Temat ćwiczenia: Układ wykonawczy z silnikiem skokowym

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),
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.
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,
07 kocz do 4 linii.
08 Koniec – zwróć 0
EWA-6
1
27/02/2015
Ćwicz. 6
Elementy wykonawcze
EWA/UW
Zmodyfikować program deklarując w linii 05 prędkość maksymalną 500 kroków/s,
przesłać go do pamięci sterownika RAM i uruchomić.
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 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 obraz i dane z oscyloskopu w komputerze np. w katalogu EWA/cwicz5/dzień/nr
grupy ćwicz. z odpowiednią nazwą plików w obu formatach, to jest: obraz (png) i dane
(txt). Uwaga pomiary czasu dokonuje się korzystając z markerów – można je uaktywnić w
oknie View.
Na załączonym oscylogramie pokazano prawidłowy obraz dokumentujący fakt poprawnie
zadeklarowanych parametrów w programie sruba. 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.
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. Należy uwzględnić fakt, iż wraz ze zmianą wielkości skoku zmienia się ich
liczba na jeden obrót śruby (należy odpowiednio zmieniać prędkość i ilość kroków).
Zanotować czasy posuwu narzędzia (pomiar na oscyloskopie). Wyniki zarchiwizować w
komputerze (jak w p. 3.4).
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 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
EWA-6
2
27/02/2015
Ćwicz. 6
Elementy wykonawcze
EWA/UW
1000 przyśpieszenie 100 i 5 obrotów śruby). Uzyskane wyniki obrazy na oscyloskopie
zapisać do zamieszczenia w sprawozdaniu.
3.9
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
(8000) z przyśpieszeniem 1 krok –zamieścić programy w sprawozdaniu.
4. Opracowanie wyników.
4.1 Zamieścić schemat blokowy systemu pomiarowego.
4.2 Zamieścić i opisać uzyskane oscylogramy oraz w stabelaryzowanej formie wyniki pomiaru.
4.3 Uwagi i wnioski.
EWA-6
3
27/02/2015