CURS 5 COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE COMANDA MANUALA COMANDA AUTOMATA COMANDA NUMERICA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE STRUCTURA SI FUNCTIONAREA COMENZII NUMERICE

COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE COMANDA MANUALA( de exemplu scheme de pornire/oprire sau inversare de sens ale masinilor electrice din sistemele de actionare) COMANDA AUTOMATA, ceea ce presupune derularea automata a unor secvente de lucru si generarea de traiectorii (pentru scula prelucratoare, piesa sau alte subansamble) pe baza unui program.

COMANDA MANUALA COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE Contacte contactor Releu termic Intreruptor Element termic Contact auxiliar contactor Bobina contactor Contact releu termic COMANDA MANUALA

Dulap de comanda COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE

Dispozitive de automatizare secventiala COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE Sisteme dedicate Dispozitive de automatizare secventiala Comanda numerica Comanda cu calculatorul COMANDA AUTOMATA

Host Zonă Celulă Maşină Echipament COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE MODELUL PE CINCI NIVELE ŞI SISTEMELE DE COMANDĂ AFERENTE. Host Hală de producţie, nivel intreprindere PC Grupare logică de celule (linie tehnologică, linie flexibilă de fabricaţie, etc) Calculator de proces Zonă Grupare logică de maşini utilizate pentru a adăuga valoare unuia sau mai multor produse Automate programabile, sisteme de comandă numerică, PC Celulă Roboţi, benzi transportoare, maşini-unelte Automate programabile, sisteme de comandă numerică Maşină Echipamente, utililaje, elemente necesare producţiei ( vane, motoare, sisteme de acţionare aferente, etc) Sisteme de comandă dedicate (microcontrolere, DSP, etc) Echipament

SISTEME DE COMANDĂ DEDICATE (embedded systems) COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE SISTEME DE COMANDĂ DEDICATE (embedded systems) Un sistem dedicat este un sistem integrand in structura sa si un computer, creat si dezvoltat pentru o aplicatie anume. Aplicatii in Sistemele flexibile de fabricatie: sisteme de control al miscarii

DE UZ GENERAL (general purposes) COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE MICROPROCESOARE DE UZ GENERAL (general purposes) Se utilizeaza in general in sistemele de calcul. SPECIALIZATE Se utilizeaza in sistemele dedicate. PENTRU PROCESARE DIGITALA DE SEMNAL Se utilizeaza in general in sisteme de control al miscarii.

Unitatea centrală (UC), microprocesorul COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE execută instrucţiunile din memorie; efecutează calcule sau procesare asupra datelor, corespunzător instrucţiunilor, iniţializează schimbul de date cu perifericele. Unitatea centrală (UC), microprocesorul Ceasul asigură efectuarea secvenţială a operaţiilor şi este de obicei implementat printr-un oscilator cu quarţ. ARHITECTURA SISTEMELOR DEDICATE Memoria stochează instrucţinile din program; stochează datele (constante sau variabile) utilizate de program; schimbă date cu microprocesorul. Periferice asigură anumite servicii microprocesorului şi permite conexiunea cu exteriorul. Magistrale o reţea de conexiuni între microprocesor şi celelelalte elemente componente. De date De adrese De control

Microprocesor Microprocesor program COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE Sistem dedicat cu arhitectură Von Neumann. Microprocesor Ceas Memorie Periferice Date Adrese Control Sistemul de magistrale Sistem dedicat cu arhitectură Harvard. Microprocesor Ceas Memorie date Periferice Date Adrese Control Sistemul de magistrale Data Bus program Sistemul de magistrale Program Bus

instrument de tip cross-development COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE PROGRAMAREA SISTEMELOR DEDICATE Sistem host Program în limbaj de nivel superior Compilator Program în limbaj de asamblare Asamblor Cod obiect Linker Program sursă Program în limbaj de asamblare Asamblor Cod obiect Program executabil Loader Emulator Sistem target Debugger instrument de tip cross-development

DISPOZITIVE DE AUTOMATIZARE SECVENTIALA COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE DISPOZITIVE DE AUTOMATIZARE SECVENTIALA Automatul programabil este un echipament destinat automatizărilor industriale, care înlocuieşte circuitele de comandă secvenţială în logică cablată. Alimentare UC şi I/O 5 Vdc Sursă alimentare automat ~ Date UC Modul intrare Modul ieşire Sursă separată pentru elementele de execuţie Alimentare asigurată de utilizator Principalele elemente ale unui automat programabil.

GESTIONARE COMUNICAŢIE COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE Structura unităţii centrale Microprocesor ROM: - Sistem de operare - Programe aplicaţie - Drivere - Funcţii preprogramate RAM: - Programe utilizator - Date configuraţie - Date retentive - Imagine date intrare - Imagine date ieşire - Alte date adresabile - Date de lucru - Buffer comunicaţie ROM protejat (baterie) sau EEPROM GESTIONARE COMUNICAŢIE Unitate programare Echipamente Slave LAN – Local Area Network Module I/O locale Staţii I/O externe (remote) Module I/O de extensie

Blocuri de intrare/ieşire COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE Blocuri de intrare/ieşire Blocurile analogice I/O - conectează la automatul programabil senzori al căror semnal de ieşire este proporţional cu valoarea mărimii măsurate, respectiv, actuatoare a căror de ieşire variază proporţional cu semnalul primit de la automat. Plaje de valori : 4÷20 mA, 0÷20mA, 0÷5 V, -5÷5 V, 0÷10 V, -10÷10 V Blocurile digitale I/O - se conectează la senzori şi actuatoare care funcţionează pe principiul ON/OFF, semnalele de intrare/ieşire fiind semnale digitale. Module externe de conectare - pentru intrări şi ieşiri aflate la distanţe considerabile de automatul programabil Modulele inteligente I/O au în structură propriul microprocesor şi propria memorie. Aceste blocuri au fost proiectate şi realizate pentru scopuri speciale, cum ar fi numărătoare de frecvenţă înaltă, sau module de servocontrol pentru motoare electrice. Modulele de comunicaţie sunt module inteligente care permit transferul de date de la/la UC spre/dinspre o reţea de comunicaţie.

COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE APLICATII

Comanda de pornire/oprire motoare electrice COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE Comanda de pornire/oprire motoare electrice Avantaje: Gabarit redus Modificari usoare si rapide Pot integra functii de monitorizare si diagnoza

SISTEME DE COMANDA NUMERICA COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE SISTEME DE COMANDA NUMERICA Sisteme de comanda numerica: sisteme la care comanda si controlul se realizeaza pe baza unui program Variante: logica cablata – comanda conventionala logica programata – Computerized Numerical control –(CNC) Avantajele LP fata de LC Permite modificari post-procesor Permite eliminarea erorilor cauzate de fiabilitatea mai redusa a cititoarelor de banda Economie de timp prin eliminarea derularii benzii perforate Introducerea unor noi functii fara modificari hardware Standardizari hardware, modificarile de adaptare la diferite tipuri de masini referindu-se la structurile de interfata

APLICATII Masini unelte cu comanda numerica COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE APLICATII Masini unelte cu comanda numerica Utilaj tehnologic pentru prelucrari pe baza tehnologiilor neconventionale Linii flexibile de fabricatie

SISTEME DE CONDUCERE PRIN CALCULATOR COMANDA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE SISTEME DE CONDUCERE PRIN CALCULATOR Este un sistem de conducere directa prin calculator numeric a unui grup de masini, de la 2-3 masini la totalitatea unitatilor dintr-o sau intreprindere. Programele sunt memorate in calculator, modificarea lor facandu-se simplu si rapid. Inglobeaza atat comenzile de prelucrare propriu-zisa cat si pregatirea procesului de fabricatie, programarea pieselor, intretinerea si inventarierea sculelor, transportarea si stocarea pieselor, etc. De obicei se adopta structuri pentru conditii locale bine definite. Variante: Inglobarea mai multor structuri CNC, fiecare asigurand functionarea instalatiei tehnologice la parametri nominali si in absenta procesorului central; Utilizarea la nivelul fiecarei MU a unor dispozitive de automatizare secventiala, dar gradul de dependenta de sistemul central devine total.

STRUCTURA SI FUNCTIONAREA CN COMANDA NUMERICA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE STRUCTURA SI FUNCTIONAREA CN LA NIVELUL UNUI SEM Functiile CN Structuri generale de CN

FUNCTIILE COMENZII NUMERICE COMANDA NUMERICA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE FUNCTIILE COMENZII NUMERICE Informatiile primite, deciziile luate si comenzile elaborate intr-un sistem complex mecanic, electric, hidropneumatic si electronic, sunt gestionate la nivelul CN. Realizarea unor traiectorii impuse ale punctelor de interactiune scula-piesa, cu o anumita precizie Realizarea unor parametri optimi ai regimurilor de prelucrare Comanda si supravegherea desfasurarii diferitelor etape tehnologice ale procesului de uzinare Introducerea de date de la periferice sau manual Asigurarea posibilitatilor de integrare a instalatiei intr-o structura de fabricatie unitara si flexibila Functii ale CN

Structuri si functii ale CN COMANDA NUMERICA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE Structuri si functii ale CN 1. Echipamente de comanda secventiala si supraveghere a etapelor tehnologice: au ca scop realizarea unei serii de operatii ce se succed intr-o ordine bine definita, cu precizarea ca starea sistemului la un moment dat depinde mai putin de conditiile instantanee si mai ales de un ciclu dat 2. Echipamente de introducere de date si afisare de cote: sunt o dezvoltare a celor de comanda secventiala, realizand un dialog om-masina si o obiectivizare a urmaririi proceselor. 3. Echipamente de pozitionare a organelor mobile: asigura comanda succesiva a axelor si in timpul deplasarii nu se executa prelucrari; reprezinta primele echipamente cu comenzi programate, adica la care parametrii de stare ai sistemului la un moment dat sunt precizati printr-un program prin care se comunica masinii instructiunile necesare efectuarii operatiilor. Se pot realiza in structura numerica si logica cablata pentru masini serie sau cu automat programabil pentru masini siprocese speciale

Structuri si functii ale CN COMANDA NUMERICA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE Structuri si functii ale CN 4. Echipamente de prelucrare pe directii paralele cu axele: deplasarile pe axe sunt independente, dar se pot realiza simultan cu uzinarea. In plus, utilizeaza algoritmi de conducere adaptativ-optimali. 5. Echipamente de conturare: deplasarile pe axe se pot realiza simultan si pentru realizarea traiectoriilor impuse, informatia de deplasare este predominata. 6. Echipamente pentru conducerea centrelor de prelucrare simultana pe mai multe axe: reprezinta extensii ale variantelor 4 si 5, cu programe evident mai complexe. Volumul mare de informatii necesita prelucrarea datelor intr-o faza externa procesului de prelucrare cu apel la limbaje de programare speciale.

Consola operatorului asigura dialogul om-masina: COMANDA NUMERICA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE Consola operatorului asigura dialogul om-masina: Componenta tehnologica – pentru schimbare program, parametri, regimuri, etc Componenta ergonomica – pentru urmarirea comoda a desfasurarii procesului, manecrare usoara. Variante de utilizare Cu introducerea de date direct in cod masina si selectare comenzi prin chei sau comutatoare specializate Cu utilizarea unui limbaj de nivel superior, conversational, ale carui elemente se introduc cu tastatura alfanumerica.

BLOC DE INTERFATARE I/O Elemente componente ale unei CN COMANDA NUMERICA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE STRUCTURA COMENZII NUMERICE BLOC INTRODUCERE DATE BLOC DE CALCUL BLOC DE MASURA BLOC DE AFISARE BLOC DE INTERFATARE I/O Elemente componente ale unei CN

COMANDA NUMERICA IN SISTEME FLEXIBILE DE FABRICATIE BLOC INTRODUCERE DATE Realizeaza legatura echipamentului cu operatorul, fiind de obicei, un panou ce contine un sistem de afisare si o tastatura. Este un ansamblu de module si programe care prelucreaza informatia introdusa in echipament sub diverse coduri, o converteste intr-o forma acceptabila si o repartizeaza la celelalte blocuri. Introducerea programului piesa se poate realiza: Direct de la operator – manual; Cu periferice specializate (cititor de banda perforata, de banda magnetica) Direct de la calculator (sistem CNC).

BLOC DE INTERFATARE I/O Realizeaza schimbul semnalelor de comutatie cu echipamentul conventional. Are o structura de microcalculator, functiile de adaptare intre echipamentul de comanda si cel conventional realizandu-se prin mijloace software. CN in logica cablata CN in logica programata Interfata apare ca un bloc adaptor Interfata se realizeaza pe o structura de μC (interfata programabila)

BLOC DE CALCUL Executa prelucrari asupra informatiilor de deplasare continute in programul piesa, operatiile aritmetice necesare elaborarii incrementilor de deplasare care sunt apoi introdusi in circuitul de masura a pozitiei si in memoriile de deplasare reala aferente fiecarei axe, unde se scad sau se aduna informatiei existente. Ecuatia de miscare definita prin programul piesa determina deplasarea relativa a sculei aschietoare fata de piesa prelucrata. Este realizat la variantele mai noi in jurul unui microprocesor de 16 sau de 32 de biti rezultand viteze de lucru net superioare.

Functiile Blocului de calcul Generare secvente de lucru Calcul date momentane si absolute Controlul comportarii in regim dinamic al buclelor de pozitie Optimizarea regimurilor de accelerare Generarea traiectoriilor intre puncte Functiile Blocului de calcul