Электроавтоматика металлорежущих станков. В трех томах. 2-е изд.

ТОМ 1 ПРЕДИСЛОВИЕ 8 ГЛАВА 1. СТРУКТУРА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СТАНКОВ 10 1.1. Общие сведения, типовой состав принципиальной схемы 10 1.2. Условные обозначения элементов принципиальной схемы 13 1.3. Функциональные узлы принципиальной схемы 19 1.3.1. Схемы подключения электрооборудования к силовой питающей сети 20 1.3.2. Источники питания цепей управления и исполнительных элементов переменного и постоянного тока 22 1.3.3. Питание цепей местного освещения 25 1.3.4. Источники питания цепей управления и исполнительных органов постоянного тока 27 1.3.5. Элементы управления и контроля 30 1.4. Устройство защитного отключения (УЗО) 34 1.5. Прибор безопасного управления сигналом «Все стоп» и формирования цепи безопасности 35 1.6. Типы питающих силовых сетей 37 1.7. Выбор элементов защиты станочных электроприводов 41 1.7.1. Обобщенная защитная характеристика 42 1.7.2. Выбор автоматических выключателей 44 1.7.3. Выбор предохранителей 45 1.7.4. Выбор тепловых реле 46 1.7.5. Выбор электромагнитных максимальных реле 47 1.7.6. Выбор номинальной мощности однофазного трансформатора 50 1.7.7. Защита трансформаторов управления 51 1.7.8. Замена силового трансформатора 52 1.8. Группы соединения трансформаторов 53 1.9. Принципы формирования документации, виды и типы схем 59 1.10. Рекомендации по разработке принципиальных схем (алгоритмов) 62 1.11. Пример рабочей принципиальной схемы и перечня элементов 66 1.12. Рекомендации по монтажу электрооборудования 85 1.13. Рабочие примеры конструктивных чертежей 89   ГЛАВА 2. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СТАНКОВ 98 2.1. Релейно-контактная элементная база 98 2.2. Полупроводниковые приборы 102 2.3. Цифровые интегральные микросхемы 111 2.4. Программируемые логические контроллеры 118 2.4.1. Условные обозначения, принципы адресации сигналов 122 2.4.2. Сводная таблица команд языка электроавтоматики устройств ЧПУ серии NC 125 2.4.3. Сводная таблица базовых команд разных типов PLC 128 2.4.4. Принцип функционирования контроллера 129 2.5. Описание языков программирования контроллера 132 2.5.1. Программирование на языке мнемокода 132 2.5.2. Программирование на языке релейно-контактных символов 135 2.5.3. Программирование на языке функциональных инструкций 137 2.5.4. Программирование на языке логических уравнений 138 2.5.5. Программирование на языках, основанных на формировании задач на обиходном языке (символьные языки) 140 2.5.6. Программирование на языках последовательного функционального управления (Графсет, Хайграф и др.) 141 2.5.7. Языки высокого уровня 144 2.5.8. Специализированные языки 149 2.6. Панели оператора 151 2.7. Организация связи с блоками входов и выходов 152 2.8. Аналоговые интегральные микросхемы 157 2.9. Системы счисления и способы кодирования сигналов 174 ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДИСКРЕТНОЙ ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ 180 3.1. Краткие сведения из теории алгебры логики 185 3.2. Основные законы алгебры логики 190 3.3. Правила формального построения принципиальных схем по уравнениям алгебры логики 202 3.4. Применение законов алгебры логики для схем с вентильными элементами 208 3.5. Логические схемы с тремя состояниями выхода 212 3.6. Схемы монтажной логики 214 3.7. Инженерная методика синтеза схем электроавтоматики на основе циклограмм работы 218 3.7.1. Формализация работы механизмов при помощи циклограмм 219 3.7.2. Учет влияния фронтов при явлении состязания в логических схемах 223 3.8. Рекомендованная последовательность синтеза 231 3.9. Обобщенный алгоритм анализа циклограмм 232 3.9.1. Метод поиска комбинационного решения 232 3.9.2. Поиск решения с типовой памятью 239 3.9.3. Поиск решения с промежуточными сигналами 253 3.10. Определение минимального числа логических переменных, необходимых для перевода нереализуемых условий работы в реализуемые 261 3.11. Синтез временных логических схем на основе метода циклограмм 264 3.12. Комплексное применение методики синтеза 276 3.12.1. Стадии проектирования электроавтоматики станка с устройством ЧПУ серии NС 276 3.12.2. Типовой состав файла электроавтоматики 276 3.12.3. Перечень решаемых вопросов по системе ЧПУ 278 3.12.4. Загрузка устройства ЧПУ (ООО «Балт-Систем») 279 3.12.5. Организация циклов управления 279 3.12.6. Пример синтеза схемы управления манипулятором многооперационного станка с ЧПУ с горизонтальным расположением шпинделя 286 3.13. Метод счетчика последовательности 293 3.13.1. Структура с общим сбросом 293 3.13.2. Структура с логическим сбросом 298 3.14. Организация пошагового управления циклом 301 3.15. Прямое управление электромагнитами 309 ГЛАВА 4. СИНТЕЗ ТИПОВЫХ ДИСКРЕТНЫХ СХЕМ И АЛГОРИТМОВ ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ 314 4.1. Комбинационные схемы 314 4.1.1. Шифраторы, дешифраторы, преобразователи кодов 314 4.1.2. Схемы сравнения кодов 333 4.1.3. Контроль четности 339 4.1.4. Коммутаторы 343 4.1.5. Драйверы и приемопередатчики 346 4.2. Последовательностные схемы 349 4.2.1. Типовые элементы памяти 349 4.2.2. Регистры 358 4.2.3. Счетчики 366 4.3. Типовые решения для PLC 382 ГЛАВА 5. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ РЕЛЕЙНО-КОНТАКТНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ 407 5.1. Нереверсивный асинхронный электропривод 407 5.2. Асинхронный электропривод с тяжелыми условиями пуска 411 5.3. Реверсивный асинхронный электропривод 413 5.4. Ограничение пускового момента асинхронных двигателей 417 5.5. Асинхронный электропривод с автоматическим торможением при остановке 436 5.5.1. Динамическое торможение 436 5.5.2. Реверсивный нерегулируемый асинхронный электропривод с торможением противовключением и реле контроля скорости 443 5.5.3. Магнитное торможение 445 5.5.4. Конденсаторное торможение 446 5.5.5. Асинхронный электропривод с тормозной муфтой 447 5.6. Системы импульсного (толчкового) включения асинхронных двигателей 450 5.7. Многоскоростные нерегулируемые асинхронные электроприводы 454 ПРИЛОЖЕНИЯ 473 П1. Электромеханические свойства АД 473 П2. Электромеханические свойства ДПТ 486 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 506 ТОМ 2 ГЛАВА 6. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ 7 6.1. Общие сведения по электрооборудованию металлорежущих станков 7 6.2. Пульты управления систем ЧПУ 9 6.3. Файловая структура УЧПУ «Балт-Систем» (параметры) 17 6.3.1. Шаблон файла FCRSYS 17 6.3.2. Шаблон файла ACXF 18 6.3.3. Шаблон файла IOCF 21 6.3.4. Шаблон файла PGCF 24 6.4. Принцип адресации дискретных входов/выходов, оперативной памяти и слов для устройства ЧПУ модели NC210 28 6.5. Разработка виртуальных оболочек 31 6.5.1. Процедура управления горизонтальными клавишами 31 6.5.2. Процедура управления вертикальными клавишами 36 6.6. Распределение адресного пространства 39 6.7. Варианты структурирования программ электроавтоматики 60 6.8. Состав логической части программы электроавтоматики 62 6.9. Таблица принятых в книге условных обозначений 65 6.10. Сводная таблица языка электроавтоматики систем ЧПУ фирмы «Балт-Систем» 66 ГЛАВА 7. УПРАВЛЕНИЕ ПОДАЧЕЙ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ 69 7.1. Классификация и структура электроприводов подачи металлорежущих станков 69 7.2. Структура электроприводов подачи 71 7.3. Общая идеология включения и управления приводом 86 7.4. Управление подачей при помощи виртуальных кнопок 101 7.5. Управление от штурвала 133 7.5.1. Управление одним штурвалом от устройства ЧПУ 134 7.5.2. Управление одним штурвалом и сигналом VOL из электроавтоматики 137 7.5.3. Управление одним штурвалом из электроавтоматики через пакет N 140 7.5.4. Управление двумя фиксированными штурвалами из пакета N 143 7.5.5. Управление двумя переключаемыми штурвалами токарного станка из электроавтоматики через пакет N 146 7.6. Специальные режимы управления 155 7.6.1. Управление подачей от выносного пульта 155 7.6.2. Перемещение осей из электроавтоматики в регулируемом режиме 160 7.6.3. Алгоритм плавного разгона и торможения из электроавтоматики 166 7.6.4. Размерное перемещение осей из электроавтоматики (файл FILMOV) 167 7.7. Позиционная ось от точки к точке (ТТ), управляемая от ЦАП с датчиком типа «Энкодер» 174 7.8. Позиционная ось от точки к точке с датчиком без ЦАП 194 7.9. Позиционная индексная ось с ДОС 210 7.10. Индексная ось 225 7.11. Синхронные оси 247 7.12. Диаметральная ось 250 7.13. Виртуальная ось 251 7.14. Цифровое управление следящими электроприводами 251 7.15. Трехбуквенные коды 253 7.16. Режим обучения (Teach-In) 259 ГЛАВА 8. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ 270 8.1. Общая информация 270 8.2. Нерегулируемые асинхронные электроприводы 272 8.3. Типовые стыковки регулируемых приводов главного движения 275 8.4. Типовой алгоритм управления главным приводом с автоматической коробкой скоростей 282 8.5. Типовой алгоритм управления главным приводом станка ГФ2171 с нерегулируемым асинхронным приводом и автоматической коробкой скоростей 315 8.6. Особенности управления главным приводом токарного станка 16АФ20Ф3 с ручной коробкой скоростей 341 8.7. Элементы управления шпинделем при использовании системы ЧПУ фирмы «Фанук» 352 ГЛАВА 9. УПРАВЛЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ 367 9.1. Управление гидравликой станка с ЧПУ 367 9.2. Управление смазкой направляющих 372 9.3. Управление охлаждением 384 9.4. Управление патроном токарного станка 386 9.5. Управление пинолью токарного станка 389 9.6. Управление механизмами уборки стружки 393 9.7. Управление освещением рабочей зоны 395 9.8. Управление электроприводом перемещения консоли фрезерного станка с ЧПУ 396 9.9. Управление электроприводом перемещения поперечины продольно-фрезерного станка 399 9.10. Управление поперечиной карусельного станка с ЧПУ 402 9.11. Управление зажимом инструментов фрезерных станков 407 9.12. Управление зажимом детали 411 9.13. Управление люнетом токарного станка 412 9.14. Пиноль токарного станка (УЧПУ «Микрос») 414 9.15. Управление охлаждением (УЧПУ фирмы «Маяк») 417 ПРИЛОЖЕНИЯ 421 П1. Управление подачей системы ЧПУ типа FMS-3000 421 П2. Управление подачей системы ЧПУ типа «Маяк-400» 424 П3. Управление подачей системы ЧПУ типа «Синумерик 802Д» 425 П4. Управление подачей системы ЧПУ типа «Синумерик 810-Д» 427 П5. Управление подачей системы ЧПУ типа «Фанук МАТЕ-Т» 429 П6. Управление подачей системы ЧПУ типа «Микрос» 437 П7. Сводная таблица обменных сигналов управления шпинделем систем ЧПУ фирмы «Балт-Систем» 438 П8. Краткие сведения по главному приводу Varispeed-F7 фирмы «Омрон» 440 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 466 ТОМ 3 ГЛАВА 10. УПРАВЛЕНИЕ ПОИСКОМ И СМЕНОЙ ИНСТРУМЕНТА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ С ЧПУ 7 10.1. Классификация систем управления электроавтоматики поисковых механизмов 7 10.2. Типовые узлы алгоритмов поиска 19 10.2.1. Программирование реверсивных командоаппаратов (КА) 19 10.2.2. Принципы формирования сигналов совпадения кодов, замедления и остановки вращения 22 10.2.3. Определение кратчайшего направления вращения 27 10.2.4. Размерные перемещения из электроавтоматики 31 10.2.5. Ориентированный останов шпинделя 38 10.2.6. Активизация коррекции инструмента 43 10.2.7. Формирование ответа о завершении цикла 43 10.3. Электроавтоматика смены инструмента станка модели ИР500 47 10.3.1. Последовательность разработки электроавтоматики 47 10.3.2. Управление магазином при выходе в ноль и в ручном режиме от кнопок 58 10.3.3. Управление магазином в автоматическом режиме 74 10.4. Позиционная ось от точки к точке (ТТ) управления от ЦАП и датчиком типа «Энкодер» 120 10.5. Система свободного кодирования инструмента (Random) 139 10.5.1. Реализация свободного кодирования Random для системы ЧПУ фирмы «Фанук» 140 10.5.2. Реализация свободного кодирования Random для системы ЧПУ фирмы «Балт-Систем» 147 10.6. Электроавтоматика револьверных головок 151 10.6.1. Общая информация 151 10.6.2. Принципы организации ручного управления 155 10.6.3. Диагностика и защиты 155 10.6.4. Револьверная головка типа УГ9326 157 10.6.5. Револьверные головки типа ВТР фирмы PRAGATI 167 10.6.6. Револьверные головки типа BSV-N фирмы DUPLOMATIC 183 10.7. Исходные материалы по станку ГФ2171Ф3 206   ГЛАВА 11. УПРАВЛЕНИЕ СМЕНОЙ СТОЛОВ-СПУТНИКОВ 214 11.1. Смена столов-спутников станка ИР500ПМФ4 214 11.2. Смена столов-спутников станка ИС800ПМФ4 236 11.3. Смена столов-спутников станка ИР800ПМФ4 241 11.4. Смена столов-спутников станка МК500 244 11.5. Примеры организации гибких производственных систем 250 ГЛАВА 12. ДИАГНОСТИКА И ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ 256 12.1. Общие вопросы диагностики 256 12.2. Файлы сообщений 263 12.3. Типовые диагностические решения 267 ГЛАВА 13. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКОЙ В ПРОЦЕССАХ 287 13.1. Управление в процессах для систем ООО «Балт-Систем» 287 13.2. 2-канальное управление для систем фирмы «Фанук» 302 ГЛАВА 14. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ 310 14.1. Общие сведения 310 14.2. Разрешенные и запрещенные зоны 330 14.3. Линейная и круговая интерполяция 332 14.4. Задание коррекции на радиус 340 14.5. Винтовая интерполяция 344 14.6. G-функции разгона и торможения 345 14.7. Параметрическое программирование 347 14.8. Программирование выдержек времени 349 14.9. Команды трансформации 350 14.10. Повторение части программы 351 14.11. Краткие сведения о трехбуквенных кодах, формирующих начальные точки 353 14.12. Программирование подпрограмм 356 14.13. Постоянные циклы 365 14.14. Векторное программирование GTL 368 14.15. Файловая структура устройств серии NC 380 14.15.1. Файл форматирования 380 14.15.2. Файл корректоров 382 14.15.3. Файл начальных точек 388 14.16. Процедурные вопросы 390 14.17. Привязка координат детали 401 14.18. Привязка инструментов фрезерного станка 403 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 408 ПРИЛОЖЕНИЯ 412 П1. Обменные сигналы пакета «К» 412 П2. Обменные сигналы пакета «N» 435 П3. Адресация входных сигналов 447 П4. Адресация выходных сигналов 449 П5. Подключение блоков входов и выходов 451 П6. Адресация станочного пульта NC-310 452 П7. Сводная таблица языка электроавтоматики 453 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 456