2. ELEMENTE DE TEORIA COMENZILOR AUTOMATE

2.1. DEFINIREA NOŢIUNILOR: INFORMAŢIE, COMANDĂ,

EXECUŢIE ŞI ACŢIONARE

Procesele de comandă şi control la maşinile-unelte au la bază circulaţia

informaţiei.

Informaţia în tehnica prelucrărilor pe maşini-unelte reprezintă, în sens general,

orice cunoştinţă necesară prelucrării unei piese rezultate din documentaţia tehnică

(desenul de execuţie, planul de operaţii, fişa tehnologică).

Comanda, în domeniul maşinilor-unelte exprimă o acţiune organizată externă,

prin care se realizează transformarea informaţiei, în semnal, ce poate fi înţeles de

maşină şi transportul acestuia în lanţul cinematic al maşinii-unelte în vederea realizării

unui anumit scop.

A comanda mişcarea de avans înseamnă a comanda parametrii vitezei de avans şi

aceasta înseamnă a comanda lanţul cinematic de avans prin elementele sale componente

care să realizeze la ieşire mărimea, direcţia, sensul şi punctul de aplicaţie al vitezei de

avans. Realizarea comenzii în lanţul cinematic se numeşte execuţie iar efectul acestuia

în lanţul cinematic - acţionare. Relaţia între informaţie, comandă, execuţie şi acţionare

este prezentată în figura 2.1.

Fig. 2.1

13

a)

b)

Fig. 2.2

În cazul comenzii unei cutii de avansuri CA cu cuplaje electromagnetice,

schimbarea avansurilor saniei transversale se face prin deconectarea unor cuplaje şi

conectarea altora. Pentru ca sania transversală să se deplaseze cu avansul s3 trebuie să

fie acţionat cuplajul CE3. În acest caz vom avea: informaţia, cuplajul CE3 să fie

acţionat; decizia, trebuie apăsat butonul B3; comanda, apăsarea pe butonul B3; execuţie,

cuplajul CE3 cuplat; acţionarea, M-T-ST, sania transversală se deplasează cu avansul

s3.

Remarcă: Comanda este un semnal, iar execuţia şi acţionarea sunt mişcări.

Structura unui lanţ cinematic de comandă pentru comandă individuală este

prezentată în fig. 2.2a iar pentru comandă în grup (simultană, dependentă) a mai multor 14

lanţuri cinematice de acţionare ale maşinilor unelte în fig. 2.2b, în care: EC - elemente

de comandă (manivele, opritori, rigizi, butoni, microcontactori, tije de pistonaşe, came,

diferite port programe); ET - elemente de transformare (transmisii mecanice, electrice,

hidraulice); EE - elemente de execuţie a comenzii (furci, culise, pârghii, cuplaje electro-

magnetice, hidraulice, elemente hidraulice şi pneumatice de tipul cilindru-piston); ED -

elemente de distribuţie (distribuitoare hidraulice şi pneumatice, grupuri de

microcontactori, selectoare pas cu pas, distribuitoare electronice, port-programele);T-

transmisie ; M - motor; OLM - organ de lucru al maşinii.

În scopul sincronizării mişcărilor organelor finale ale acestora, între ET şi EE,

trebuie introdus un element de distribuţie (ED) a comenzilor.

Remarcă: Orice comandă şi deci orice execuţie trebuie să producă o trecere a

elementului automatizat de la o stare la alta.

Fig.2.3

În figura 2.3 se prezintă un ciclu de mişcări de acţionare simple şi comenzile

corespunzătoare. Orice mişcare de acţionare necesită două comenzi, una de pornire şi

alta de oprire în momentul iniţial şi final al mişcării. Cama de impuls C a comandă

pornirea mişcării de apropiere A, cama Cg comandă oprirea apropierii rapide şi pornirea

mişcării de generare G, iar camele Crc, Cr şi Cri comandă mişcările pentru repaus la cap

de cursă Rcc , retragere rapidă Rr, şi repaus pe cercul inferior.

Remarcă: Comanda se dă din exteriorul lanţului cinematic comandat iar execuţia

se realizează în lanţul cinematic comandat. Deosebirile între acţionarea manuală,

15

comanda manuală şi comanda automată a maşinilor-unelte rezultă din figura 2.4 unde se

prezintă acţionarea şi comanda unui lanţ cinematic pentru poziţionarea mesei (piesei)

unei maşini de găurit. Poziţionarea constă în deplasarea mesei cu distanţa l.

a)

b)

c)

Fig. 2.4

Poziţia a, fig. 2.4a, reprezintă acţionarea manuală, masa este acţionată manual de către

muncitor. Poziţia b, fig. 2.4b, comanda manuală internă, masa este acţionată de către

lanţul cinematic al maşinii iar comanda deplasării se face prin apăsarea manuală de

16

către muncitor pe butonul B, prin care se pune sub tensiune electromagnetul EM care

închide cuplajul C. Poziţia c, fig. 2.4c, comanda externă automată, comanda este dată de

cama k.

Caracteristica comenzii constă în faptul că iar cea a acţionării

, în care: T este perioada ciclului cinematic de mişcări, tc- timpul

de comandă; ta- timpul de acţionare; vc- viteza de comandă; va- viteza de acţionare.

Comenzi posibile de excutat la maşini unelte:

comenzi de pornire-oprire a oricărei mişcări de acţionare;

comenzi de cuplare-decuplare: a mişcărilor de generare şi auxiliară, a

motorului electric, a mişcării principale, a mişcării de avans, a instalaţiilor

de ungere şi răcire, a mişcării de reglare la cotă;

comenzi de limitare a curselor - deplasări liniare şi unghiulare;

comenzi de variaţie ai parametrilor regimului de aşchiere: vaș, w, nap, etc.;

comenzi de inversare a sensului mişcării de transport a semifabricatului;

comenzi pentru schimbarea şi transportul automat al sculelor;

comenzi pentru controlul calitativ şi cantitativ al pieselor, etc.

La prelucrarea pieselor pe maşini unelte automate, executarea fazelor de lucru şi

auxiliare se realizează cu ajutorul sistemelor de acţionare. Fiecărui mecanism de

acţionare i se ataşează un organ elementar de comandă (OEC). El are rolul de a

comanda intrarea şi oprirea din acţiune a obiectului comandat (sanie, suport) la

momentul stabilit prin procesul tehnologic.

în general organele elementare de comandă sunt alcătuite din trei elemente:

Generatorul de impuls GI, dă semnalul de comandă;

Elementul intermediar EI, transformă semnalul:

a) cantitativ - amplificare;

b) calitativ: - semnal mecanic semnal electric;

- semnal electric semnal electromagnetic.

Elementul de execuţie EE, execută comanda asupra sistemului de

acţionare.

17

Pentru o mai bună înţelegere a acestor noţiuni se consideră ca exemplu

sistemul de acţionare şi comandă al unei sănii ce face parte dintr-o maşină unealtă

automată, fig. 2.5. Sania este acţionată hidraulic iar sistemul de comandă este electro-

hidraulic. Obiectul comandat OC este sania maşinii unelte automate, iar sistemul de

acţionare este format din sursa de ulei sub presiune p împreună cu motorul hidraulic

MH. Obiectul comandat este acţionat în sensul săgeţii sau în sens invers după cum este

comandat de către cele două organe elementare de comandă, câte unul pentru fiecare

sens de deplasare, organe elementare de comandă ce fac parte din sistemul electro-

hidraulic de comandă al maşinii unelte respective.

Fig. 2.5

Din figură se identifică două organe elementare de comandă:

OEC1

GI - limitatorul de cursă LC1 ; EI - electromagnetul EM1 (transformă impulsul electric în forţă electromagnetică); EE - tija sertăraşului distribuitor SD.

Comandă deplasarea saniei cu viteza vaş,

OEC2

GI - limitatorul de cursă LC2 ; EI - electromagnetul EM2 (transformă impulsul electric în forţă electromagnetică); EE - tija sertăraşului distribuitor SD.

Comandă deplasarea saniei cu viteza vr,

Condiţii impuse comenzii maşinilor-unelte:

rapiditate maximă în darea, transmiterea şi execuţia ei;

18

siguranţă mare de execuţie;

simplitate şi eficienţă economică.

Totalitatea OEC împreună cu dispozitivele şi aparatele care asigură desfăşurarea

normală a procesului tehnologic stabilit formează ceea ce numim un sistem de

automatizare, , în care: OECi - organ elementar de comandă

i, I - instalaţii, D - dispozitive.

2.2 TRASAREA DIAGRAMELOR MIŞCĂRILOR DE

ACŢIONARE ŞI COMENZILOR

Pentru sincronizarea mişcărilor (funcţionării) diferitelor organe de lucru ale

maşinii se trasează diagramele de funcţionare, aşa numitele ciclogramele de lucru.

Ciclograma arată dependenţa deplasărilor sau vitezelor organelor de lucru şi de

gol ale maşinii de timp sau de unghiul de rotaţie al arborelui de distribuţie.

Ciclograma circulară constă în trasarea unui număr de cercuri concentrice de raze

arbitrare, egal cu numărul organelor de lucru şi de gol utilizate pentru efectuarea unui

proces tehnologic dat. Faţă de o linie de zero, aleasă arbitrar, se marchează pe cercul

corespunzător în valori unghiulare, momentul începerii şi terminării mişcării fiecărui

organ de lucru şi de gol al maşinii, marcându-se şi unghiurile corespunzătoare.

Fig. 2.6

19

Arcul de cerc între liniile de reper se îngroaşă. Deasupra arcului de cerc îngroşat se scrie

şi funcţia care se execută. Construcţia şi citirea ciclogramei se face în sensul acelor de

ceasornic.

În fig. 2.6 este redată diagrama de lucru pentru o maşină care are două organe de lucru

mobile OLM şi două organe de gol OGM, (strung automat monoax cu arbore de

distribuţie), în care: - mecanism de fixare, - mecanism de

alimentare, - sanie transversală, - sanie transversală.

Ciclograma liniară (în coordonate rectangulare), fig. 2.7, constă în ordonarea

tabelară a organelor de lucru şi de gol, precum şi a diagramelor de variaţie a

parametrilor cinematici (s, ω, a), în funcţie de timp. în ciclograma liniară funcţionarea

fiecărui organ de lucru mobil şi de gol corespunde segmentului de dreaptă pe care, la o

scară corespunzătoare, se marchează momentele începerii şi terminării mişcărilor

componente şi se scriu semnificaţiile lor (MF - mecanism de fixare, AP - arbore

principal, SL - sanie longitudinală, ST - sanie transversală, E - eliberat, E / A - eliberat /

alimentare, F - fixat, AR - apropiere rapidă, AT - avans de lucru, RR - retragere rapidă).

Fig. 2.7

20

Ciclul de funcţionare se realizează în perioada T. Pe ciclogramă se notează intervalele

de timp ale fiecărei mişcări componente a ciclului, precum şi punctele necondiţionate

Pof care necesită fie comanda temporizată în raport cu punctul 0 sau comandă

dependentă de punctul Pol pentru cazul în care un ciclu este inclus în alt ciclu (Tf inclus

în Tl). Intercondiţionarea mişcărilor este marcată de săgeţile verticale. Din ciclograma

de lucru rezultă:

- posibilităţile de suprapunere în timp a funcţionării organelor de lucru şi de gol;

- precizează sincronismul funcţionării diferitelor mecanisme;

- permite verificarea corectitudinii construcţiei ciclului.

Ciclogramele particulare, sunt ciclogramele simplificate care descriu ciclul de

lucru al unui automat dat.

Pentru organul de lucru mobil cu mişcare rectilinie alternativă se construieşte

ciclograma liniară simplificată fig. 2.8, în care: - camă de impuls reglabilă poziţional,

LC - limitator de cursă; MI - microîntrerupător; i - punct iniţial; j - punct final.

Fig. 2.8

Pot fi construite şi alte ciclograme în coordonate: V - t; a - t; F - t; M - t.

Pentru automatele care au comandă dependentă de proces, cu cicluri complexe, se

construiesc ciclograme mixte compuse din ciclogramele mişcărilor organelor de lucru

mobile şi ciclogramele elementelor de execuţie din sistemul de comandă.

Schema unui sistem electrohidraulic de acţionare şi comandă a două motoare hidraulice

liniare ce acţionează două organe de lucru mobile (capete de forţă, mese, sănii), este

prezentată în fig. 2.9. Fiecare piston la capetele cursei dă comenzi prin intermediul

camă-impuls-limitator de cursă, pentru comutarea sertăraşelor distribuitoare.

Ciclograma mixtă a funcţionării sistemului respectiv este prezentată în fig. 2.10.

21

Fig. 2.9

Fig. 2.10

22

Numerele 0, I, II, ..., marchează momentele şi ordinea transmiterii impulsurilor de

comandă. Fiecare comandă a unei mişcări componente a ciclului defineşte un tact al

ciclului.

Analiza funcţională a sistemului prin metoda tabelară este prezentată în tabelul 2.1.

Tabelul 2.1

Starea sistemului

Elemente

Buton BP

acţionare comandă (EC)element intermediar

(EI)execuţie

(EE)MH1 MH2 LC1 LC2 LC3 LC4 EM1 EM2 EM3 EM4 D1 D2

0 0 2 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 2I 1 2 1 0 1 1 0 0 1 0 1 2 2II 0(1) 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 2 1III 0(1) 1 + 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1IV 0 2 + 0 1 0 1 1 0 0 1 1 20 0 2 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 2

Numerele, conform codului binar, descrie starea elementelor componente. Astfel,

simbolul 1 descrie starea acţionat, cuplat, starea de mişcare, sub tensiune, trece curent,

sub presiune, circulă fluid, etc., iar simbolul 0 descrie starea negativă a simbolului 1.

Dacă un element mobil va avea 3 stări stabile, variabila discretă va lua 3 poziţii 1, 0, 2.

2.3 PROIECTAREA CICLULUI DE FUNCŢIONARE

Etape:

- Elaborarea schemei tehnologice a variaţiei optime de prelucrare a piesei cu

schiţele operaţiilor, fazelor şi trecerilor care să conţină lungimile curselor de lucru şi de

gol, precizia dimensională, de formă şi poziţie, calitatea suprafeţelor;

- Determinarea duratei fiecărui element al ciclului de funcţionare;

- Elaborarea ciclogramei de funcţionare a maşinii unelte automate având în

vedere posibilităţile de suprapunere în timp a diferitelor mişcări;

- Se calculează, în funcţie de maşina-unealtă automată, durata curselor de lucru

Cl şi de gol Cg. Durata Cl se determină în concordanţă cu necesităţile procesului

tehnologic. Durata Cl se determină prin calcul sau pe baza datelor experimentale;

23

- Se construieşte diagrama de sincronizare a funcţionării (s-t); din ea se constată

posibilităţile de suprapunere a mişcărilor organului de lucru mobil;

Recomandări:

- Să se prevadă pauze de siguranţă suplimentare între diferitele mişcări, prin care

să se excludă posibilitatea suprapunerii lor în timp în scopul evitării eventualelor

ciocniri a săniilor (trebuie să se ia în considerare abaterea mişcării reale de la cea

calculată ca urmare aimpreciziei de execuţie şi de montaj a pieselor componente);

- La elaborarea schemelor de comandă succesive hidro- şi pneumatică se

construiesc ciclograme mixte pentru funcţionarea motoarelor şi a elementelor de

comandă;

- Să se introducă în schema de comandă elemente care să comande prin impulsuri

de scurtă durată şi să nu menţină sub tensiune sau presiune elementele de execuţie timp

îndelungat;

- Pentru mărirea siguranţei în funcţionare, să se introducă elemente de comandă

suplimentare (deplasarea sau chiar triplarea în paralel);

- Schema se simplifică prin comanda simultană a elementelor care acţionează

simultan.

2.4 PARTICULARITĂŢI ŞI CRITERII DE ALEGERE A SISTEMULUI

DE ACŢIONARE

După natura mediului de acţionare, sistemele de acţionare utilizate în structura

maşinilor-unelte automate pot fi: mecanice (fig. 2.11a), electrice, hidraulice (fig. 2.11b),

precum şi combinaţii ale lor.

Fiecărui sistem de acţionare i se ataşează un organ elementar de comandă (OEC). Orice

sistem de acţionare imprimă particularităţile sale asupra structurii cinematice şi

construcţiei maşinii-unelte automate, necesitând anumite metode şi sisteme de comandă.

24

Fig. 2.11

De asemenea, la rândul lor, metodele şi natura sistemelor de comandă

influenţează hotărâtor asupra cinematicii maşinii-unelte automate, în general asupra

construcţiei sistemului de acţionare.

Exemplul 1, fig. 2.12, sistem de acţionare mecanic, cu comandă mecanică

(semicuplaj automat).

Exemplul 2, fig. 2.13, sistem de acţionare hidraulic, comandat mecanic, cu camă

disc, fig. 2.13a şi cu camă cilindrică fig. 2.13b.

Exemplul 3: Sistem de acţionare hidraulic, comandat hidraulic, fig. 2.14.

Fig. 2.12

25

a) b)

Fig.2.13 Fig. 2.14

Criterii de alegere a sistemelor de acţionare

Sisteme de acţionare mecanice (SAM)

- permit realizarea celor mai complexe legi de mişcare a organului de lucru

mobil;

- asigură cea mai mare siguranţă în funcţionare;

- asigură cea mai mare precizie a mişcării;

- exploatare şi întreţinere simplă.

în structura sistemelor mecanice de acţionare se utilizează toate tipurilor de

mecanisme mecanice. în particular la maşinile-unelte automate se utilizează sistemul de

acţionare mecanic cu arbore de distribuţie (AD).

Sistemele de acţionare mecanice (SAM) se proiectează pentru puterii medii de

acţionare (1- 4kw) pe lanţul cinematic; se utilizează atunci când este necesară o precizie

mare de realizare a mişcării organului de lucru mobil şi când se urmăreşte ca sistemul

de comandă să fie tot mecanic sau electromagnetic; când trebuie realizat un ciclu de

funcţionare rigid.

Dezavantaje: când lanţurile cinematice de generare sunt complexe, au

complexitate mare, necesită mecanisme voluminoase, cu inerţie mare la primirea şi

transmiterea mişcării, scade precizia, cost ridicat, reglarea dificilă, schimbarea reglajului

impune modificări cinematice.

Sisteme de acţionare hidraulice (SAH)

- permit realizarea unor cicluri de funcţionare elastice şi deci o reglare uşoară şi

rapidă (continuă a vitezelor);

26

- permit automatizarea uşoară a comenzii.

Sistemele de acţionare hidraulică se proiectează pentru:

- transmiterea puterilor mari de acţionare, peste 3kw, la un lanţ cinematic;

- când se urmăreşte reglarea continuă a vitezei organului de lucru mobil şi

automatizarea comenzii;

- când se urmăreşte realizarea unui ciclu elastic automat.

Dezavantaje: asigură o precizie mică a mişcării organului de lucru mobil, datorită

nestabilităţii mişcării, chiar în cazul existenţei stabilizatoarelor de viteză; cost acceptabil

numai în cazul tipizării elementelor hidraulice; exploatare şi întreţinere dificilă.

Sisteme de acţionare pneumatice (SAP)

Avantaje: construcţie simplă; ieftine; necesită o exploatare simplă şi ieftină;

permite o automatizare mai simplă şi mai ieftină decât cele hidraulice; permite

realizarea unor cicluri de funcţionare elastice.

Sistemele de acţionare pneumatice se proiectează pentru:

- când sunt necesare viteze mari de deplasare a OGM şi pentru mişcările de

generare de puteri foarte mici (sub 0,5kw);

- când se cere realizarea uşoară şi rapidă a unor cicluri de funcţionare elastice

automate.

Dezavantaje: compresibilitatea aerului generează fenomenul deplasărilor

neuniforme a organului de lucru mobil; nu permite realizarea vitezelor mici de

deplasare a organului de lucru mobil.

Sisteme de acţionare electromecanice (SAEM)

SAEM cu arbori electrici, motor de curent alternativ- generator - motor de curent

continuu (cu amplidină), motoare pas cu pas, se proiectează pentru transmiterea unor

puteri foarte mari, când necesită reglarea continuă a vitezelor de deplasare a organului

de lucru mobil, simplificând construcţia lanţurilor cinematice mecanice şi uşurând

automatizarea comenzii.

SAEM cu motoare liniare magneto-strictive se proiectează pentru transmiterea

unor puteri mici şi medii însă în construcţia de maşini-unelte cu comadă după program

şi pentru realizarea unor viteze foarte mici şi deplasări precise.

27

Avantaje: au o inerţie mică de recepţionare şi transmitere a mişcării; permite

automatizarea uşoară şi rapidă a comenzii; permite realizarea unor cicluri de funcţionare

elastice.

Dezavantaje: sunt foarte complexe în raport cu sistemele de acţionare hidraulice;

au un cost mai ridicat; siguranţă mai mică în funcţionare; întreţinere şi exploatare

costisitoare.

Sisteme de acţionare pneumo-hidraulice (SAPH) se proiectează pentru

transmiterea puterilor mici de acţionare (sub 1,5kW), energia de acţionare

fiind dată de mediul pneumatic, iar mediul hidraulic fiind utilizat pentru

stabilizarea mişcării, permit o automatizare uşoară în cicluri de funcţionare

elastice.

2.5 PARTICULARITĂŢI ŞI CRITERII DE ALEGERE A

SISTEMELOR DE COMANDĂ

Pentru desfăşurarea automată a mişcărilor auxiliare orice maşină-unealtă are

nevoie de un sistem de comandă. Prin sistem de comandă (SC) se înţelege totalitatea

lanţurilor cinematice, circuitelor, canalelor sau căilor de comandă care echipează o

maşină-unealtă dată. Dacă faza de dare a comenzii se efectuează manual sistemul de

comandă va fi manual sau neautomat, iar dacă aceasta se realizează automat, fără

intervenţia directă a omului, atunci sistemul de comandă va fi automat.

Construcţia sistemului de comandă este influenţată în mod hotărâtor de structura

sistemelor de acţionare. Având în vedere construcţia combinată a sistemelor de

acţionare, rezultă necesitatea realizării celor mai diverse combinaţii la comenzi. Datorită

acestui fapt, sistemele de comandă pot fi:

- temporale şi secvenţiale;

- centralizat şi descentralizat;

- mecanice, pneumatice, hidraulice, electrice, electronice şi combinaţii ale lor;

- sisteme de comandă după program;

- sisteme adaptive şi optimale.

Sisteme de comandă temporale

28

La sistemele de comandă temporală durata şi succesiunea semnalelor de comandă

sunt determinate de timpul de realizare al unei operaţii materializat precis pe profilul

camelor sau fixat prin reglarea unor relee de timp;

Generează minim două comenzi discrete, comanda pornii şi opririi fiecărei

mişcări de acţionare la începutul şi sfârşitul intervalului de timp determinat de durata

timpului de realizare a mişcării comandată, constant la prelucrarea oricărei alte piese

identice. Se întâlnesc la: - sisteme mecanice cu came (AD);

- sisteme electrice (comanda cu RT);

- comanda cu motoare pas cu pas.

Constructiv, elementele de comandă sunt de tipul camelor de impuls reglabile,

fixate pe arborele de distribuţie la strungurile automate cu structură mecanică, tamburi

şi plăci la SSA şi maşini unelte agregat cu structură hidraulică şi contactori mecanici,

electrici, pneumatici, fixaţi rigid pe batiuri (uneori pe sănii sau cărucioare). Elementele

de execuţie sunt de tipul cuplajelor, distribuitoarelor etc..

Avantaje: permit suprapunerea fazelor de lucru, timpi mici de lucru conduc la o

productivitate ridicată.

Dezavantaje: nu permit controlul executării comenzilor (dacă o fază nu s-a

efectuat fazele următoare se desfăşoară normal, duce la deteriorarea maşinii),

schimbarea programului durează mult. Se utilizează la comanda lanţurilor cinematice

mecanice deschise unde există certitudinea realizării legii de mişcare a organului de

lucru mobil cu suficientă precizie.

Comanda temporizată se utilizează când toate mişcările de acţionare componente ale

ciclului sunt obligate să se realizeze într-un timp dat (temporizare).

În fig. 2.15 se prezintă un sistem de comandă centralizat de tip arbore de distribuţie

(disc sau tambur de comandă port-came de impuls). Mişcările de acţionare sunt generate

de camele de acţionare iar comenzile ciclului de camele de comandă. Fazele de lucru şi

auxiliare se execută cu aceeaşi turaţie constantă nAD în timpul ciclului. Dar turaţia nAD

se poate modifica cu modificarea procesului tehnologic (o nouă reglare iniţială pentru

prelucrarea altei piese) datorită cărui fapt timpii de gol sunt variabili odată cu timpii de

lucru. Se utilizează pentru cicluri de funcţionare cu durată scurtă.

29

Fig. 2.15

Pentru reducerea timpilor de gol, arborele de distribuţie poate să execute

succesiv două turaţii diferite (fig. 2.16) : - de lucru cu care să execute cursele de

lucru, constantă în timpul lucrului şi variabilă odată cu schimbarea reglării şi - de

gol (rapidă) cu care să execute cursele de gol, constantă, independentă de reglare.

Astfel, timpii de gol sunt mici şi constanţi şi numai depind de reglare (proces). în

structura maşinii se introduce un cuplaj de depăşire (CD) care permite schimbarea

frecventă a turaţiilor. Se utilizează la cicluri cu durată mare (SSAMC).

De asemenea, pentru reducerea timpilor de gol, în construcţia maşinii se

introduce un arbore auxiliar (ADA) pe care se găsesc cuplajale de autodepăşire cu care

30

Fig. 2.16

sunt solidare camele de acţionare care generează o parte din mişcările auxiliare: rotire

CR, MSFS (fig. 2.17)

Turaţia nADA este constantă în timpul ciclului, iar , rezultă timpi de gol

mici şi constanţi care nu mai depind de reglare. Se utilizează la

cicluri cu durată medie (SAR).

De asemenea comanda temporizată se utilizează şi la comanda lanţurilor

cinematice hidraulice deschise, cu legătură cinematică elastică (maşini-unelte agregat,

capete de forţă).

Schema unui sistem de comandă descentralizat (echipamentele de comandă sunt

distribuite pe maşină) electromecanic a unui organ de lucru mobil cu mişcare rectilinie

alternativă este prezentată în fig. 2.18. Se utilizează la comanda capetelor de forţă, din

componenţa maşinilor unelte agregat şi sistemelor de maşini unelte.

În timpul unei curse duble a organului de lucru mobil se realizează un ciclu

complet al maşinii unelte agregat. în timpul cursei organului de lucru mobil comută

pârghia de comandă (PC) care acţionează succesiv limitatorii de cursă Lci, care la

rândul lor comandă mişcările diferitelor mecanisme ale maşinii unelte agregat,

independent de executarea mişcărilor precedente.

31

Fig. 2.17

Sisteme de comandă secvenţiale

La sistemele de comandă secvenţiale durata şi succesiunea semnalelor de

comandă sunt determinate de parametrii mecanici, electrici, hidraulici ai elementelor

componente ale sistemului, iar o fază de lucru (secvenţă) nu începe decât la sfârşitul

celei precedente.

Generează minim două comenzi distincte, comanda opririi şi pornirii fiecărei

mişcări de acţionare, la începutul şi sfârşitul intervalului de timp determinat de durata

execuţiei mişcării comandate, variabil la prelucrarea oricărei alte piese.

Constructiv elementele de comandă sunt de tipul camelor de impuls reglabile,

fixate pe tamburi şi plăci (strunguri semiautomate, maşini-unelte agregat acţionate

hidraulic) şi contactori electrici şi pneumatici fixaţi rigid pe batiu, sau de tipul

diferitelor port-programe.

Elementele de execuţie pot fi: electromagneţi, cuplaje, motoare pneumatice şi

hidraulice.

Avantaj: există posibilitatea controlului executării mişcărilor şi dirijarea acestora

astfel încât să se asigure legile de mişcare impuse.

Sisteme de comandă mecanice, prezintă cea mai mare inerţie la

recepţionarea şi transmiterea informaţiei şi deci necesită un timp lung de

comandă, au siguranţă în funcţionare şi simplitate constructivă.

Dezavantaj: modificarea comenzilor necesită timp îndelungat şi au dimensiuni de

gabarit mari.32

Fig. 2.18

Sisteme de comandă fluidice (în special pneumatice, cele hidraulice se

utilizează din ce în ce mai rar), prezintă inerţie mică la recepţionarea şi

transmiterea informaţiei, timp relativ scurt de comandă, au o mare

siguranţă în funcţionare (2 - 3 ori mai mare decât cele electrice), cost redus,

eliminarea aerului în atmosferă, folosirea lor duce la simplificarea

construcţiei şi necesită spaţiu redus.

Sisteme de comandă electrice şi electronice, prezintă cea mai mică inerţie

în recepţionarea şi transmiterea informaţiei, necesită cel mai mic tip de

comandă, au siguranţă în funcţionare redusă (20 - 30% din cea a celor

pneumatice), cel mai mare cost de execuţie şi întreţinere, sunt complexe,

necesită spaţiu redus, modificarea comenzilor uşor.

Criterii de alegere a sistemelor de comandă

Alegerea tipului de comandă, depinde de modul de desfăşurare a procesului

tehnologic şi de construcţia lanţului cinematic de acţionare.

- Când procesul de aşchiere se desfăşoară rapid impunând o transmitere rapidă a

comenzii se aleg după caz comenzi pneumatice, electrice sau electronice;

- Când procesul se desfăşoară încet, iar timpii de lucru au o pondere mare în

structura timpului unitar se aleg după caz comenzi mecanice sau pneumatice;

- Când sistemul de acţionare este mecanic se aleg sisteme de comandă mecanice;

- Când sistemul de acţionare este hidraulic sau pneumo-hidraulic atunci sistemul de

comandă este pneumatic sau electric;

- Când sistemul de acţionare este electro-mecanic, sistemul de comandă este electric

sau pneumatic;

- Maşinile-unelte speciale şi specializate, care au un număr redus de turaţii şi

avansuri, la care lungimile curselor variază în intervale mici iar modificarea ciclului se

face rar, necesită comandă independentă;

- Lanţurile cinematice de acţionare mecanice necesită comandă independentă;

- Lanţurile cinematice închise cu structură hidraulică şi electrică care nu permit

realizarea precisă a mişcării organului de lucru mobil, necesită comandă dependentă

(controlată);

33

- Executarea prelucrărilor de mare precizie care necesită mişcare de compensare a

uzurii, necesită comandă adaptivă;

- Comenzile succesive sunt utilizate când pentru prelucrarea complexă a piesei sunt

necesare căteva mişcări de acţionare, care trebuie să se efectueze succesiv;

- Comenzi simultane pentru prelucrări simultane a pieselor.

34