KONTAKT 2011
Rozšíření modelu žonglér a řízení CNC stroje Autor: Bc. Pavel Jaroš (
[email protected]) Vedoucí: Ing. Pavel Burget, Ph.D. (
[email protected])
Katedra řídicí techniky FEL ČVUT
Praha 26.5.2011
Rozšíření modelu žonglér a řízení CNC stroje
Model žonglér – pětiosé mechanické zařízení – realizuje vzájemnou součinnost a synchronizaci – týmový projekt • rozšíření modelu o převodové ústrojí – snížení výkonové rezervy pohonů – jednostupňová planetová převodovka WPLE 120 • rozšíření modelu o režim žonglování se čtyřmi koulemi – technika žonglování – „kaskáda“ – návrh vačkových profilů • žonglovací teorém • vrh šikmý vzhůru
b d+ f = h d +e
Rozšíření modelu žonglér a řízení CNC stroje
CNC řízení • teoretické základy CNC řízení – G-funkce, M-funkce, CNC program, atd. – koncept CNC řízení podle B&R • technologie vrtání a gravírování – aplikace teoretických poznatků na reálném stroji Vanad – vedlejší technologie -> přepínání technologií – vizualizační část projektu • přepínání technologie • nastavení technologie • rozšíření o osu Zvf
Rozšíření modelu žonglér a řízení CNC stroje
Dosažené výsledky • Model žonglér – model schopný kontinuálního chodu v režimu žonglování se čtyřmi koulemi – model připravený pro výuku studentů – účast na Ampéru 2011 • Technologie vrtání a gravírování – realizována jako vedlejší technologie – CNC program – polohování osy Z – nastavení technologie z vizualizace – přívětivé grafické prostředí
Rozšíření modelu žonglér a řízení CNC stroje
Děkuji za pozornost!
Rozšíření modelu žonglér a řízení CNC stroje Autor: Bc. Pavel Jaroš
(jarospa2@fel (
[email protected]. cvut.cz) cz)
Vedoucí: Ing. Pavel Burget, Ph.D.
(pavel. pavel.burget@ burget@fel. fel.cvut. cvut.cz) cz)
Rozší ření Rozšíř ení modelu žonglé onglér
Žonglová onglování se čtyř tyřmi koulemi
Rozší řený model Rozšíř
Žonglovací teorém
b d+ f = h d +e
b - počet koulí h - počet mechanických rukou f - čas letu (čas mezi vyhozením a chycením koule) d - čas mezi chycením a vyhozením koule e - okamžik prázdné ruky mezi vyhozením a chycením další koule
Vačkové profily
POSITION s [cm]
100
• kinematika řízených os
0 −100
definována křivkami polohy, rychlosti a zrychlení • využívá dopočítaných souřadnic všech fixních bodů • prokládání fixních bodů aproximačními polynomy • návrh v komponentě AS, editor vačkových profilů
0
0.2
0.4
0.6
0.2
0.4
0.6
0.2
0.4
0.6
0.8 t [s] VELOCITY
1
1.2
1.4
1.6
0.8 1 t [s] ACCELERATION
1.2
1.4
1.6
1.2
1.4
v [cm/s]
500 0 −500
0 4
x 10
2
a [cm/s ]
1
lin v0 v1 v2
0 −1
0
0.8 t [s]
1
1.6
Vrh šikmý vzhůru V
v0 = v0 X + v 0Y 2
H
2
v0Y =
vY = v 0 ⋅ sin α − g ⋅ tV
F⋅g 2⋅ v0 X
• pětiosé mechanické zařízení • pět synchronních pohonů (4 rotační, 1 lineární) • realizuje vzájemnou součinnost a synchronizaci • model připraven k zařazení do výuky • prezentace katedry • model rozšířen o režim žonglování se čtyřmi koulemi • žonglovací technika – „kaskáda“ • výpočet parametrů žonglování (žonglovácí teorém, vrh šikmý) • vačkové profily spojené ve vačkovém automatu • vačkové profily vytvářeny ve vačkovém editoru • vačkový editor součástí Automation Studia • vertikální osy doplněny o úhlovou jednostupňovou planetovou převodovku WPLE 120 • převodovky zajistí plné výkonové využití pohonů SATELIT LINEÁRNÍ VEDENÍ
v ⋅ sin α ⇒ tV = 0 g
D
H=
P
ROTOR PLANETA
SPOJKA KORUNA
v02 ⋅ sin 2 α 2⋅ g
UNAŠEČ
Řízení zení CNC stroje
Obecný koncept CNC řízení zení
Technologie vrtá vrtání a graví gravírová rování aplikační pr ogr am
• teoretické základy CNC
Start CNC programu
• softwarový koncept CNC podle B&R
NC objekt
NC objekt
NC objekt
NC objekt
CNC systém
Osa 1
Osa 2
Osa 3
CNC operační systém
• • • • •
CNC systém CNC program NC osy M-funkce, G-funkce externí parametry
CNC dekodér
(Timer Interrupt)
CNC program
• obecná koncepce kyslíkových a plazmových strojů společnosti Vanad a.s. rozvržení os na stroji rozvržení os v projektu hardwarové vybavení softwarové vybavení
• vizualizace projektu VANAD
• vrtání otvorů do kovových a nekovových materiálů • drážky a gravírovací stopa uvažována pro kovové i nekovové materiály
(Idle time)
CNC path generátor
servozesilovače
• • • •
• rozšíření strojů VANAD o vrtací a gravírovací suport
Set Value Set Value Set Value Generator 1 Generator 1 Generator 1
B L O K Y
N100 N120 N130 N140
• spojení s hlavním suportem pevným spojem (osa Y) • řešen problém přepínání technologií
Controller 1 Controller 2 Controller 3
(*******************************************************************) ( CNC program: cnc_prg.cnc (*******************************************************************) % 001
• přidána jako vedlejší technologie (v budoucnu také jako hlavní)
• rozšíření vizualizace
(Definice hlavniho programu) F5000 G01 G01 G00
X1000 Y1000 X- 1000 Y- 1000 X0 Y0
N999 M30
SLOVA
(Feedrate: Units/min) (Linearni interpolace na souradnice: X1000 Y1000) (Linearni interpolace na souradnice: X-1000 Y-1000) (Rychla linearni interpolce na souradnice: X0 Y0) Konec programu)
• přidání nové osy Zvf do vizualizace • obrazovka nastavení nové technologie • obrazovka technologie vrtání a gravírování – možnost přepínání hlavní a vedlejší technologie • rozšíření obslužných cyklických úloh pro vizualizaci
