Ćwiczenie 6

Ćwicz. 6
Elementy wykonawcze
Temat ćwiczenia: Układ
EWA/UW
wykonawczy z silnikiem skokowym
1. Wprowadzenie
W ramach ćwiczenia bada się własności układu wykonawczego realizującego posuw
wzdłużny. Elementem wykonawczym jest tu silnik skokowy napędzający śrubę przesuwającą
uchwyt narzędzia. Ćwiczenie zapoznaje studentów z warunkami pracy silnika skokowego w
rzeczywistych układach wykonawczych. Dla ułatwienia do ćwiczenia dołączone są różne
pomocnicze programy do sterowania (poprzez sterownik) pracą silnika. W ćwiczeniu bada się
własności układu dla różnych parametrów zadawanych tj.: przyspieszenia, prędkości, liczby
kroków oraz względnej wielkości skoku (1, 0.5, 0.25 i 0.125) – w stosunku do wartości
znamionowej. Zmieniając powyższe parametry można dążyć do optymalizacji całego układu
wykonawczego tj. maksymalnie krótkiego (bez przekłamań i oscylacji) czasu poprawnego
dojścia do założonego położenia końcowego. Śruba jest mechanicznie sprzężona z
potencjometrem, który ma skrajne zaciski podłączone do zasilacza. Tym samym, napięcie na
ślizgaczu potencjometru pokazuje położenie kątowe śruby - jej obroty.
2. Zestaw aparatury
- zestaw laboratoryjny do badania układu wykonawczego,
- oscyloskop,
- komputer z oprogramowaniem SMC 64,
- zasilacz,
- suwmiarka.
3. Zadania
3.1
Uruchomić zestaw pomiarowy. Włączyć komputer i zasilacz (nap. zasilania ok. 5V –
podłączyć do potencjometru), uruchomić oscyloskop i program winsmc. Oscyloskop
uruchamia się ikoną Pc_lab2000se. Po jej wybraniu pojawia się menu w którym powinny
być następujące ustawienia: w oknie USB-Device PCSU 1000 a w oknie LPT-Device
NON. Przy prawidłowo włączonym oscyloskopie świeci jego żółty wskaźnik. Przełączyć
rodzaj pracy oscyloskopu w opcję Transient Record i ustawić: podstawę czasu 0.2s,
wzmocnienie kanału 1V/div.
3.2
Po włączeniu ikony programu winsmc wybrać opcję ustawienia - okienko z symbolami
narzędzi. Wybrać właściwy „com” dla połączenia z RS232. Następnie, uruchomić
polecenie „czytaj”. Przy poprawnie dokonanych powyższych czynnościach powinien
pojawić się adres sterownika. Jeżeli adres się nie pojawi to ustawić inny com.
3.3
Wczytać plik „śruba” (Program Files\Wobit\Winsmc). Program powinien mieć postać jak
poniżej, (w przypadku niezgodności dokonać korekcji poszczególnych linii programu) :
00 podział 1/1,
01 prędkość startowa 0 krok/s,
02 prędkość maksymalna 50 krok/s
03 przyśpieszenie 1 kroków,
04 zeruj licznik pozycji,
05 znajdź pozycję 1200,00 kroków,
06 znajdź pozycję 0,00 kroków,
7 skocz do 4 linii.
EWA-6
1
04/03/2016
Ćwicz. 6
Elementy wykonawcze
8
EWA/UW
Koniec – zwróć 0
Zmodyfikować program deklarując w linii 02 prędkość maksymalną 500 kroków/s,
przesłać go do pamięci sterownika RAM i uruchomić.
Skorygować nastawy oscyloskopu (jeżeli zachodzi konieczność) tak by obraz przebiegu
widoczny był w całości.
3.4 Sprawdzić na oscyloskopie (Transient Rekord – Time Div 0.2s) ile obrotów wykonuje śruba i
skorygować tak program by przy założeniu pracy z pełnym krokiem uzyskać posuw
narzędzia odpowiadający pięciu obrotom śruby. Zanotować w tabeli (przykład - tabela nr 1)
wprowadzoną ilość kroków zapewniających taki posuw (w programie - znajdź pozycję).
Zmierzyć suwmiarką wielkość tego posuwu oraz zmierzyć za pomocą oscyloskopu czas
trwania posuwu w jedną stronę. Zapisać pomierzone wielkości w tabeli i obraz z oscyloskopu
(z poprawnie ustawionymi markerami) w komputerze.
Uwaga pomiary czasu dokonuje się korzystając z markerów – można je uaktywnić w oknie
View.
Na załączonym oscylogramie pokazano przykład prawidłowego obrazu. Należy zwrócić
uwagę na ustawienie obu markerów czasu i markera poziomu pokazującego fakt, iż w
trakcie jednego posuwu narzędzia śruba wykonała dokładnie pięć obrotów.
Rys.3.4.1 Oscylogram dla pięciu obrotów śruby
3.5 Powtórzyć powyższe badania dla prędkości silnika1000 kroków/s - skok 1/1.
Zapisać wyniki w tabeli
Tabela nr 1 (pomiar liczby kroków i czasu obrotu śruby – pięć obrotów)
Prędkość
[n/s]
1
500
5
1
1000
5
EWA-6
Liczba
kroków [n]
Posuw
[cm]
Liczba
obrotów
śruby
Skok [1/n]
2
Czas
posuwu [s]
04/03/2016
Ćwicz. 6
Elementy wykonawcze
EWA/UW
3.6 Przeprowadzić ponowne badania pracy silnika jak w p.3.3 do 3.5 dla kroków 0.5, 0.25 i
0.125 spełniając dla każdego przypadku wymóg tej samej prędkości obrotu śruby i tego
samego posuwu – posuwu teraz nie mierzymy lecz ustalamy go liczbą obrotów śruby.
Należy uwzględnić fakt, iż wraz ze zmianą wielkości skoku zmienia się na jeden obrót śruby
ich liczba oraz prędkość obrotu śruby. Zanotować czasy posuwu narzędzia (pomiar na
oscyloskopie). Wyniki zarchiwizować tabeli – przykład tabela 2 oraz oscylogramy w
komputerze – do zamieszczenia w sprawozdaniu (jak w p. 3.4).
Tabela nr 2 (wpływ prędkości i skoku na czas posuwu – przyśpieszenie 1)
Skok [1/n]
Prędkość
[n/s]
Liczba
kroków [n]
Liczba
obrotów
śruby
1/2
500
5
1/4
500
5
1/8
500
5
1/2
1000
5
1/4
1000
5
1/8
1000
5
Czas
posuwu [s]
3.7
Ustawić skok silnika 1/1 , prędkość maksymalną 1000 i ilość kroków odpowiadających 5ciu
obrotom śruby i zmierzyć czas całkowitego posuwu narzędzia dla przyśpieszenia 1 oraz 100
kroków. Powtórzyć pomiary dla przyspieszenia 100 kroków deklarując maksymalną
prędkość i krok kolejno: 2000 1/2, 4000 1/4 i 8000 1/8. Dla każdego przypadku należy
zadeklarować odpowiednia ilość kroków tak by posuw się nie zmieniał (pięć obrotów
śruby).
3.8
Dla kroku 0,125 , prędkości 8000 i 8000 kroków dobrać przyśpieszenie tak by czas trwania
posuwu był porównywalny z czasem dla przypadku pierwszego p. 3.7 (tj. skok 1/1 prędkość
1000 przyśpieszenie 100 i 5 obrotów śruby). Uzyskane wyniki obrazy na oscyloskopie
zapisać do zamieszczenia w sprawozdaniu.
Tab.3 (opis wpływ przyśpieszenia na czas posuwu narzędzia)
Skok [1/n]
Prędkość
[n/s]
Liczba
kroków [n]
Posuw
[cm]
Przyśpieszenie Czas posuwu
1
1000
1
1
1000
100
1/2
2000
100
1/4
4000
100
1/8
8000
100
EWA-6
3
04/03/2016
Ćwicz. 6
3.9
Elementy wykonawcze
EWA/UW
Zaprojektować system (napisać dwa programy dla kroków 1, i 1/ 8) w którym narzędzie
będzie wykonywać cyklicznie posuw w stałym obszarze w granicy 3cm z prędkością 1000 i
8000 z przyśpieszeniem 1 krok –programy zamieścić w sprawozdaniu.
4. Opracowanie wyników.
4.1 Zamieścić schemat blokowy systemu pomiarowego.
4.2 Zamieścić i opisać uzyskane oscylogramy oraz w wyniki pomiaru tabele nr 1, 2, i 3.
4.3 Uwagi i wnioski.
EWA-6
4
04/03/2016