CS249424B1

CS249424B1 - Connection of a programmable transverse and longitudinal control system, in particular external grinding machines

Info

Publication number: CS249424B1
Application number: CS480585A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Hamacek; Jaroslav Sindelar; Vaclav Ptacek; Josef Petera; Vaclav Pozarek; Jaroslav Zachata; Miroslav Ruzicka
Original assignee: Frantisek Hamacek; Jaroslav Sindelar; Vaclav Ptacek; Josef Petera; Vaclav Pozarek; Jaroslav Zachata; Miroslav Ruzicka
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-03-12

Abstract

Zapojení je určeno zejména pro řízení brusek pro vnější broušení a sestává z programovatelného automatu, interaktivního komunikačního panelu a výkonových a akčních jednotek rotačního a lineérně hydraulického pohonu. Programovatelný automat je kromě základních obvodů vybaven obvodem pro řízení krokového motoru, obvodem pro řízení servoventilu, obvodem sledovacího měřidla a obvodem pro přenos dat mezi programovatelným automatem a interaktivním komunikačním panelem, který sestává z vazebních obvodů, obrazovkového displeje, klávesnice a mikropočítače pro zadání dat. Klávesnice komunikačního panelu je spojena s obvodem vstupů a výstupu programovatelného automatu.The wiring is designed especially for the control of external grinding machines and consists of a programmable controller, an interactive communication panel and power and action units of rotary and linear hydraulic drive. In addition to the basic circuits, the programmable controller is equipped with a stepper motor control circuit, a servo valve control circuit, a tracking circuit, and a data transfer circuit between the programmable controller and the interactive communication panel, which consists of coupling circuits, screen display, keyboard, and microcomputer for data entry. The keypad of the communication panel is connected to the input and output circuit of the programmable logic controller.

Description

Vynález se týká zapojení programovatelného systému řízení příčného a podélného posuvu, zejména bruáek pro vnéjéí broušení, sestávajícího z programovatelného automatu a výkonových a akčních jednotek rotačního a lineárního hydraulického pohonu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a programmable transverse and longitudinal displacement control system, in particular a grinding machine for external grinding, comprising a programmable controller and power and action units of a rotary and linear hydraulic drive.

Řídicí systém brousícího stroje pro vnější broušení v sobě zpravidla zahrnuje dvě funkce. Funkci řídicí části pohonů jednotlivých os, například řízení příčného posuvu vřeteníku, podélného posuvu stolu apod. a funkci automatu, realizujícího logické a sekvenční operace pracovního stroje.The external grinding machine control system generally includes two functions. The function of the control part of the drives of the individual axes, for example the control of the transverse displacement of the headstock, the longitudinal displacement of the table, etc., and the function of an automatic machine performing logical and sequential operations of the working machine.

S pracovní obsluhou je vázán prostřednictvím ovládacího panelu s prvky pro zadání dat brousicího procesu. Činnost systému probíhá podle algoritmu řízení celého pracovního procesu.It is bound to the operator by means of the control panel with elements for entering the grinding process data. The operation of the system is performed according to the algorithm controlling the entire working process.

Dosud užívané řídicí systémy brousicích strojů pro vnější broušení, které pro příčné posuvy používají pohonů s rotačními krokovými motory, bývají konstruovány jako samostatné bloky, na jejichž ovládacích panelech jsou mechanickými prvky (přepínači, číslicovými voliči) zadávána vstupní data broušení a jejichž výstupní signály ovládají výkonové stupně jednoho nebo i více krokových motorů.External grinding machine control systems used up to now using rotary stepper drives for transverse movements are usually designed as separate blocks on which control panels are inputted by means of mechanical elements (switches, digital selectors) and whose output signals control power stages of one or more stepper motors.

Mechanickými prvky ovládacího panelu jsou v agresivním prostředí pracovního procesu do provozu zanášeny prvky nespolehlivosti. Řídicí systém je konstruován pro speciální použití na určitý typ brousicích strojů a nelze jej bez složitých obvodových úprav použít na jiných bruskách.In the aggressive work environment, mechanical elements of the control panel are put into operation due to unreliability. The control system is designed for special use on a certain type of grinding machine and cannot be used on other grinding machines without complicated peripheral modifications.

Logické a sekvenční funkce přizpůsobovacích obvodů pracovního stroje jsou ve stávajících řešeních řídicího systému řešeny bud klasickými rele'ovými obvody nebo moderněji s použitím programovatelného automatu, který návrh přizpůsobovacích obvodů s výkonovými vstupy a výstupy zjednodušuje. (Přizpůsobovací obvody v tomto smyslu jsou obvody styku řídicího systému s pracovním strojem).The logic and sequential functions of the adaptive circuits of the working machine are solved in the existing control system solutions either by classical relay circuits or more modernly using a programmable controller that simplifies the design of adaptive circuits with power inputs and outputs. (The matching circuits in this sense are the control system's contact with the machine).

Zjednodušuje v tom smyslu, že obvodový návrh těchto obvodů lze účinně provést pomocí výkonových modulů vstup/výstup automatu a logické a sekvenční funkce dané algoritmem řízení pomocí programového vybavení programovatelného automatu. Programovatelný automat je samostatně konstruovaný systém odlišným výrobcem, než stávající řídicí systém pohonů a jejich vzájemná činnost je obtížně stavitelná a vždy vyžaduje složitý zásah do konstrukce řídicího systému pohonů.It simplifies in the sense that the circuit design of these circuits can be efficiently performed using the I / O power modules and the logic and sequence functions given by the control algorithm using the programmable logic controller software. A programmable logic controller is a self-constructed system by a different manufacturer than the existing drive control system and their interaction is difficult to adjust and always requires complex intervention in the design of the drive control system.

Má to za následek větší složitost řešení celého řídicího systému pracovního stroje a tím snížení jeho spolehlivosti. Nevýhoda tohoto způsobu řešení déle více yyniká při vícesouřadnlcovém řízení, kdy ovládání další souřadnice, například podélného posuvu stolu, vyžaduje buď delší dílčí celek nebo složitou úpravu stávajícího řídicího systému.This results in greater complexity in the overall control system of the working machine, thus reducing its reliability. The disadvantage of this type of solution is more pronounced in multi-coordinate control, where the control of an additional coordinate, such as a longitudinal table shift, requires either a longer sub-assembly or a complicated modification of an existing control system.

Uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje vynález nového systému řízení příčného a podélného posuvu, zejména brusek pro vnšjší broušení.These disadvantages are substantially eliminated by the invention of a new transverse and longitudinal feed control system, in particular of external grinding machines.

Jeho podstata spočívá v tom, že programovatelný automat, sestávající z obvodu vstupů a výstupů, obvodu sledovacího měřidla, obvodu řízení krokového motoru, obvodu řízení servoventilu, napájecího obvodu a obvodu centrální jednotky, přičemž všechny tyto obvody jsou spojeny\s vnitřní sběrnicí tohoto programovatelného automatu, je prostřednictvím svého obvodu přenosu dat zpětnovazebně spojen s vazebními obvody interaktivního komunikačního panelu.It is based on a programmable logic controller consisting of an input / output circuit, a tracking meter circuit, a stepper motor control circuit, a servo valve control circuit, a power circuit and a central unit circuit, all of which are connected to the internal bus of the programmable logic controller. , via its data transmission circuit, is feedback coupled to the binding circuits of the interactive communication panel.

Jeho obrazovkový displej a mikropočítač jsou zpětnovazebně spojeny s dalšími vstupy a výstupy vazebního obvodu, který je rovněž zpětnovazebně spojen s klávesnicí komunikačního panelu. Obvod vstupů a výstupů programovatelného automatu je zpětnovazebně spojen s ovládacími prvky, jedním vstupem a výstupem klávesnice intraktivního komunikačního panelu a dalším vstupem a výstupem sledovacího qišřidla, jehož druhý výstup je spojen s obvodem sledovacího měřidla. Obvod řízení krokového motoru je zpětnovazebně spojen s ovladačem krokového motoru, který je prostřednictvím převodového ústrojí spojen s brousícím vřeteníkem.Its on-screen display and microcomputer are feedback coupled to the other inputs and outputs of the feedback circuit, which is also feedback coupled to the keypad of the communications panel. The input and output circuit of the programmable logic controller is feedback coupled to the controls, one input and output of the keyboard of the intractive communication panel, and the other input and output of the tracer, the other output of which is connected to the tracer circuit. The stepper motor control circuit is feedback coupled to the stepper motor controller, which is coupled to the grinding headstock via a gear mechanism.

Výstup snímače polohy krokového motoru je spojen s dalším vstupem obvodu řízení krokového motoru. Obvod řízení servoventilu je zpětnovazebně spojen s řídicí polohouou jednotkou lineárního hydraulického pohonu spojenou výstupem se servoventilem a přes hydraulický válec ae stolem, jehož výstup je přes odměřovací zařízení spojen se vstupem řídicí polohová jednotky.Stepper motor position sensor output is coupled to another stepper motor control circuit input. The servo valve control circuit is feedback coupled to a linear hydraulic actuator control position connected to the servo valve outlet and via a hydraulic cylinder and a table whose output is connected to the control position input via a metering device.

Zapojení programovatelného systému řízení podle vynálezu je uyedeno na přiloženém výkresu na obr. a jeho činnost vysvětlena na zapojení pro řízení příčného posuvu brousícího vřeteníku pohonem s krokovým motorem a pro řízení podélného posuvu stolu pomocí lineárního hydraulického pohonu ee servomotorem.The wiring of the programmable control system according to the invention is shown in the accompanying drawing in FIG. And its operation is explained on the wiring for controlling the transverse displacement of the grinding headstock by the stepper motor drive and for controlling the longitudinal displacement of the table by linear servo motor.

Programovatelný automat PA sestávající z obvodů X vstupů a výstupů obvodu £ sledovacího měřidla SM. obvodu 2 řízení krokového motoru gK, obvodu X řízení servoventilu gX, napájecího obvodu Sít psHěiováho obvodu g a obvodu 2 centrální jednotky, přičemž viechny tyto obvody X, i, 2» X, g, g, 2 jsou spojeny e vnitřní sběrnicí VS tohoto automatu £X. je prostřednictvím svého obvodu g přenosu dat zpětnovazebně spojen s sazebními obvody 10 interaktivního komunikačního paneluA programmable logic controller PA consisting of the input and output circuits X of the monitoring circuit SM. stepper motor control circuit gK, servo valve control circuit gX circuit X, power supply network PS and network circuit g and central unit circuit 2, all of these circuits X, i, 2, X, g, g, 2 being connected to the internal bus VS of this controller. X. is coupled via its data transfer circuit g to the tariff circuits 10 of the interactive communication panel

Jeho obrazovkový displej XX a mikropočítač 12 jsou zpětnovazebně spojeny s dalšími vstupy a výstupy tbhoto vazebního obvodu Jg, který je rovněž zpětnovazebně spojen s klávesnicí g komunikačního panelu KE.Its on-screen display XX and microcomputer 12 are feedback coupled to the other inputs and outputs tb of this feedback circuit Jg, which is also feedback coupled to the keyboard g of the communication panel KE.

Obvod X vstupů a výstupů programovatelného automatu EA je zpětnovazebně spojen s ovládacími prvky X2, jedním vstupem a výstupem klávesnice 2 interaktivního komunikačního panelu a dalším vstupem e výstupem sledovacího měřidla gg, jehož druhý výstup je spojen s obvodem g sledovacího měřidla 3M.The EA input and output circuit X is feedback coupled to the X2 controls, one keyboard input and output 2 of the interactive communication panel, and the other input e output of the tracking meter gg, the other output of which is coupled to the 3M tracking meter circuit g.

Obvod 2 řízení krokového motoru KM je zpětnovazebně spojen s ovladačem XX krokového motoru m, který je prostřednictvím převodového ústroji 16 spojen s brousicím vřeteníkem 17. přičemž výstup snímače 15 polohy krokového motoru KM je spojen s dalším vstupem obvodu 2 řízeni krokového motoru KM.The stepper motor control circuit KM is feedback coupled to the stepper motor controller XX, which is connected via the gear mechanism 16 to the grinding headstock 17. wherein the output of the stepper motor KM position sensor 15 is coupled to the other input of the stepper motor control circuit KM.

Obvod X řízení servoventilu gX je zpětnovazebně spojen s řídicí polohovou jednotkou 18 lineárního hydraulického pohonu spojenou výstupem se servoventilem SV a přes hydraulický válec X2 se stolem gg, jehož výstup je přes odměřovací zařízeni 21 spojen se vstupem řídicí polohyvé jednotky Xg.The servo valve control circuit gX is feedback coupled to the linear actuator position control unit 18 connected to the servo valve output SV and via the hydraulic cylinder X2 to the table gg, the output of which is connected to the control unit input Xg via the metering device 21.

Programovatelný automat de kromě základních obvodů vybaven obvodem 2 řízení krokového motoru KM. obvodem X řízení servoventilu obvodem g sledovacího měřidla gg a obvodem g pro přenos dat mezi interaktivním komunikačním panelem gg a programovatelným automatem £X.In addition to the basic circuits, the programmable controller is equipped with the KM stepper motor control circuit 2. the servo valve control circuit X by the tracking meter circuit gg and the data transmission circuit g between the interactive communication panel gg and the programmable logic controller X.

Obsluha brousicího stroje pomocí tlačítek klávesnice 2 komunikačního panelu KP volí pracovní režim stroje a zadává do paměti mikropočítače .12 komunikačního panelu KP vstupní data žádaných parametrů rychlostí posuvů, velikostí drah a směrů posuvů akčních členů jednotlivých pohonů pro celý brousicí cyklus.The operator of the grinding machine, using the keypad keys 2 of the KP communication panel, selects the operating mode of the machine and enters into the memory of the KP communication microcomputer .12 input data of desired parameters of feed rates, path sizes and feed directions of individual actuators for the entire grinding cycle.

Pevná pssaěl SPROM programovatelného automatu obsahuje uživatelem nahraný progres, který vychází z algoritmu řízení pohonů brousicího procesu a který uživatel sestavuje s použitím jednoduchého programovacího jazyka programovatelného automatu £A,» Návrhem programu programovatelného automatu lze dosáhnout libovolného průběhu brousicího cyklu podleThe fixed SPROM programmable controller includes a user-recorded progress that is based on the grinding process drive algorithm and is built by the user using the simple programming language of the programmable controller £ A.

I technologických požadavků na brouěení. Obvod J řízení krokového motoru gg zpracovává vstupní data jednotlivých operací a postupné vykonává celý sled operací zvoleného cyklu,pracovního.Also technological requirements for grinding. The stepper motor control circuit gg processes the input data of the individual operations and sequentially executes the entire sequence of operations of the selected cycle, the work cycle.

Vytváří řídicí signály pro ovladač 1£ krokového motoru j£K ve tvaru budicích impulsů frekvence odpovídající rychlosti otáčení krokového motoru KM a výstupního logického signálu pro smér otáčení krokového motoru gg.It generates control signals for the stepper motor controller 16 in the form of a drive pulse frequency corresponding to the speed of rotation of the stepper motor KM and the output logic signal for the direction of rotation of the stepper motor gg.

Ovladač H krokového motoru gg (výkonový stupeň) obsahuje rozdSlovač Impulsů pro jednotlivé fáze krokového motoru £M- Budicí impulsy jsou vnitřními obvody J řízení krokového motoru čítány a po vykonání předvoleného počtu daného předvolěaou dráhou posuvu brousicího vřeteníku dochází ke skončení operace nebo k přechodu na dalží operaci brousicího cyklu.Stepper motor controller g (power stage) includes a pulse divider for each stage of the stepper motor. grinding cycle operation.

Kontrola vykonaná dráhy krokového motoru gg může být provádéna s pomocí snímače 22 polohy umístěného na rotoru krokového motoru SL· ^{v t0}· připadá jsou vnitřními obvody J řízení krokového motoru Si£ čítány skutečné vykonané kroky krokového motoru Sl· Hřídel krokového motoru KM je mechanicky vázána s převodovým ústrojím 16. která převádí rotační pohyb krokového motoru Sl ^na lineární posuv brousicího vřeteníku 17.The control of the stepper motor path gg can be performed with the help of the position sensor 22 located on the rotor of the stepper motor SL · ^{v t0} · the internal steps J of the stepper motor control S1 are the actual steps of the stepper motor S1. a transmission device 16 which converts the rotational movement of the stepper motor S1 ^{to a} linear feed of the grinding headstock 17.

Obdobné obvod £ řízení servoventilu SX podle algoritmu řízeného procesu přijímá vstupní data jednotlivých operací podélného posuvu a vytváří řídicí signály pro řídicí polohovou jednotku Ifi lineárního hydraulického pohonu. Výstupními signály jsou řídicí impulsy, jejichž frekvence odpovídá rychlosti posuvu akčního členu pohánu a jejichž počet odpovídá velikosti posuvu.A similar servo valve control circuit SX according to the controlled process algorithm receives the input data of the individual longitudinal feed operations and generates control signals for the linear actuator position control unit Ifi. The output signals are control pulses whose frequency corresponds to the feed rate of the actuator actuator and the number of which corresponds to the feed rate.

Směr posuvu je dán logickpu úrovní dalěího výstupního signálu. Řídicí polohová jednotka 18 zpracovává a převáží tyto informace na řídicí výkonové signály pro servoventil 22 propojený s pístem hydraulického válce 12, který je akSním prvkem hydraulického pohonu pro posuv stolu 22*The feed direction is given by the logic level of the next output signal. The control position unit 18 processes and converts this information into control power signals for the servo valve 22 connected to the piston of the hydraulic cylinder 12, which is an actuator of the hydraulic drive for table travel 22 *.

Řídicí polohová jednotka 12 3^e dále propojena s odměřovacím zařízením 21» které kontroluje vykonanou dráhu posuvu stolu 22. Ukončení předvoleného posuvu je obvodu £ řízeni servoventilu SV signalizováno řídicí polohovou jednotkou 18 jakož i nesouhlas žádané a skutečné polohy stolu 22* V tomto případě dochází k přerušení činnosti celého řídicího systému.The control position unit 12 ³ and also connected with a metering device 21 »performed which checks displacement path table 22nd Closure preselected shift circuit is controlled by the servovalve £ NE indicated by the positional control unit 18 and the disagreement desired and actual position of the table 22 * In this case, the interruption of the entire control system.

Klávesnice 2 interaktivního komunikačního panelu KP je propojena jednak a mikropočítačem 12 pro zadání dat a jednak s obvodem vstupů a výstupů 1 programovatelného automatu PA. přičemž gaždému tlačítku je přiřazena určitá funkce technologického posuvu broušení.The keypad 2 of the interactive communication panel KP is connected both to the microcomputer 12 for data entry and to the input and output circuit 1 of the programmable controller PA. each button is assigned a function of the technological grinding feed.

Vstupní dětí jsou zobrazována na obrazovkovém displeji H, zaznamenána do paměti mikropočítače 12 komunikačního panelu KP a v průběhu broušení prostřednictvím obvodu £ pro přenos dat a vazebních obvodů 1Q přenášena do operační paměti programovatelného automatu PA. Vnitřní komunikací programovatelného automatu PA jsou podle algoritmu řízení cyklů data přenášena do obvodů J řízení krokového motoru KM a obvodu £ řízení servoventilu Sl.The input children are displayed on the on-screen display 11, recorded in the memory of the microcomputer 12 of the communication panel KP, and transmitted to the program memory of the programmable logic controller PA during grinding via the data transfer circuit 6 and the coupling circuits 10. According to the internal communication of the programmable logic controller PA, according to the cycle control algorithm, the data is transmitted to the stepper motor control circuit KM and the servo valve control circuit S1.

Na obrazovkovém displeji 11 jsou zobrazovány údaje o poloze akčních členů krokového a hydraulického pohonu. Programovatelný automat PA je déle svými obvody l vstupů a výstupů propojen s ovládacími prvky 13 brousicího stroje, jejichž funkce a vzájemné vazby jsou dány kombinačními a sekvenčními vztahy prvků přizpůsobovací8kříně a tlačítek brousicího stroje.On-screen display 11 shows the position data of the stepper and hydraulic actuators. The programmable logic controller PA has been connected to the grinding machine controls 13, whose functions and interconnections are given by the combining and sequential relationships of the grinding wheel elements and the grinding machine buttons.

V části pevné paměti EPROM programovatelného automatu je zaznamenán program vzájemné vazby vstupních a výstupních elektrických a elektromechanických prvků brousicího stroje, který užitoatel vytváří podle algoritmu ovládání těchto prvků.In the fixed memory part of the programmable logic controller, there is recorded a program of mutual coupling of input and output electric and electromechanical elements of the grinding machine, which the user creates according to the algorithm of control of these elements.

Pomůckou je uživateli programovatelný automat ££ ⁸ vybavením pro zápis řídicího programu v jednoduchém jazyku a s možností záznamu do paměti EPROM. Obvod 2 sledovacího měřidla SM je propojen s vlastním sledovacím měřidlem SM sledujícím průměr brouěeného obrobku.The user-friendly programmable logic controller ^{8 is a} tool for writing the control program in simple language and with the possibility of recording into the EPROM memory. The SM measuring circuit 2 is connected to the SM measuring own track measuring the diameter of the ground workpiece.

Je propojen s vnitřní sběrnicí VS programovatelného automatu PA a jeho funkce spočívá v signalizaci dosaženého předvoleného průměru obrobku v důležitých fázích brouěení. Dochází tak ke kontrole brousicího procesu, zvláště u nekonečných fází brouěení.It is connected to the internal bus VS of the programmable logic controller PA and its function is to signal the achieved pre-selected workpiece diameter in important grinding phases. Thus, the grinding process is controlled, especially in the endless grinding phases.

V případě, že programovatelný automat obvod 2 pro sledovací měřidlo 31 neobsahuje, je možno použít sledovacího měřidla klasického provedení s vlastní vyhodnocovací měřicí částí, jehož výstupy signalizují dosažení předvpleného průměru se propojí se vstupními obvody programovatelného automatu £&.In the case that the programmable logic controller does not contain a circuit 2 for the measuring gauge 31, it is possible to use a classic-type monitoring gauge with its own evaluation measuring part, whose outputs signal reaching the pre-filled diameter are connected with the input circuits of the programmable logic controller.

Pamětové obvody £ EPROM dále obsahují diagnostický program kontroly činnosti brousicího stroje. Jsou signalizovány poruchy jednotlivých obvodů programovatelného automatu £g včetně výkonových částí krokového a hydraulického pohonu a interaktivního komunikačního panelu KP.The EPROMs further comprise a diagnostic program for controlling the operation of the grinding machine. Faults of individual circuits of programmable controller £ g are signaled, including power parts of stepper and hydraulic drive and interactive communication panel KP.

Claims

Connection of a programmable transversal and longitudinal feed control system, in particular an external grinding machine, consisting of a programmable controller and power and action units of rotary and linear hydraulic drive, characterized in that the programmable controller (PA) consists of an input and output circuit (1) (2) Tracking Meter (SM) (3) Stepper Motor (KM) Control Circuit, Servo Valve Control (SV) Circuit (4), Power Supply Circuit (5), Memory Circuit (6), and Central Unit Circuit (7), all these circuits (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) are connected and, via the internal bus (VS) of this programmable logic controller (PA), is feedback-coupled to the interactive circuit (10) of its interactive circuit (β) communication panel (KP), whose on-screen display (11) and microcomputer (12) are feedback coupled to other inputs and outputs of this coupling circuit (10), which it is also feedback coupled to the keypad (9) of the communication panel (KP), the input and output circuit (1) of the programmable logic controller (PA) is feedback coupled to the controls (13), one keyboard input (9) and interactive communication panel ( KP) and another output of the tracking meter (SM), the second output of which is connected to the track (2) of the tracking meter (SM), the stepper motor control (KM) circuit (3) is feedback coupled to the stepper motor (KM) connected to the grinding headstock (17) by means of the transmission device (16), the output of the stepper motor (KM) sensor (15) being connected to another input of the stepper motor (KM) control circuit (4), circuit (4) the servo-valve control (SV) is feedback-coupled to a linear hydraulic actuator positioning unit (18) connected to the servo-valve (SV) via an outlet and via a hydraulic cylinder (19) to a table (20) whose output is connected to the input of the control position unit (18) via the scaling device (21).