Автоматизация трубосварочной линии ПЛТ-321

Цель работы: Изучить схему позиционирования труб. Определить точность позиционирования.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Разраб.

Провер.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Лит.

Листов

Оборудование и материалы:

– Макет ПЛТ-321;

– мерный узел;

– фото датчик положения труб;

– счетчик длины трубы;

– пульт управления;

– линейка.

 

1. Узел позиционирования

Позиционирующий узел предназначен для установки торца труб, например, в сварочную головку. Точность позиционирования составляет ± 10 мм. Импульсы должны следовать с интервалом 1–1,5 мм. Это обеспечивается двумя рядами отверстий, смещенных относительно друг друга

Число импульсов подсчитывается электронным счетчиком, работающим и на накопление и на вычитание импульсов. При достижении заданной программы, счетчик вырабатывает сигнал отключения электропривода секции, рольганга и включает тормоз.

1.1 Работа позиционируемого узла (рис. 3.1).

Труба 1 движется по рольгангу 11, 12 в направлении, указанном стрелкой. Мерное колесо 2 вращается, преобразователь 3 вырабатывает импульсы, ко­торые подсчитываются счетчиком 4. Когда заданный торец трубы, проходит ось фотодатчиков 5, 6, вырабатывается импульс установки нуля. С этого мо­мента счетчик 4 ведет счет импульсов программы. Для повышения произво­дительности принято, что часть пути от фотодатчиков 5, 6, до сварочной го­ловки АД-121 (0,5м) труба проходит на маршевой скорости V_марш. Это рас­стояние задается набором на счетчике “выбег”. По выполнению программы “выбег” счетчик выдает сигнал на отключение маршевой скорости (магнит­ный контактор 7 и магнитная муфта 10), но труба движется по инерции и при снижении скорости до микроподачи, включается микроскорость V_марш и V_микро. Движение трубы на Vмикро продолжается до выполнения основной програм­мы, когда отключается электропривод и включается гидротормоз (электрокла­пан 8 и тормоз 9). Труба останавливается, позиционирование закончено. Изменяя программу можно учесть динамику процесса торможения для различных типоразмеров труб.

 

                                         

Рис. 3.1. Схема автоматизированной системы позиционирования.

 

2. Устройство и работа электросхемы кодирующего узла.

Кодирующий диск имеет 2 ряда отверстий (рис. 3.3). На каждый настроен свой фотоприемник ФИ 1и ФИ 2,ФД 1 и ФД 2 (рис. 3.2). Сигналы от фото датчиков сдвинуты относительно друг друга на π/2. Усилители 1 и 3 усиливают сигнал и передают его на дифференцирующие цепи (2 и 4) и сумматор 5, с выхода которого идет ряд однополярных импульсов. Далее счетчик подсчитывает программу и на последний импульс счётчик вырабаты­вает импульс остановки трубы. Основной элемент узла - мерное колесо.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3. Устройство мерного колеса.

Мерный узел имеет рамку, на которой закреплена стойка и шарнирно–пружин­ный амортизатор. На стойке крепится кодирующий узел, на оси которого вра­щается кодирующий диск, вращающийся через ремень и шкив колеса. Там же крепится рама, на которой закреплён амортизатор и установлена ось мерного колеса. На стойке крепится фотодатчик.

При вращении кодирующего диска его отверстия перекрывают оптические ка­налы фотодатчика и электронная схема вырабатывает импульсы. Прижатие ко­леса к трубе обеспечивает рамка и подвижная пружина. Колебания рамки гасятся амортизатором. Мерный узел монтируется за сварочной головкой, что исключает наезд горячего стыка и повреждение протектора колеса.

 

Рис. 3.2. Позиционирующий узел.	Рис. 3.3. Кодирующий диск.

 

4. Мерный узел.

Мерный узел предназначен для измерения

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 длины трубы, перемещающийся по рольгангу. Контакт трубы с колесом обеспечивается резиновым протектором и поджатием с помощью пружины. Угол поворота колеса преобразуется кодиру­ющим устройством в импульсы. Число кодирующих отверстий выбирается так, чтобы обеспечить отсчет импульсов через 1,25 мм. За счёт повышающего пере­даточного числа ремённой передачи получаем 1 импульс на 1мм перемещения трубы. Импульсы с мерного колеса подсчитывают счётчиком.

5. Выключатель путевой бесконтактной серии ВПБ-222.

Выключатель предназначен для работы в автоматических целях на линиях сортировки и счета. Выключатель имеет генератор релаксационного типа, на выходе которого включён излучающий светодиод в инфракрасном диапазоне. ИК-излучение фокусируется линзой в параллельный пучок. Фотоприёмник имеет линзу, в фокусе которой расположен фотодиод. После усиления сигнал выпрямляется амплитудным детектором и через формирователь управляет ра­ботой реле.

Технические данные фотодатчика серии ВПБ 222.

1) Напряжение питания – 24 В;

2) Рабочие температуры – +25…+60 0С;

3) Воспроизводимость расстояний – 0,5%;

4) Дифференциал хода – не менее 1 мм и не более 20мм;

5) Выходной сигнал – “0”–0,5 В и “1”–13 В;

6) Максимальное расстояние воздействия – от 4 до 8 м. Датчик работает в газовой среде сварочного цеха.

6. Пульт управления.

К пульту управления через разъёмы подключается мерное колесо, фотодат­чик, сеть и станция управления. На пульте установлены переключатели набора программ измерения длины трубы: основная и выбега. После запуска позиционирование ведётся автома­тически. Сигнальные лампы информируют о работе пульта.

7. Работа электронных схем.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Датчик позиционирующего узла – это мерное колесо и ИК-фотодатчик.

Принципиальная электрическая схема мерного колеса.

Схема имеет 2 канала формирования сигналов фотодиодов НЕ 1 и НЕ 2 (верх­него и нижнего рядов отверстий кодирующего диска). С выходом логических элементов Д 1.1 – Д 1.4 (рис. 3.4) импульсы дифференцируются. Положительные посту­пают на базу транзистора УТ 9.

                                         

Рис. 3.4. Схема расположения фотодатчиков.

На выходе включён эммитерный повторитель УТ. Это обеспечивает помехо-защитность сигнальной линии. Преобразователь расположен в корпусе мерного колеса и имеет автономное питание. ИК-фотодатчик состоит из фото излучателя и фотоприёмника. В качестве ИК-диапазона, который включён на выходе генератора. Генератор собран по схеме А1 и вырабатывает импульсы частотой 1 кГц. В результате из­лучатель посылает импульсы в ИК-диапазоне. Поток фокусируется линзой и поступает на фотоприёмник. Фотодиод V включён в эммитерный повторитель (VT 1, VT 2) на входе приёмника. С эмиттером импульсы детектируются, усиливаются и в результате этого сра­батывает реле К-1. Лампа HL светится, сигнализируя о работе фотодатчика М, облегчая настройку оптической оси.

 

Вопросы для контроля.

1. Назначение мерного узла.

2. Конструкция мерного узла.

3. Принцип работы мерного узла.

4. От чего зависит чувствительность фотодатчиков?

5. Особенности конструкции мерного колеса и кодирующего диска.

 

Назначение мерного узла.

    Мерный узел предназначен для измерения длины трубы, перемещающийся по рольгангу. Контакт трубы с колесом обеспечивается резиновым протектором и поджатием с помощью пружины. Угол поворота колеса преобразуется кодирующим устройством в импульсы. Число кодирующих отверстий выбирается так, чтобы обеспечить отсчет импульсов через 1,25 мм. За счёт повышающего передаточного числа ремённой передачи получаем 1 импульс на 1мм перемещения трубы. Импульсы с мерного колеса подсчитывают счётчиком.

Конструкция мерного узла.

    Мерный узел имеет рамку, на которой закреплена стойка и шарнирно–пружинный амортизатор. На стойке крепится кодирующий узел, на оси которого вращается кодирующий диск, вращающийся через ремень и шкив колеса. Там же крепится рама, на которой закреплён амортизатор и установлена ось мерного колеса. На стойке крепится фотодатчик

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

.