Pneumatická polohovací osa Bc. Hošek Martin, Bc. Jura Jakub, Bc. Zahradník Petr, Ústav přístrojové a řídicí techniky strojní fakulty ČVUT.

Foto chapadla

Festo spol. s r. o. Pod Belárií Praha 4 – Modřany Tel.: Fax: Výrobce použitého zařízení

Foto osy

Jako celek je pneumatická osa schopná přesně polohovat ve třech osách a uchopovat předměty, s kterými má manipulovat. Z vývojového prostředí WinPisa je možné programovat souslednost pohybů. Funkce jednotlivých podcelků směřuje k funkci celého systému. Za podcelek je možné chápat například jednotlivé osy (X, Y, Z) či systém uchopování předmětů. Tato pneumatická osa ještě disponuje chapadlem, kterému je možné řídit sílu stisku proporcionálním ventilem. Funkce tohoto zařízení je přenášení různě pevných předmětů. Funkce zařízení

Bezpečnostní hlediska Pneumatický polohovací systém provádí pohyby rychlostí a silou, která může člověku zcela určitě vážně ublížit na zdraví. Proto je důležité žádnou částí těla (obvykle rukou) nepřesahovat do pracovního prostoru osy, pokud běží program – i je-li „stopnut“.

Jakoukoliv montáž v pracovním prostoru osy je bezpodmínečně nutné provádět při odpojeném přívodu tlakového vzduchu (při montáži je mnohdy nutné mít v pracovním prostoru osy nejen ruce, ale i hlavu, což by mohlo být skutečně nebezpečné životu) Bezpečnostní hlediska

Pro případ jakékoliv nehody je na pracovní ploše umístěno tlačítko „ krizový stop “, které okamžitě po stisknutí vypne přívod tlakového vzduchu a elektrický proud. Toto tlačítko je červené, velké a na první pohled rozpoznatelné. Vypíná se tahem Bezpečnostní hlediska

Většina koncovek hadic pro tlakový vzduch je opatřena převlečnou maticí a možnost nechtěného uvolnění hadice za provozu je téměř minimální. Avšak několik málo hadic je opatřeno nástrčnou koncovkou pro rychlé snímání a upevňování hadice. U těchto koncovek je jistá pravděpodobnost, že se hadička uvolní za provozu. Proto je zapotřebí neopomíjet toto riziko a chránit si zejména oči. Bezpečnostní hlediska

Obrázek celkového uspořádání osy

Schéma elektropneumatického zapojení Uw Osa XOsa Y Osa ZChapadlo SOLL IST 2 P E SPC - AF valv e in out SPC - AF valv e in out PwrPwr RS232RS232 Ou tpu t Q0.X Out put Q2. X A x es MMIMMI Inp ut I0. X Inp ut I2. X Mod ul žáda ných hodn ot SPC - FIO in out SPC20 0

Použitý HW Chapadlo: HGR-25-A Lineární pneumotor: DGLL - 25 Rozvaděč pro ovládání pneumotoru: MYA-5/3E-M5-L-LED Proporcionální ventil pro ovládání chapadla: MPPE-3-1/ B Rozvaděč pro ovládání chapadla: CPM10-M1BH-5L-M7 Modul žádaných hodnot: MPZ-1-24 Řídicí automat: SPC 200 CPU-4 2 x proporcionální ventil pro řízení polohování: MPYE-5-1/8-HF-010-B Pneumatická osa X: D.MP-M-LA-200-DG025 Pneumatická osa Y: D.MP-M-LA-300-DG025 Potenciometr pro odměřování pozice osy X: Potenciometr pro odměřování pozice osy Y: interface osy: SPC-AIF-POT modul vstupů a výstupů: SPC-FIO-2E/2A-M8

Použitý HW Radiální chapadlo: HGR-32-A

Modul žádaných hodnot: MPZ-1-24 Použitý HW

Řídicí automat SPC 200 CPU-4 Použitý HW

Proporcionální ventil pro ovládání chapadla: MPPE-3-1/ B Použitý HW

proporcionální ventil pro řízení polohování: MPYE-5-1/8-HF- 010-B Použitý HW

interface osy: SPC-AIF-POT Použitý HW

modul vstupů a výstupů: SPC- FIO-2E/2A-M8 Použitý HW

Umístění řídicí techniky

Uspořádání tlačítek

Uspořádání operátorských tlačítek

Uspořádání systémových tlačítek

Zapojení hlavního řídicího panelu

Detail PLC (vlevo) a proporcionálního ventilu (vpravo)

Detail svorkovnice

Detail ventilu pro rychlé vypnutí (nahoře) a modulu žádaných hodnot pro proporcionální ventil (dole)

PLC Modul žádaných hodnot Proporcionální ventil (15-30) V (0-10) V (0-6) bar Tlak na výstupu [bar] Sign ál na vstu pu [V] 10V 0V ( ) k  24 V 8 bar V (0 – 10) V ~ p 24 V Na modulu žádaných hodnot je možné pomocí potenciometrických trimrů šroubovákem nastavit šest hodnot výstupního napětí v rozmezí od nuly do deseti voltů. Nastavené napěťové úrovně jsou spínány vstupy č. 31 až 35 a 11. Je li signál na více vstupech současně, potom je nastavena ta napěťová úroveň, která má vyšší prioritu, respektive nižší číslo (vstupy, které spínají výstupy jsou označeny: sp1 až sp6). Dále je možné hodnotu výstupního (žádaného) napětí nastavit potenciometrem, který je napájen z modulu žádaných hodnot. Toto nastavení má nejnižší prioritu a je tedy realizováno až v případě, že není aktivován žádný z binárních vstupů (sp1 až sp6). PLC je v zapojení s modulem žádaných hodnot v pozici nadřazeného systému, který svými výstupy aktivuje jednotlivé binární vstupy modulu žádaných hodnot, které dále aktivují jednotlivé nastavené napěťové úrovně v modulu žádaných hodnot. Celým systémem je tedy možné nastavovat tlak na šest diskrétních hodnot. Kombinovat nastavené hodnoty není možné. Proporcionální redukční ventil nastavuje tlak na žádanou hodnotu. Žádaná hodnota je zadávána napěťovým signálem v rozmezí od nuly do deseti voltů, čemuž odpovídá výstupní tlak od nuly do šesti barů. Proporcionální ventil má vlastní P / E převodník, pomocí něhož realizuje regulaci tlaku na nastavenou hodnotu a zároveň je napětí z P / E převodníku vyvedeno na výstup ventilu, pro účel kontroly či vizualizace. Sp1 Sp2 Sp3 Sp4 Sp5 Sp6 y1 y2 y3 y4 y5 y6 síla

Programování pohybů osy Jednotlivé řádky programu pro PLC SPC 200 mají následující formát: N00110 G00 X100 Y150 ; jeď na pozici číslo řádku příkaz Parametry komentář

Polohovací příkazy G00 - Přesuň se na pozici nejvyšší možnou rychlostí G01 - Přesuň se na pozici určenou rychlostí G02 - Přesuň se plynule na určenou pozici

Podmínky polohování G08 - Zrychlení při rozjezdu G09 - Zpomalení při brždění G90 - Absolutní měření G91 - Relativní měření

Instrukce pro řízení běhu programu G04 - Prodleva mezi instrukcemi G25 - vykonání instrukce v závislosti na ujeté dráze E05 - Nepodmíněný skok L - Vykonej podprogram M00 - programový stop M02 - návrat z podprogramu M30 - ukonči program a opakuj ho od začátku

Bitové operace #S - Nastav jednobitový operand #R - Resetuj jednobitový operand #T - Testuj jednobitový operand na 1 #TN - Testuj jednobitový operand na 0

Operace s registry #LR - Načti hodnotu do registru #TR - Testuj registr #AR - Přičti do registru

Program WinPisa