror de ieşire variază proporţional cu semnalul primit de la automat.

Plaje de valori : 4÷20 mA, 0÷20mA, 0÷5 V, -5÷5 V, 0÷10 V, -10÷10 V

Blocurile digitale I/O - se conectează la senzori şi actuatoare care funcţionează pe principiul ON/OFF, semnalele de intrare/ieşire fiind semnale digitale.

Modulele inteligente I/O au în structură propriul microprocesor şi propria memorie. Aceste blocuri au fost proiectate şi realizate pentru scopuri speciale, cum ar fi numărătoare de frecvenţă înaltă, sau module de servocontrol pentru motoare electrice.

Modulele de comunicaţie sunt module inteligente care permit transferul de date de la/la UC spre/dinspre o reţea de comunicaţie.

Module externe de conectare - pentru intrări şi ieşiri aflate la distanţe considerabile de automatul programabil

CNSEM - CURS 1 32

APLICATII

CNSEM - CURS 1 33

Comanda de pornire/oprire motoare electrice

Avantaje:

-Gabarit redus

-Modificari usoare si rapide

-Pot integra functii de monitorizare si diagnoza

CNSEM - CURS 1 34

SISTEME DE COMANDA NUMERICA

Variante:

logica cablata – comanda conventionala

logica programata – Computerized Numerical control –(CNC)

Avantajele LP fata de LC

Permite modificari post-procesor

Permite eliminarea erorilor cauzate de fiabilitatea mai redusa a cititoarelor de banda

Economie de timp prin eliminarea derularii benzii perforate

Introducerea unor noi functii fara modificari hardware

Standardizari hardware, modificarile de adaptare la diferite tipuri de masini referindu-se la structurile de interfata

Sisteme de comanda numerica: sisteme la care comanda si controlul se realizeaza pe baza unui program

CNSEM - CURS 1 35

APLICATII

Masini unelte cu comanda numerica

Utilaj tehnologic pentru prelucrari pe baza tehnologiilor neconventionale

Linii flexibile de fabricatie

CNSEM - CURS 1 36

Variante de prelucrare cu sisteme cu comandă numerică

P1(X1,Y1)

P2(X2,Y2)Y

XO

Y

XO

P0

P1

P2

P3

P4

P5

XO

P1

P

n

Y

Poziţionare Prelucrare paraxială

Conturare

CNSEM - CURS 1 37

Este un sistem de conducere directa prin calculator numeric a unui grup de masini, de la 2-3 masini la totalitatea unitatilor dintr-o sau intreprindere.

Programele sunt memorate in calculator, modificarea lor facandu-se simplu si rapid.

Inglobeaza atat comenzile de prelucrare propriu-zisa cat si pregatirea procesului de fabricatie, programarea pieselor, intretinerea si inventarierea sculelor, transportarea si stocarea pieselor, etc.

De obicei se adopta structuri pentru conditii locale bine definite.

Variante:

Inglobarea mai multor structuri CNC, fiecare asigurand functionarea instalatiei tehnologice la parametri nominali si in absenta procesorului central;

Utilizarea la nivelul fiecarei MU a unor dispozitive de automatizare secventiala, dar gradul de dependenta de sistemul central devine total.

SISTEME DE CONDUCERE PRIN CALCULATOR