Концевые выключатели: виды, принцип работы и монтаж

Концевые выключатели: виды, принцип работы и монтаж

Концевые выключатели в основном применяются в промышленной, бытовой автоматике, а также в электротехнических изделиях. По своим функциям устройства аналогичны обычному выключателю, имеются отличия лишь в конструктивности. Все виды таких датчиков действуют на мотор любого привода, а также пускатель и цепи освещения.

Устройство выключателей

Если рассматривать особенности конструкции выключателя концевого типа, то ее оптимизировали во многом как раз для того, чтобы встраивать в те или иные системы управления. Компактный корпус устройства позволяет прикреплять устройство где угодно. То же самое можно сказать и о системе индикации питания и срабатывания. Это светодиоды, которые можно разместить в разных местах – они не требуют специального обслуживания, не перегорают и не перегреваются.

Нередко внутри концевых выключателей имеются два парных контакта, находящиеся в нормально замкнутом и нормально разомкнутом состояниях. Если пара замкнута, то можно будет осуществлять контроль за состоянием подключения концевых выключателей. То есть, в случае невозврата сигнала от пары, цепь, скорее всего, окажется поврежденной по тем или иным причинам.

Само устройство включает следующие элементы:

1. Корпус. Его изготавливают как из диэлектриков, так и из проводников.
2. Подвижная часть. После воздействия на нее осуществляется нажатие на контактные группы.
3. Возвратная или зажимная пружины, которые способствуют удержанию контактов в нормально замкнутом или нормально разомкнутом положении.

Если речь идет о моделях бесконтактного типа, то подвижные элементы в них отсутствуют.

Выбирая выключатель, нужно принимать во внимание показатели тока и напряжения (в зависимости от эксплуатационных условий и особенностей механизма). От данного момента будет зависеть длительность и общая корректность функционирования устройства.

Обнаружение приведенного в действие или отрезанного троса

Трос правильно установлен, в положении покоя, электрические контакты замкнуты.

Трос тянется оператором, электрические контакты разомкнуты.

Трос обрезан, электрические контакты разомкнуты.

Условное обозначение датчика приближения

На принципиальных схемах индуктивные датчики (датчики приближения) обозначают по разному. Но главное – присутствует квадрат, повёрнутый на 45° и две вертикальные линии в нём. Как на схемах, изображённых ниже.

НО НЗ датчики. Принципиальные схемы.

На верхней схеме – нормально открытый (НО) контакт (условно обозначен PNP транзистор). Вторая схема – нормально закрытый, и третья схема – оба контакта в одном корпусе.

Система Координат Фрезерного Станка С Чпу

Система координат фрезерного станка с чпу — является главной расчетной системой, определяющей перемещения исполнительных органов станка фрезерного типа с числовым программным управлением. Оси координат располагают параллельно направляющим станка, что позволяет при создании управляющей программы легко задавать направления и расстояния перемещений.

В этой статье рассмотрим — какова система координат фрезерного станка с чпу. Начнем с того, что система координат фрезерного станка, в которой определяется положение его рабочих органов и других систем координат, является основной. Система координат станка (СКС) включает в себя все физически существующие оси станка. По стандартам все прямолинейные перемещения рассматривают в правосторонней прямоугольной системе координат X, Y, Z. У фрезерных станков положение оси Z совпадает с осью вращения инструмента. На станках всех типов движение сверла из детали определяет положительное направление оси Z в системе координат станка.

Ось Х фрезерного станка с чпу всегда параллельна технологической базе (обычно горизонтальна) и перпендикулярна оси Z. При вертикальном расположении оси Z, если встать лицом к передней плоскости станка, положительным для оси Х считается направление вправо.

Рис. 1. Правило правой руки в системе координат станка

Ось Y перпендикулярна плоскости, образуемой осями X и Z; в качестве положительного выбирается такое направление, чтобы получившаяся система координат образовывала правую декартовую систему. Для удобства можно пользоваться правилом правой руки (рис. 1). Примеры расположения осей системы координат для фрезерных станков представлено на рис. 2.

Рис. 2. Примеры систем координат фрезерных станков

Дополнительные оси в системе координат станка

Если какой-либо станок имеет несколько столов, суппортов и т. п., то для задания их перемещений используют другие системы координат, оси которых для второго рабочего органа обозначают U, V, W, для третьего – Р, Q, R. Круговые перемещения рабочих органов станка с инструментом по отношению к каждой из координатных осей X, Y, Z обозначают А, В, С соответственно. Положительным направлением вращения вокруг осей является вращение по часовой стрелке, если смотреть от начала в сторону конца оси; вращение в противоположном (отрицательном) направлении обозначают А’, В’, С’. При определении положительного направления удобно пользоваться правилом правой руки: если отогнутым большим пальцем правой руки указать положительное направление оси, то согнутые остальные пальцы укажут положительное направление вращения вокруг этой оси.

В системе координат фрезерного станка с чпу, в зависимости от конструкции станка, положение инструмента и заготовки при обработке может быть получено перемещением инструмента относительно неподвижной заготовки. Подобную реализацию имеют портальные сверлильные станки с чпу, у которых происходит перемещение портала относительно стола. У других станков, когда заготовка перемещается относительно неподвижного инструмента, оси в системе координат станка обозначают X’, Y’, Z’ и соответственно меняют положительные направления на противоположные или взаимным их перемещением. Учесть эти особенности весьма сложно. Принят, так называемый, метод относительного программирования, при котором условно считают, что всегда движется инструмент, а заготовка остается неподвижной. Такой метод очень удобен на практике, так как для программиста безразлично, как обеспечивается, например, положительное движение инструмента по оси X – его собственным перемещением или движением стола в противоположном направлении. Положение нулевой точки станка (нуль станка) – точки, принятой за начало СКС (ГОСТ 20523-80), т. е. начало отсчета для линейных и для круговых движений, стандартами не установлено. Физически ноль станка задают концевые выключатели, обычно устанавливаемые на каждой из осей и служащие для определения положения рабочих органов станка при инициализации системы.

Кроме нулевой точки, в ГОСТ 20523-80 даны определения следующих точек. Исходная точка станка определяется относительно его нулевой точки и используется для начала работы по управляющей программе. Фиксированная точка станка определяется относительно нулевой точки станка и используется для нахождения положения рабочего органа станка (как правило фиксированная точка совпадает с нулем станка).

Если ограничиться только одной системой координат станка при написании программ, то возникают проблемы при ее эксплуатации. Например, смена приспособления станка в процессе производства приводит к изменению пространственного положения детали относительно нуля станка (вследствие неизбежного изменения линейных размеров приспособления и различного физического положения нуля станка различных производителей), что вызывает необходимость в пересчете всей геометрической информации, содержащейся в программе. Поэтому для решения вышеуказанных проблем вводится система координат детали (СКД).

Система координат детали станка с чпу

Назначение системы координат детали фрезерного станка заключается в задании координат опорных точек обрабатываемых поверхностей (контура, профиля и т. д.). Опорными называют точки начала, конца, пересечения или касания геометрических элементов, из которых образованы контур детали и траектория движения инструмента на переходах обработки. Вместо трехобьемных систем координат в частных случаях используют прямоугольные и полярные двухкоординатные системы. Точку на детали, относительно которой заданы ее размеры, называют нулевой точкой детали (нуль детали). Нуль детали выбирается программистом произвольно – может быть любая точка как на детали, так и вне ее. Однако, при выборе нуля детали следует учитывать следующие моменты:

• нуль должен по возможности совпадать с конструкторской базой (упрощается программирование, т. к. исключается необходимость в пересчете размерных цепей);
• нуль должен находиться на физической поверхности детали (не заготовки), которой можно было бы удобно коснуться инструментом (сокращается время на наладку станка – упрощается привязка система координат детали к системе координат станка).

При разработке управляющей программы программист использует систему координат детали. При выборе системы координат детали принимается направление осей таким же, как направление осей в системе координат станка; координатные плоскости системы координат детали целесообразно совмещать или располагать параллельно базам детали; координатные оси следует совмещать с возможно большим числом размерных линий или осей симметрии.

Аналогичные проблемы в процессе эксплуатации оборудования возникают при смене инструмента вследствие износа. Поэтому, на фрезерных станках с ЧПУ наряду с СКС и СКД существует система координат инструмента (СКИ).

Система координат инструмента фрезерного станка

Назначение системы координат инструмента фрезерного станка с чпу заключается в задании положения его режущего лезвия. Оси системы координат инструмента параллельны и направлены в ту же сторону, что и оси системы координат станка. Инструмент рассматривают в сборе с державкой и вспомогательным инструментом. Указывают положение формообразующих элементов режущих кромок, а также координаты точки пересечения с осью вращения. Связь систем координат при обработке детали на сверлильно-фрезерно- расточном станке представлена на рис. 3.

Рис. 3. Связь систем координат детали и инструмента сверлильно- фрезерно-расточного станка с ЧПУ

Концевой выключатель как элемент автоматизации процессов

Контроль положения движущихся частей механизмов и устройств — необходимая часть многих технологических процедур. Так как диапазон применения очень широкий, производят всевозможные типы концевиков, которые дифференцируются по:

• конструктивному исполнению,
• габаритам,
• используемым материалам (применяют металлы, пластмассу, резину),
• скорости размыкания контактов и их количеству,
• различной степени защиты от воздействий окружающей среды: открытые, пыле,- брызго,- водо- и взрывозащищенные.

Независимо от вида и назначения, концевой датчик должен обладать рядом характеристик: надежностью срабатывания, безопасностью применения для людей и механизмов, прочностью и высокой механической и электрической износостойкостью. Применяемые в бытовых целях элементы должны быть еще и максимально бесшумные. Концевые датчики производятся различными приводами:

• с роликом (может быть реверсивный, продольный, на рычажке или с угловым действием);
• с кнопкой;
• с рычагом;
• с вращающейся трубкой, кольцом или петлей;
• и пр.

Выбор концевика определенного типа зависит от его назначения и сферы применения. Необходимо учесть тип привода, количество и тип контактов («НО» — нормально открытый и/или «НЗ» — нормально замкнутый), номинальный ток устройства и допустимую частоту коммутаций (циклов в минуту).

Концевые выключатели общего назначения

Сфера применения ограничителей обширная. Например, в лифтовом хозяйстве такие приспособления устанавливаются для нескольких звеньев технологических процессов одновременно: датчики максимального и минимального уровня движения кабины, сигнализация открывания и закрывания дверных створок или обрыва каната. Широко применяют концевики при автоматизации движения ворот и дверей: когда откатные или подъемные ворота двигаются между двумя ограничителями. В охранных системах используются для срабатывания сигнализации при открывании двери или створок ворот.

Устройства для домашнего применения

В быту концевые датчики применяются повсеместно: для регулировки освещения в помещениях, в механизмах подъемных штор и ролет, для включения света в раздвижных шкафах. Особенность моделей, применяемых в домашних системах — легкость в установке и мини габариты. Компактные микро концевики часто устанавливаются в мебели. Например, в секциях шкафов-купе, где при открывании дверцы кнопка отжимается и подает сигнал на включение освещения. Работают такие элементы также в бытовых приборах — принтерах, сканерах.

Концевые датчики для промышленных предприятий в Украине

Автоматически и конвейерные линии, подъемники, металлорежущие станки и пилорамы: здесь не обойтись без ограничителей движения. Машиностроение, металлургия, авиационные механизмы, горнодобывающая промышленность — для использования в этих отраслях выпускают концевые выключатели специальных серий. Они отличаются повышенной прочностью, устойчивостью к физическим и химическим воздействиям, надежностью конструкции и составляющих элементов, часто полной герметичностью.

Собираем все вместе.

Теперь, когда мы знаем все основополагающие принципы координат, давайте пройдемся по примерам различных задач. Мы используем деталь, после ручной обработки, чтобы определить внешнюю форму. Теперь используем станок с ЧПУ, чтобы просверлить несколько точных отверстий.

Задача 1.

Сначала нам нужно обезопасить и установить наши оси и исходную точку:

• Деталь зажимается в тисках, которые крепятся болтами к нашему столу станка и распределяются по осям станка.

• Это сохраняет ось X в WCS выровненной с осью X станка.

• Левая часть детали находится напротив тисков. Это устанавливает воспроизводимое начало оси X.

• Поскольку одна часть тисков зафиксирована, мы можем использовать эту часть для определения повторяемого начала оси Y, находя это местоположение с помощью зонда или другим методом.

С нашей WCS станок теперь понимает положение запаса относительно его собственных внутренних координат. Процесс обработки начинается с обработки и сверления на лицевой стороне детали.

Задача 2.

Теперь деталь должна быть перевернута, чтобы работать на другой стороне. Поскольку мы просто перевернули деталь на 180 градусов, внешний контур был симметричным, а предыдущие смещения X и Y были повторяемыми, WCS не изменится. Мы также используем тот же инструмент, поэтому можно использовать то же Z-смещение.

Здесь следует помнить одну важную переменную силу зажима вашего тиска. Если вы еще не видели его, операторы обычно отмечают закрытое положение тисков черным маркером или используют динамометрический ключ. Почему они это делают? Для создания постоянного зажимного давления при перемещении или вращении деталей. Изменения давления зажима могут привести к различиям в позиционировании детали или другим сбоям, таким как деформация детали или изгиб, в зависимости от геометрии детали. Предполагая, что наше усилие зажима более или менее одинаково, теперь можно обрабатывать.

Задача 3.

Теперь нам нужно просверлить последние несколько отверстий, для чего необходимо поставить деталь на ее конец. Это вращение не меняет XY-происхождение WCS. Однако теперь у нас есть меньшее расстояние перемещения между нашим инструментом и деталью.

Это требует использования нового смещения, которое сместит исходную точку в верхний угол детали. Мы также удалили параллели, чтобы увеличить поверхность захвата, и опустили тиски, чтобы они соединялись с поверхностью детали, а не с нижним карманом.

Мы все еще можем использовать две наши исходные плоскости отсчета для выполнения задачи 3.

Итак, дорогие читатели, вы прошли курс молодого бойца и готовы к обработке на ЧПУ станке.