TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory
Projekt Marvin GJEPALI Pavel HYNEK
Liberec
2010
Materiál vznikl v rámci projektu ESF (CZ.1.07/2.2.00/07.0247) Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, KTERÝ JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií
Zadání bakalářského ročníkového projektu Jména a příjmení studentů
Marvin Gjepali (M08000018)
(osobní číslo)
Pavel Hynek (M08000030)
Zkratka pracoviště Datum zadání RP Plánované datum odevzdání Rozsah grafických prací Rozsah průvodní zprávy Název RP (česky)
MTI 20.10.2009 28.5.2010 Dle potřeby dokumentace cca 15 stran Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory
Název RP (anglicky)
Control unit for CNC machine with DC motors
Zásady pro vypracování bakalářského projektu: Navrhněte, případně zrealizujte úpravy řízení tříosého CNC stroje se stejnosměrnými motory, který je k dispozici na SPŠSE a VOŠ Liberec. Seznam odborné literatury: Firemní materiály firem SHARP, Hewlett-Packard, Infineon,International IOR Rectifier, ArtSoft. Vedoucí projektu
Ing. Miloš Hernych, MTI
2
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Prohlášení Byl jsem obeznámen s tím, ţe na mou ročníkovou práci se plně vztahuje zákon č. 121/2000 Sb. o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo. Beru na vědomí, ţe Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv uţitím mé ročníkové práce pro vnitřní potřebu TUL. Uţiji-li ročníkovou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu vyuţití, jsem si vědom povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne poţadovat úhradu nákladů, které vynaloţila na vytvoření díla, aţ do jejich skutečné výše.
Ročníkovou práci jsem vypracoval samostatně s pouţitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím ročníkové práce a konzultantem.
Datum
Podpisy
3
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Abstrakt Tato práce obsahuje projekt, který má za úkol navrhnout, případně zrealizovat CNC stroj za pomocí stejnosměrných motorů. Řešená problematika je rozebrána teoreticky, podle teorie jsou navrţeny schémata a plošné spoje. Patřičné průběhy jsou sejmuty a okomentovány. Rozdíly mezi teorií a praxí jsou následně okomentovány a vysvětleny.
Abstract This work contains a project which is going to draw up and eventually realize CNC engine with the help of direct-current motors. The issue is analyzed theoretically; schemes and printed circuits are drawn up according to the theory. Appropriate processes are taken down and commented. The differences between the theory and the practice are consequently commented on and explained.
4
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Obsah KLÍČOVÁ SLOVA ................................................................................................................ 6 ÚVOD ............................................................................................................................... 7 1. OBECNÝ NÁVRH ........................................................................................................... 7 2. OPTICKÉ ODDĚLENÍ....................................................................................................... 8 3. MOTORY .....................................................................................................................10 4. ŘÍZENÍ MOTORŮ ..........................................................................................................11 4.1 SPÍNACÍ PRVKY H-MŮSTKU ................................................................................................... 12 4.2 SPÍNÁNÍ TRANZISTORŮ ......................................................................................................... 13 4.3 ŘEŠENÍ H-MŮSTKU ............................................................................................................. 15 5. STÍNĚNÍ .......................................................................................................................18 6. REALIZACE ŘÍDICÍ JEDNOTKY ........................................................................................18 6.1 POPIS ŘÍDICÍ JEDNOTKY ......................................................................................................... 20 7. PROGRAM MACH ........................................................................................................22 ZÁVĚR..............................................................................................................................22 POUŽITÁ LITERATURA ......................................................................................................23
5
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Klíčová slova Klíčové slovo Vyjádření zkratky
Vysvětlení
ADC
Analog Digital Converter
Analogově digitální převodník
CAD
Computer aided design
Počítačem podporované projektování
Cinch
Druh konektoru
CMOS
Complementary Metal–Oxide–Semiconductor
Druh obvodové architektury
CNC
Computer Numeric Control
Stroj číslicové řízení počítačem
DC
Direct Courent
Stejnosměrný proud
Dir
Direction
Signál určující směr
Drain
Tranzistorový kolektor pro MOSFET
Gate
Hradlo
G-kódy
Kódy jenţ ovládají souřadnice os
H-Bridge
Tranzistorový můstek
High
Logická jednička
IGBT
Insulated Gate Bipolar Transistor
Bipolární tranzistor s izol. hradlem
IN
In
Vstup
IRC
Incremental Rotary Coder
Inkrementální rotační čidlo
LCD
Liquid crystal display
Displej z tekutých krystalů
LED
Light emited diode
Světlo emitující dioda Logická nula
Low LPT
Line Printer Terminal
Paralelní port
MCU
Multipoint Control Unit
Mikrokontrolér
MOSFET
Metal–oxide–semiconductor field-effect transistor
Polem řízený tranzistor
Optočlen PC
Prvek oddělující potenciály Personal Computer
Osobní počítač
Pin
Kontakt signálu
Pull-Down
Rezistor posilující logickou nulu
Pull-Up
Rezistor posilující logickou jedničku
PWM
Pulse Wide Modulation
Pulzně šířková modulace
SD
Shut down
Pin pozastavující obvod
Source
Tranzistorový emitor pro MOSFET
Tranzistor
Spínací prvek
TTL
Transistor-transistor logic
Tranzistorově-tranzistorová logika
USART
Universal synchonus/asynchronous receiver/transmitter
Komunikace po sériovém portu
6
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Úvod Tento projekt má za úkol vyuţít jiţ stávající konstrukci na Střední průmyslové škole strojní a elektrotechnické a Vyšší odborné školy v Liberci tak, ţe se navrhne veškerá řídicí elektronika pro chod plasmové CNC řezačky plechů. Vycházelo se z konstrukce, obsahující stejnosměrné motory. Hlavní výhodou tohoto CNC stroje bude ovládání za pomocí souborů CAD, které jiţ obsahují strojařský výkres, namísto ovládání pouze G kódy, do kterého by se musel převést jiţ zhotovený strojařský výkres. Aby bylo moţné tento stroj jednoduše řídit, musí se zrealizovat komunikace s počítačem i zpětná vazba natočení motorů. Nevýhoda daných motorů je ve sloţitosti řízení, výhoda však bude v jejich rychlosti. CNC stroj bude řízen rychle a jednoduše, ze strany uţivatele.
1. Obecný návrh Řídicí
elektronika
bude
zpracovávat
výstupní
signály
z počítače
a
zároveň
z inkrementálních čidel. V závislosti na těchto výstupech, bude regulovat otáčky stejnosměrného motoru za pomocí střádače. Blokové schéma zapojení lze vidět na Obr. 1.
7
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Obr. 1 – Blokové schéma řídicí jednotky
2. Optické oddělení Aby nedošlo k případným zkratům v obvodu řídicí elektroniky, budou jednotlivé prvky opticky odděleny. Jednotlivé zdroje tak budou mít vůči ostatním zdrojům nulový potenciál. Na Obr. 2 je znázorněna koncepce optického oddělení. Některé prvky vyţadují vyšší rychlosti při oddělení.
Obr. 2 – Blokové schéma optického oddělení
8
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Pro koncové spínače jsou zvoleny optočleny PC816Senes. Provozní napětí je aţ 70 V, proud aţ 50 mA, Izolační napětí je 5 kV. Špičkový proud vstupu zvládne aţ 1 A pro časový úsek niţší neţ 100 μs. Vstup pro napájení diody je také aţ 50mA. Ztrátový výstupní výkon můţe být aţ do 150 mW. Provozní teplota se pohybuje od -30 °C do 100 °C. Skladovací teplota -55 °C aţ 125 °C. Špičková teplota po dobu 10 s můţe být aţ 260 °C.
Obr. 3 – Teplotní závislost (1)
Obr. 4 – Zpoždění optického ddělení (1)
Na Obr. 3 je teplotní závislost jednoho kanálu v optočlenu. Při teplotě niţší neţ 100 °C můţeme spínat více jak 20 mA, Problém však nastává při deformacích výstupního průběhu oproti vstupnímu. Rozdíl je vidět na Obr. 4. To je způsobeno parazitními kapacitami LED diody. Spínací charakteristika z katalogového listu na Obr. 4 je pro daný účel vyhovující. Výkony se budou pohybovat ve spodních křivkách. Tato charakteristika je pro teplotu 25 °C. Proud LED diodou je počítán pro 10 mA, tranzistorem proteče plný proud. Jak jiţ bylo zmíněno, tak PC816Senes je vyuţit pouze pro koncové spínače, pro výstupy z počítače, inkrementálního čidla a vstupy pro H-můstky jsou však nevyhovující, jelikoţ doba Low-High a High-Low (přechod mezi jedničkou a nulou, nulou a jedničkou) je 18 μs. Inkrementální signály se budou pohybovat v rozmezí (0-100) kHz, coţ jsou pulzy o délce 10 μs. Proto byly pro tyto frekvence vybrány optočleny od firmy Hewlett-Packard s označením 6N137. CMOS architektuře umoţňuje kompenzaci výstupních hran. Vývody a jeho ovládání i s vnitřním zapojením lze vidět na Obr. 6.
9
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Obr. 5 – Zatěžovací char. optočlenu (1)
Obr. 6 – Zpoždění a char. hradlového optočlenu (2)
Ostatní parametry tohoto obvodu jsou: Rozsah pracovní teploty je (-40-85) °C, vstupní proud diody aţ 20 mA. Napájecí napětí aţ 7 V, spínací proudy aţ 50 mA, ztrátový výkon 85 mW, izolační schopnost aţ 2,5 kV.
3. Motory Motor je elektromechanické zařízení, které mění elektrickou energii na točivou. Rozdělujeme je dle několika kritérií, ale v tomto projektu se zaměříme na stejnosměrné motory s cizím buzením, přesněji s permanentním magnetem (viz. Obr. 7).
Obr. 7 – Stejnosměrný motor (3)
10
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Motory HSM150 mají jmenovité napětí 24 V, jmenovitý proud 8,5 A, jmenovitý výkon 140 W. Maximální napětí 36 V, jmenovité otáčky 4600 ot/min, maximální otáčky 7000 ot/min. Jeho točivý moment dosahuje 2,2 Nm. Krytí je IP20 dle ČSN EN 60529 (330330). Ţádná s těchto hodnot nebrání pouţít tyto motory na CNC zařízení. (4)
4. Řízení motorů Řízení stejnosměrných motorů je realizováno za pomocí inkrementálních výstupů z počítače a z inkrementálního rotačního čidla (viz. Obr. 8).
U [V]
,000125
,000075
t [s]
,000025
-,000025
-,000075
-,000125
Inkrementální výstup z IRC čidla
18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 ,00 -2,00 -4,00 Kanál A
Kanál B
Obr. 8 – Inkrementální řízení
H-můstek je sloţen ze čtyř tranzistorů (viz. Obr. 9) v jednoduchém můstkovém zapojení. Základní řízení probíhá postupným spínáním tranzistorů do kříţe, kdy se spíná jeden horní tranzistor a jeden spodní na opačné straně.
11
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Obr. 9 – H-Můstek
4.1 Spínací prvky H-Můstku Ve výkonové části dochází ke spínání větších proudů přes indukční zátěţ. Proto byly vybrány MOSFET tranzistory od firmy Infineon Technologies s označením SPP20N60S5. Součástka je schopná spínat
a proudy
. Pracovní oblast je znázorněna
na obrázku 10.
Obr. 10 – Pracovní oblast (5)
Obr. 11 – Pouzdro tranzistoru (5)
12
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
4.2 Spínání tranzistorů Tranzistory mohou být spínány maximálním napětím UDS = 20 V. Proto je gate chráněn Zenerovou diodou. Poţadované napětí získáme z výstupní charakteristiky (Obr. 13).
Obr. 12 – Výstupní charakteristiky (5)
Integrované obvody IR2104 jsou obvody, ovládající poloviční tranzistorový můstek, který přepíná na zátěţ kladné napětí a zem. Zvolené integrované obvody podporují tranzistory MOSFET nebo IGBT s N-kanálem v pracovní oblasti od 10 do 600 V. Typické zapojení (Obr. 13) vyţaduje tři externí součástky.
Obr. 13 – Typické zapojení budiče (6)
13
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Řídicí obvod je sloţený ze dvou řadičů IR2104, které se ovládají pomocí dvou signálů IN a
. Tyto signály jsou v před přímým připojením do integrovaných obvodu, předem přivedeny
na NOT, který má odolnější vnitřní strukturu, neţli samotné řadiče a zároveň neguje signál IN. Vstup
je negovaný vstup ShutDown. Proto musíme při spuštění můstku na tento vstup
přivést logickou 1. To zajišťuje, ţe při poruše a odpojení řídicí jednotky pomocí připojeného pull-down odporu na vstup je na
přivedená logická 0, coţ způsobí přerušení provozu můstku
a vypnutí všech tranzistorů. Vstup IN určuje, který z tranzistorů v dané půlce můstku bude sepnutý, aby se tranzistory spínaly kříţem, je na jeden z řadičů přiveden invertovaný signál. Z důvodu předejití mţikového zkratu, kdy se jeden z tranzistorů nestačí zavřít, neţ se druhý otevře, jsou řídicí signály zapnutí a vypnutí tranzistorů posunuty, aby se pravděpodobnost této moţnosti, co nejvíce omezila. Doba reakce na výstupu obvodu při zapnutí činí 680 ns a doba u vypnutí 150 ns. Při návrhu musíme počítat s celkovou dobou zapnutí tranzistoru, tedy nejen se zpoţděním signálu, ale také s dobou náběhu signálu, neţ tranzistor na Gate dostane signál k plnému otevření (v průbězích se počítá s časy do 90 % velikosti signálu). Celkový čas při sepnutí je 780ns (neţ řídicí signál dosáhne 90 % své jmenovité hodnoty) a při vypnutí 200 ns (řídicí signál klesl na 10 % své jmenovité hodnoty).
Tab. č. 1 – Vlastnosti obvodu (6)
Řídicí integrovaný obvod pracuje na principu nábojové pumpy Obr. 14. Kdy spodní tranzistor spíná jednoduše pomocí svého napájecího napětí, ale vrchní tranzistor spíná za pomocí externího elekrolitického kondenzátoru 22 uF, který je nabíjen ze zdroje řídicího obvodu přes Shottkyho diodu (obr. 16). V okamţiku sepnutí je kondenzátor vnitřním zapojením obvodu 14
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
IR2104 připojen mezi hradlo a source MOSFET tranzistoru. Díky tomuto propojení se stává z kondenzátoru zdroj napětí s poţadovanou velikostí napětí vůči středu H můstku. Toto poměrně jednoduché řešení má nevýhodu, ţe tranzistory se musejí střídat ve vedení, jinak se kondenzátor vybije a napětí řídicího signálu poklesne => tranzistor není zcela otevřen a dochází k úbytkům napětí.
Obr. 14 – Vnitřní zapojení (6)
4.3 Řešení H-Můstku V textu dále bude popsáno schéma z obrázku 15 od silového vstupu aţ po výstup na motor a aţ poté ovládací prvky. Můstek je napájen pomocí 24 V (X6-3: PE; X6-2: 24 V; X6-1: GND), které je přes výkonovou diodu (D10), která chrání proti přepólováním. Navíc na vstupu je ochranná Zenerova dioda (D9), která ořezává špičky napětí, které je navíc stabilizováno přes kondenzátory a 30 V varistor. Napájecí napětí pro integrované obvody je stabilizováno přes 5 V zpětnovazební stabilizátor 78S05 pro napájení invertoru 7404 a stabilizátor 78S15 pro napájení IR2104. Signál je přiveden přes invertor k prvnímu invertoru, který chrání obvod proti špičkám a navíc signál převede na obdélníkový signál, pokud je vstupní napětí deformované vlivem indukce. Poté je přiveden na první IR2104 a poté znova přes invertor, aby došlo ke kříţení tranzistoru. Z jednotlivých řadičů jsou signály přivedeny na gate jednotlivých tranzistorů. Z důvodu velké 15
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
citlivosti na přepětí na gate u tranzistoru, jsou zde umístěny Zenerovy diody (D3, D4, D5, D6), které jsou poté uzemněny. U horních tranzistorů je signál přiveden vůči source, takţe hodnota této diody je vyšší neţ u spodních (horní 40 V, spodní 20V). Navíc je na horních tranzistorech další Zenerova dioda, která chrání gate vůči source. Výstup z můstku je poté ještě přes antiseriové zapojení Zenerových diod (D7, D8), které omezují přepětí způsobené motorem. Můstky budou umístěny samostatně ve stíněných boxech, které zamezí vzájemnému rušení můstků a navíc odstíní i řídicí jednotku. K odstínění signálu a jeho správného připojení jsou zvoleny CINCH konektory s odstíněnými kabely. Proti prohození signálů jsou barevně odděleny (červená, černá). Jelikoţ se jedná o výkonové členy, musí být chlazeny pasivními chladiči, které budou ofukovány proudícím vzduchem, který bude ventilátory nasáván z vnějšího prostoru. Tento vzduch musí jít přes filtr, aby nedocházelo k nasávání neţádoucích částic, jako je prach nebo i kovové částice. Prach by způsobil zanesení pasivních chladičů a sníţení účinnosti odvodu tepla. Zatím co kovové částice by mohli vyzkratovat výkonové části.
Obr. 15 – Schéma H-Můstku
16
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Obr. 16 – Deska H-Můstku
Obr. 17 – Chování H-Můstku
17
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
5. Stínění Řízení motorů spočívá v pulzně šířkové modulaci, čili tranzistory pracují ve spínacím reţimu. Spínání proudů vyvolává elektromagnetické vyzařování, čímţ jsou ovlivňovány zejména signálové a datové vodiče. Je nutné tudíţ stínit můstky i datové vodiče. Stíněný kabel sloţen z jednoho nebo více izolovaných vodičů, které jsou pokryty vodivou vrstvou (stíněním). Datové a silové spoje na desce jsou vedeny kolmo (viz. Obr. 16). Zakončení musí být provedeno objímkou tak, aby kabel byl stíněn po celé své délce. Konektory byly vybrány typu Cinch. Stínění samotných obvodů bude provedeno za pomocí plechových boxů, stejně tak jako je to řečeno v části střídače.
6. Realizace řídicí jednotky Jednotka bude mít za úkol zpracovávat inkrementální výstupy z programu Mach3 na řídicí impulzy typu PWM, které budou ovládat výkonoví H-Můstky v závislosti na zpětné vazbě, kterou tvoří inkrementální čidlo. Inkrementální výstupy jsou označeny A a B. Osa Z obsahuje pouze elektromagnet, není třeba zpětné vazby, ale pro budoucí moţnou úpravu na 3D CNC je deska navrţena stejným způsobem jako ostatní osy. Řečené schéma pro řídicí jednotku bylo rozděleno do dvou částí, kde základová deska, viz. Obr. 18, obsahuje optické oddělení od všech pouţitých zdrojů napětí. Řídicí karta, viz. Obr. 19, obsahuje oddělení signálu PWM a signálů z inkrementálního rotačního čidla. Toto řešení je zvoleno z důvodu modulace jednotky. V případě, ţe by se chtělo v budoucnu nahradit stejnosměrný motor servopohonem, či krokovým motorem apod., tak lze pouze navrhnout novou řídicí kartu motoru, aniţ by se musela vyměnit celá řídicí jednotka.
18
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Obr. 18 – Schéma zapojení základové řídicí desky
Obr. 19 – Schéma zapojení řídicí karty motoru
19
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
6.1 Popis řídicí jednotky Schéma je velice rozsáhlé a zapojení na první pohled chaotické, ale zapojení jsou jednoduchá. Popíšeme si např., jak jsou zapojeny koncové spínače přes optočleny. Na Obr. 22 je toto zapojení vidět. Vstupní kontakty na konektoru jsou propojeny pomocí pull-down rezistorů se zemí, aby se zamezilo okolním vlivům. To samé je pochopitelně řešeno i na druhém konci (výstupním). Na druhé straně však tyto rezistory mají i za úkoly dostat na výstup logickou jedničku v případě, ţe tranzistor bude uzavřen. V dalším zapojení Obr. 23 je ovládání H-můstků. Lze vidět, ţe jsou pouţity jiţ jiné optočleny, hradlové. Mají tu výhodu, ţe jsou mnohem rychlejší (zhruba 2000x). Pro dosaţení této rychlosti však vyţadují kondenzátor by-pass a zatíţený rezistor. Na výstupech jsou opět pull-down rezistory. Napájení obou stran je 5 voltové, ale pokaţdé z jiného zdroje. Ze strany vstupů je napájení bráno ze zdroje řídicí jednotky a ze strany výstupů je zde bráno napájení silové z H-můstků, které je však stabilizováno na 5 V, aby nedošlo ke zničení optočlenu. Řešení vstupních napájení je pomocí svorkovnice, kde se přivedou různá napětí, galvanicky oddělená a stabilizováno pro ovládací impulzy. Napájení pro oddělení výstupů počítače je řešeno pomocí konektoru LPT, kde se jeden pin nastaví na logickou jedničku (5 V) a tím tak napájí LED v optočlenech, či tranzistory pro opačný směr toku dat.
Obr. 20 – Příklad zapojení hradlových optočlenů
20
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Na dalších obrázcích jsou desky řídicí jednotky. Jsou takto rozděleny, aby bylo moţné desky vyrobit jako dvouvrstvé a zároveň snadněji nalézt případné chyby při poruchách. Jednotlivé sloty řídí jeden motor se zpětnou vazbou, čili ze stejnosměrného pohonu a IRC vytvoří tzv. servo pohon. Druhá deska odděluje opticky komunikace mezi PC a výpočetní částí zařízení. Je na ní také případné měření hodnot, coţ můţou být např. teploty, napětí, případně i proudy. Také obsahuje zobrazování informací na LCD znakovém displeji 4x20 znaků, pomocí maticové klávesnice 4x4 lze zadávat maximální hodnoty, které jsou měřeny. Při překročení těchto hodnot obvod zastaví činnost PC a pohonů.
Obr. 21 – Deska řídicí karty motoru
Obr. 22 – Deska základové řídicí jednotky
21
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
7. Program Mach Program Mach3 je software, který umí ovládat, motory pomocí PWM nebo inkrementálních výstupů. Je určen především pro ovládání krokových motorů, či servopohonů. Veškeré výstupy a vstupy jsou definovány v portu LPT. Tyto porty lze libovolně adresovat a vyuţívat více těchto portů zároveň. Tímto programem lze ovládat aţ šest nezávislých motorů. Na kaţdý motor lze nastavit různé akcelerační a decelerační rampy, maximální rychlost a rezonanční frekvence.
Závěr V této ročníkové práci byla zhotovena řídicí jednotka i s řídicími kartami. Dále byly zhotoveny střídače (H-Můstky). K těmto střídačům, jsou přiloţeny výsledky měření v jednom grafu. Koncept natáčení stejnosměrných motorů byl vyřešen pomocí zpětné vazby, kterou zajišťuje inkrementální rotační čidlo. Optické oddělení jednotlivých zdrojů napětí jsou zprovozněny. Zařízení je jiţ po hardwarové stránce navrhnuto a odzkoušeno. Silová část, tedy střídače, jsou funkční, jejich průběhy napětí a proudů byly naměřeny digitálním osciloskopem a data vynesena do grafu. Další vývoj se bude orientovat na dokončení řídicího softwaru pro mikroprocesory ATMega8, případně na měření teplot střídačů. Pro plynulejší chod celého stroje lze dodatečně, po softwarové stránce, navrhnout zpětnou vazbu typu P, PI či PID, coţ by mohla nést jiţ bakalářská práce.
22
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Použitá literatura 1. Sharp. PC816 Series. Datasheet Catalog. [Online] 27. 9 2004. www.datasheetcatalog.org/datasheet/Sharp/mXtutzv.pdf. 2. Hewlett-Packard. Hight CMR, Hight Speed TTL Compatible Optocouplers. BG Electronics. [Online] 14. 8 2007. www.bgelectronics.de/datenblaetter/Optokoppler/HCPL-063N.pdf. 3. Tan, Matthew. Elektromotor. Navajo. [Online] 23. 4 2008. elektromotor.navajo.cz/elektromotor-3.png. 4. Regulace – automatizace Bor. Stejnosměrné servomotory HSM. Regulace. [Online] [Citace: 16. 5 2010.] www.regulace.cz/DOWNLOADS/PDF/kl_hsm_150.pdf. 5. Infineon. Cool MOS Power Tranzistor. Infineon. [Online] 30. 8 2007. www.infineon.com/dgdl/SPP20N60S5_Re~17. 6. International IOR Rectifier. High and low side driver. Biacom. [Online] 8. 6 1999. www.biakom.com/pdf/ir2104.pdf. 7. ArtSoft. Using Mach3Mill. Mach Support. [Online] 22. 12 2008. www.machsupport.com/docs/Mach3Mill_1.84.pdf.
23
Řízení CNC stroje se stejnosměrnými motory název kapitoly / podkapitoly
Poděkování:
Tento text vznikl za podpory projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247
Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření. Formát zpracování originálu: titulní list barevně, další listy včetně příloh barevně.
24