станок-автомат: помощь в проверке схемы и подбора деталей

[Зяма]

Доброго времени суток! Очень нужны советы знатаков!

Но для начала позвольте представиться - Зяма, а точнее Зиновий, среднекрупный чёрный котище учёный, хозяин аж трёх человеков Вот пытаюсь своему старшему человеку помочь автоматизировать небольшой станочек...
итак, смысл станочка - полный автомат с замкнутым циклом работы, по характеру торцеватель деревяшек(жаль не кошачих консерв ). так вот, помурлыкав с недельку определился по конструкции "железа". с кошачей пидантностью сформулировал цикл работы и исключения. в итоге имеем то, чем надо управлять: Реверсивный мотор (DC 24V) и мотор торцевателя (AC 220V). контроль переходов режимов работы на 3-х концевичках и четвёртый - сигнлизация исключения. ну и собственно имеем в пользовании dc24v & ac220v.
доп. требования:
переход состояний должен быть строго определён => надо хранить флаг для состояний.
самодиагностика - индикация текущего состояния(контроль функционирования схемы), индикация включения силовых контуров двигателе(контроль функционирования двигателей).

Обмыслив условия задачи, решил строить логикуна триггерах, с радиоэлектроникой слегка знаком, но для самостоятельного проектирования знаний и опыта мур-мяло но надеюсь на вашу помощь и что в итоге отолью свою мысль автоматизации в железо!

Итак, формулировку для проектирования описал так:
Функции обработки сигналов:

«упор торцовки» - обработка, только если «нулевое» состояние системы, то запуск «торцеватель» и запуск с регулируемой задержкой и регулированием оборотов «реверсивный мотор»(“+” -> ”-“)
Очередной запуск алгоритма «упор торцовки» возможен по завершению полного цикла(сигнала «верх»)

«низ» - обработка всегда. Останов «реверсивный мотор»(“+” -> ”-“), запуск «реверсивный мотор»(“-” -> ”+“) на полной скорости, останов с регулируемой задержкой «трцеватель»

«верх» - обработка всегда. останов «реверсивного мотора», останов «торцеватель», переход системы в состояние «ноль»

«alarm» - переход в состояние «ноль», запуск звуковой и световой сигнализации

Дополнительные функции:

Включение световой сигнализации на каждую из 3-х основных функций(кроме alarm)

Включение световых сигнализаций при включении моторов


набросал некую схему(работаю в жутком visio ), что то среднее между логической и начало её перехода к радиотехнической.

схема.jpg

(51.34 КБ) 504 скачивания

полагаю, что тригеры будут в одной или двух микросхемах, пока ещё не подбирал конкретную, но их полно, которые меня устроят. появится частотный генератор, ну и куча сопротивлений.
не знаю как быть с задержкой времени, думаю это будут микросхемы таймеры или что то подобное. задержки и переменный резистор нужны для точной настройки и согласованности управляющих элементов станка.
без понятия, как корректно питать от выходных сигналов триггеров другие триггеры, свето диоды и релюхи.

буду премного благодарен за все идеи, критику и наставления, ваш Зиновий

з.ы. вопросов намурлыкаю ещё уйму, т.к. всё очень интересно, да ещё через недельку в планах переход к практике.

[knyaz*]

Мне кажется, что здесь не тригеры нужны, а микроконтроллер. Если не прав поправьте.

[Зяма]

Мне кажется, что здесь не тригеры нужны, а микроконтроллер. Если не прав поправьте.

Возможно вы и правы! Но увы, не знаком плотно с микроконтроллерами

Сегодня ещё одну важную вешч понял - критерии выбора схем и деталей в порядке приоритета:
1. надёжность и помехоустойчивость - совсем рядом разные и разнообразные электродвижки, есть подозрение, что они многут влиять на корректность работы
2. цена/простота
3. мощность/экономичность

[Brigadir]

Зиновий, я немного посмотрел Вашу сзему, но самое главное понять: как происходит передвижение заготовки на станке, отсюда и "плясать". Мотор на 220 - это я понимаю привод фрезы(шпиндель), на 24 в передвигает заготовку - вперед и возвращается назад, на исходную позицию(правильно я понял? Если не так , поправьте). А если так, то схема намного упрощается: М1(привод фрезы) можно запустить от кнопки "Пуск"(достаточно одного реле и исключить световую индикацию = она не к чему). Привод заготовки: работа разрешена только с "исходной позиции"(замкнут начальный концевик), далее передвижение до конечного концевика и возврат в исходную позицию(до замыкания начального концевика) и сброс в "ноль" с остановкой обоих двигателей. Необходимо предусмотреть защиту: запрет на запуск без заготовки материала и при открытой крышке механической защиты фрезы. Всё это достаточно легко реализуеться на обычной логике. Давайте подробности и всё решим.

[Зяма]

... передвигает заготовку - вперед и возвращается назад, на исходную позицию(правильно я понял? Если не так , поправьте)... Давайте подробности и всё решим.

Спасибо, что откликнулись!
Прошу прощения, что детали смысла станка не рассказал. И так: совершенно верно заметили, ~200v это фреза - а точнее даже, ручной торцеватель-циркулярка. Готовый инструмент для работы, но ручной А вот дальше схема такая - заготовка, постоянного сечения(круг, квадрат, шести и восьми гранник - всякие бывают), ползёт почти непрерывно с примерно постоянной скоростью ~ 1 см в секунду. Решаем задачу по нарезанию колбасок(муррр... ням-ням, люблю колбаски ) равной длины в режиме on-line, т.е. прям в режиме постоянного движения заготовки.
Как инженерно выглядет сама мысль автоматизации: в проскости движения заготовки перемещается платформа с закреплёным на ней торцевателе. заготовка скользит по станине торцевателя, фреза которого находится под 90 градусов к заготовке. Далее по движению заготовки, за торцевателем, находится жёстий упор зафиксированный к подвижной платформе. Т.о. заготовка, достигнув упора и забодав его продолжает своё движение вместе с платформой. Сила движения заготовки достаточная, чот бы продвигать платформу без потери скорости. Собственно в этот момент, когда заготовка уже тащит платфому за собой, можно включать торцеватель, опустить его за ручку вниз, и отпилить колбаску заданной длины(жёсткий упор можно регулировть под нужное растояние). После отпиления фреза поднимается на пружине, платформа, опять же на пружине, притягивается против движения заготовки до ограничителя. Всё, фаза цикла завершена, начинаем всё заново.
Как видите, инженерно всё оптимизировано. Осталось "приделать" мотрчик к ручке ручного торцевателя и он станет автоматом. Кстати, рассматривал и прочие варианты: электромгнит(соленойд), актуатор и прочее, но пришёл к выводу, что реверсивный мотор редуктор будет оптимальным решением по выставленным постом ранее критериям. Этот моторчик будет наматывать\разматывать тросик, который вторм концом крепится к ручке торцевателя.

Так вот выглядет процесс и "железо". В разрезе этого, озвученные в самом начале функции станут понятнее и маппируются на процесс.

[Brigadir]

Простите, в Вашей механике кроется ошибка: В момент, когда заготовка будет отрезана торец заготовки начнет зажимать диск пилы, препятствуя возращению диска в исходное положение, Диск при этом "исковеркает" торец заготовки(со стороны подающего конца.). Давайте немного подачу переделаем: заготовка уперлась в ограничитель длины и включила концевой выключатель. Далее, на заготовку опускается диск пилы, но чуть раньше опускается зажим, фиксатор заготовки. Пила дойддя до конца включает свой концевой выключатель и меняет направление своего движения на обратное(в исходное состояние) и в конце пути срабатывает толкатель(сброс отрезанного полена) и освобождается зажим заготовки.

[Brigadir]

О механике: Я тут немного нарисовал, только не рисовал привод подачи заготовки и привод опускания диска пилы. Логика следующая: заготовка подается вправо (по рисунку) до упора в передний ограничитель. Ограничитель имеет небольшую свободу движения(буквально 1 мм) до замыкания концевого выключателя. В этот момент подача прекращается и начинает опускаться пильное устройство, в какой то момент рычаг пилы зажимает прижимной лапой заготовку на станине(чистая механика - понятно из рисунков) и диск отрезает заготовку. Отпиленный кусок падает вниз, в контейнер. Пила возвращается назад и включается подача заготовки. Вот и всё.

[Brigadir]

Привод пилы и заготовки: здесь советую использовать систему привода дворников автомобиля(почти готовая механика, имеющая в редукторе концевые выключатели). Насчет мощности не знаю, но должно хватить.

[Зяма]

Простите, в Вашей механике кроется ошибка: В момент, когда заготовка будет отрезана торец заготовки начнет зажимать диск пилы, препятствуя возращению диска в исходное положение, Диск при этом "исковеркает" торец заготовки(со стороны подающего конца.). Давайте немного подачу переделаем: заготовка уперлась в ограничитель длины и включила концевой выключатель. Далее, на заготовку опускается диск пилы, но чуть раньше опускается зажим, фиксатор заготовки. Пила дойддя до конца включает свой концевой выключатель и меняет направление своего движения на обратное(в исходное состояние) и в конце пути срабатывает толкатель(сброс отрезанного полена) и освобождается зажим заготовки.

Размышлял о зажиме-фиксаторе заготовки до циркулярки... почему то, мне кажется, что закусывания заготовки и отпиливаемой колбаски происходить не должно. колбаска валится вниз под силой тяжести. фреза довольно мощьна и с небольшим перегревом должна выдержать "толкание" подаваемой заготовки. но вот при поднятии пилы, действительно есть риск получить покоцанным верхний уголок заготовки.
Тем не менее, решение с зажимом (который чуть раньше пиления прижимает заготовку и чуть позже отпускает после пиления) можно получить чисто механичиски - к тому же торцевателю будет прикреплён прижим.
взгляните на схему:

полено.jpg

(33.69 КБ) 348 скачиваний

а вот схема обвязки концевиками не меняется.
так же была мысть и о механическом сбрасывателе отпиленной колбаски, на случай сверх коротких размеров, что бы не зависала на станине. но так же это решение можно механически организовать.

[Зяма]

Привод пилы и заготовки: здесь советую использовать систему привода дворников автомобиля(почти готовая механика, имеющая в редукторе концевые выключатели). Насчет мощности не знаю, но должно хватить.

Ой, пока калякал свой ответ, вы уже столько всего сделали
ваша картинка впечатлила по сравнению с моей. снимаю шляпу!
порадовало то, что мысли в одном направлении живут

насчёт дворников - не знаю где как, в моих машинах концевиков нет, там трапеции дворников с шаговым позиционирующимся двигателем. дороговатый вариант и слабоваты они
нашёл такой:
Мотор-редуктор WG5539 3500
Мощность - 38Вт
Напряжение питания - 24В
Номинальный ток - 1,6А
скорость - 40 об/мин
крутящий момент - 45 кг*см

и мощи с запасом и не прожорлив. в общем мне показался золотой серединой.
ситуация ещё в том, что делать буду концепт, а реально таких станочка будет 3. по этому нужно масшабируемое решение и с распространёнными комплектующими. а то сделаю на дворниках, а потом ищи именно такие

[Зяма]

... В этот момент подача прекращается и начинает опускаться пильное устройство...

небольшое нарушение начальных условий: заготовка подаётся on-line, почти непрерывно и почти равномерно.
А что самое главное, остановить её ради торцовки не реально! проще "коряво" перекусить, а уж потом торцевать. посему и катается у меня тележка вдоль заготовки. Но ваш зажим всё равно будет при этом работать!

[Brigadir]

Зиновий, вопрос про приводы и механике решайте сами, я всего лишь дал совет. По поводу систему управления: решается в зависимости от механики привода всех частей. Логика простейшая, здесь не надо Микроконтроллеры и привлекать, вполне достаточна простая примитивная электронная логика. А дворники(все поголовно) имеют концевики внутри корпуса редуктора Там же расположены и контакты самоподхвата: достаточно чуть "двинуть" вал дворника и он сам отработает полный оборот и сам выключиться.

[Brigadir]

... В этот момент подача прекращается и начинает опускаться пильное устройство...

небольшое нарушение начальных условий: заготовка подаётся on-line, почти непрерывно и почти равномерно.
А что самое главное, остановить её ради торцовки не реально! проще "коряво" перекусить, а уж потом торцевать. посему и катается у меня тележка вдоль заготовки. Но ваш зажим всё равно будет при этом работать!

Зиновий: недопустимо давить на пильный диск сбоку(если Вам жить не надоело). Вначале, да , заготовка будет давить на передний ограничитель, но в конце пиления эта же подача зажмет диск и он либо выгорит, либо разлетиться на куски.

[Зяма]

Зиновий: недопустимо давить на пильный диск сбоку(если Вам жить не надоело). Вначале, да , заготовка будет давить на передний ограничитель, но в конце пиления эта же подача зажмет диск и он либо выгорит, либо разлетиться на куски.

Убедили, товарищь Бригадир! предварительный зажим будет включён в обязательную программу. глобально схема остаётся той же. но освобождаем диск от функции толкателя.
концевики остаются по прежнему в точке касания ограничитея(на электросхеме назвал его "ограничитель торцовки"), в нижней точке фрезы концевик "низ" в верхней точке "верх".
Ввёл ещё "alarm", это будет концевик под подвижной тележкой, и будет нажиматься, если телега уедет не прилично далеко по направлению движения заготовки - это будет в исключениях, если что то застряло или сломалось.

[Brigadir]

Я ещё хотел предупредить: передвигать просто бревно намного легче, чем всю систему пиления(а она имеет приличную массу), а потом вся система пиления должна вернуться назад(опять затраты на передвижение). И Ваша система будет довольно сложной в реализации(при непрерывном передвижении заготовок). Намного проще присобачить 2 привода: первый опускает и поднимает пилу(1 цикл), 2 цикл - другой привод подпихивает заготовку до упора(здесь можно приспособить храповый механизм, наподобия как в шаговом искателе или просто 2 вала, зажимают бревно, ведущий с зубчиками).. Пока первый цикл в работе, работа второго цикла запрещена(примитивный размыкатель питания привода). Пока второй цикл в работе - работа первого цикла запрещена(так же контакты привода пилы разомкнуты). Электрика получается простейщей, без изысков в виде задержки по времени. Диск крутиться всегда(пусть охлаждается) после запуска системы. Кнопкой "Стоп" обесточиваем всю систему.

[Зяма]

Зиновий, вопрос про приводы и механике решайте сами, я всего лишь дал совет. По поводу систему управления: решается в зависимости от механики привода всех частей. Логика простейшая, здесь не надо Микроконтроллеры и привлекать, вполне достаточна простая примитивная электронная логика. А дворники(все поголовно) имеют концевики внутри корпуса редуктора Там же расположены и контакты самоподхвата: достаточно чуть "двинуть" вал дворника и он сам отработает полный оборот и сам выключиться.

Возможно в редукторах дворников и есть концевики, не разберал редукторы у них некогда. Но в сервисе дали версию, что это шаговый двигатель Сути дела не меняет, двигло выбрал условно промышленное, концевики подобрать не проблема будет тоже.
Изначально логику хотел на триггерах делать, и собственно схему под это нарисовал. Но сомневаюсь в корректности, что она корректная и не даст КЗ, малоопытен я а делее будут ещё более серьёзные проблемы(для меня) - конкретизировать детали и обсчетать токи.
Но очень надеюсь на ваше содействие - проверять меня и подсказывать!
Так приятно видеть такое соучастие, при чём квалифицированное! честно - не ожидал!

[Зяма]

Я ещё хотел предупредить: передвигать просто бревно намного легче, чем всю систему пиления(а она имеет приличную массу), а потом вся система пиления должна вернуться назад(опять затраты на передвижение). И Ваша система будет довольно сложной в реализации(при непрерывном передвижении заготовок). Намного проще присобачить 2 привода: первый опускает и поднимает пилу(1 цикл), 2 цикл - другой привод подпихивает заготовку до упора(здесь можно приспособить храповый механизм, наподобия как в шаговом искателе или просто 2 вала, зажимают бревно, ведущий с зубчиками).. Пока первый цикл в работе, работа второго цикла запрещена(примитивный размыкатель питания привода). Пока второй цикл в работе - работа первого цикла запрещена(так же контакты привода пилы разомкнуты). Электрика получается простейщей, без изысков в виде задержки по времени. Диск крутиться всегда(пусть охлаждается) после запуска системы. Кнопкой "Стоп" обесточиваем всю систему.

Не спорю! но увы, заготовка вылазиет из другого, большого станка и задержать её или двигать станок который её делает - не реально. а лезит заготовка непрерывно и довольно с мощным усилием.
от сюда и решение, что нужно "прицепиться" за заготовку и отпилит "край сука сидя на нём". С помощью Вашего зажима заготовки, мы будем сидеть на правильном "концу сука".
Торцеватель со станиной и приводом на опускание/поднимание получается порядка 20 кг, не такая уж и махина.
А вот почему хочу делать логику с хранением сигнала - по тому отпиливаемая колбаска может "играть" и отпустить концевик - это приведёт к сбою работы. плюс "дребезг" выключателей может выйти боком. А так, на триггерах храню 4 бита информации, которые отвечают за релюхи(почти примитивный разрыватель).
Диск крутить круглые сутки на 3-х торчевателях при 1,5 Квт мощи в копеечку выйдет при 5,75 р за Квт А я за экономное исполнение.
А всякие задерживатели сигналов и переменные резисторы призваны для подстройки наилучшего способа резки.

[Brigadir]

Гляньте на пост чуть выше.(я там рисунок добавил)



А по поводу непрерывности, вначале ведь не знал, только что прочел.
Если Вы из Москвы, мы можем на месте всё решить сообща и расчитать механизм(это уже в личку, ЛС кнопка).

[Зяма]

Гляньте на пост чуть выше.(я там рисунок добавил)

поглядел! Супер - видна мысль и рука профи. Вы сколько лет с производствами и пром. техникой работаете, если не секрет?

А по поводу непрерывности, вначале ведь не знал, только что прочел.
Если Вы из Москвы, мы можем на месте всё решить сообща и расчитать механизм(это уже в личку, ЛС кнопка).

Да, не все детальки сразу видны. Сам недели 3 как задачей занялся, 2 недели ушло на формулировку начальных требований самому себе. Концептов 5 напридумывал, пока не приблизился решению.
Я в Москве, но производство в просторах Тверской губернии. Да и концепт пока в голове и чуть-чуть на бумаге в виде базовых деталей и схемы.

[Brigadir]

поглядел! Супер - видна мысль и рука профи. Вы сколько лет с производствами и пром. техникой работаете, если не секрет?

.[/quote]
Если не секрет, то нисколько Я на все руки от скуки. Подпольный всезнайка - самопальщик. Я тут кучу самопальных станков понаделал, научил струйный принтер печатать платы, циркуляркой шиповое соединение делать, фрезером по линеечке работать и т.п. А если вспомнить детство... то страницы не хватит перечислять. В принципе могу Вам и сгодиться в качестве конструктора, но за шелест(извините, но каждая работа должна оплачиваться).