1. Макет автоматической поточной линии сварки
Устройство макета
Макет (рис. 1) представляется собой автоматизированную поточную линию, выполненную с использованием реверсивных двигателей постоянного тока и пневматических цилиндров, приводимых в действие сжатым воздухом, нагнетаемым компрессором, через электромагнитные воздушные клапана. Нахождение перемещаемой детали на конвейере в ключевых точках отслеживается датчиками барьерного типа и оптическим датчиком цвета.
рис.1 Макет автоматической поточной линии.
Объектом управления дипломной работы является автоматическая поточная линия сварки (рис. 2, рис. 3).
Обрабатывающий центр с отбраковкой дефектных деталей.
При механической обработке деталей возникает задача отбраковки деталей с дефектом. Специальная система определяет деталь с дефектом и подает команду на удаление этой детали с конвейера. Таким образом, на конвейере остаются только годные детали, которые подаются в обрабатывающий центр.
Рис. 1 Демонстрационный стенд
Рис. 2 Линия сварки
Рис. 3 Линия сварки
В станцию управления входят: компрессор для создания сжатого воздуха и электромагнитные клапаны. Станция управления собирана на отдельной монтажной подложке.
Исполнительные механизмы.
Оптический датчик цвета.
Оптический датчик цвета.
Датчики цвета широко используются в задачах автоматизации.
Использование таких датчиков позволяет системе управления различать различные детали по цвету или по цветовой метке, нанесенной на поверхность детали. Данный датчик излучает инфракрасный свет, он отражается с разной интенсивностью от поверхностей разного цвета. Количество отраженного цвета измеряется фототранзистором и поступает в аналоговом виде в контроллер.
Измеренное значение зависит от яркости окружающего света и расстояния до цветной поверхности.
Приводы и исполнительные устройства
Реверсивный двигатель постоянного тока.
Для нагнетания воздуха в ресивер и осуществления перемещения детали по конвейерной ленте, используются реверсивные двигатели постоянного тока на постоянных магнитах (рис. 4), с напряжением питания 9В. Управление двигателями осуществляется с помощью дискретного сигнала. Сигналы поступают с контроллера на реле, К-2 и К-11 которая в свою очередь замыкает контакты, приводя в движение двигатель.
рис. 4 Реверсивный двигатель постоянного тока
Компрессор.
Данный компрессор (рис. 4) собран из компонентов fischertechnik. Он сжимает воздух и подает его в пневмопривод по распределительным клапанам. В промышленности используется общепринятое название - компрессорная установка.
рис. 4 Компрессор
Электрический двигатель
Для работы компрессора требуется электрический двигатель. Он подключается к интерфейсу через выход M1. Шток цилиндра приводится в движение с помощью маховика. Воздух поступает из цилиндра через обратный клапан в ресивер.
Принцип работы:
Компрессор и цилиндр с черным поршневым штоком-1 приводится в действие мотором-2. Когда поршень втягивается, воздух всасывается снаружи через обратный клапан-3. Когда поршень движется в обратную сторону, сжатый воздух нагнетается в ресивер-4.
обеспечивает, запирание воздушной линии. Ресивер обеспечивает сглаживание пульсаций давления и снабжает данный макет сжатым воздухом.
Избыточное давление, производимое компрессором, составляет примерно 0,5 [бар].
Пластинчатый конвейер.
Пластинчатый конвейер — (рис. 5) транспортирующее устройство, с грузонесущим полотном состоящее из пластин. Конвейер предназначен для перемещения в горизонтальной плоскости или с наклоном, штучных грузов, крупнокусковых, в том числе острокромчатых материалов, а также грузов, нагретых до высокой температуры. Различают пластинчатые конвейеры общего назначения и специальные.
.
рис.5 Пластинчатый конвейер
На рис. 6 показаны составные части пластинчатого конвейера
рис.6 Пластинчатый конвейер: 1 — приводная звездочка; 2 — цепь; 3 — пластина; 4 — каток; 5 — направляющая шина; 6 — станина; 7 — загрузочная воронка; 8 — натяжная звездочка; 9 — натяжное устройство; 10 — разгрузочная воронка; 11 — редуктор; 12 — электродвигатель
Воздушный электромагнитный клапан.
Электромагнитный клапан Рис7 - это устройство для распределения потока воздуха, поступающего в цилиндр. Электромагнитный клапан используется для управления подачей сжатого воздуха в цилиндр в нашем случае в пневмопривод. Когда клапан открыт, сжатый воздух поступает в цилиндр и выталкивает или втягивает поршень. . С его помощью можно менять направление движения штока цилиндра ( пневмопривода).
Технические данные:
Трехходовой двухпозиционный электромагнитный клапан 3/2 Рис8 означает, что клапан имеет три штуцера для соединения с воздушными линиями и два положения.
Клапан управляется напряжением 9 [В], ток 130 [мА].
Рис.7 Электромагнитный клапан
Рис.8 Принципиальная схема для 3/2 клапан.
Принцип действия:
Рис.9 Схема работы для 3/2 клапан
Когда на катушку электромагнита 1 подается напряжение, создается магнитное поле, которое заставляет втягиваться сердечник 2. Клапан открывается и воздух от штуцера «P» поступает в цилиндр через штуцер «A». Если напряжение отсутствует, то тогда сердечник усилием пружины 3 подтягивается вверх, и клапан закрывается.
Когда клапан закрыт, штуцер «А» соединяется с выпускным отверстием «R». Это нужно для того, чтобы воздух мог выйти из цилиндра.
Обычно штуцеры на пневмоаппаратах маркируются следующим образом:
P = Впуск (Подача сжатого воздуха)
A = Соединение с цилиндром
R = Выпуск
Односторонний цилиндр выполняет прямой ход, получая сжатый воздух через электромагнитный клапан. Клапан открывается, если контакт замыкается. Цилиндр остается в выдвинутом состоянии все время, пока замкнут контакт. Когда контакт размыкается, цилиндр совершает обратный ход под действием силы возвратной пружины.
Соединения между электрическими и пневматическими узлами изображаются на электрических и пневматических принципиальных схемах. На рисунках слева показана электрическая, справа пневматическая принципиальные схемы. Электрическая схема состоит из источника питания 9 [В], кнопки и электромагнитной катушки клапана. На пневматической схеме показаны условные обозначения источника сжатого воздуха, клапана и цилиндра.
Катушка электромагнита и клапан объединены и являются одним узлом, для их обозначения используется один идентификатор. Так можно определить соответствие между клапанами и катушками.
На двух схемах Рис.10 справа отображено состояние системы с разомкнутой кнопкой, а слева Рис.11 с нажатой. Схемы Рис.11 ясно показывают направление тока и сжатого воздуха.
Рис.10
Принципиальная схемаРис.11Принципиальная
схема исходное положения (кнопка отжата)
(кнопка нажата )
рис. 13 1 - Штуцер для трубки В (не используется). 2 – Штуцер для трубки А.
3 – Поршневой шток с пружиной
По характеру воздействия на рабочий орган пневмопривод является двухпозиционным, перемещает рабочий орган между двумя крайними положениями;
По принципу действия пневматический привод является одностороннего действия, возврат привода в исходное положение осуществляется механической пружиной;
По конструктивному исполнению привод поршневой, представляющий собой цилиндр, в котором под воздействием сжатого воздуха либо пружины перемещается поршень;