Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Эксплуатация и наладка электронных систем программного управления в АП»

на тему: «Разработка комплекса мероприятий по устранению неисправности элктронной системы программного управления (ЭСПУ) и наладочных мероприятий при обработке детали металлорежущих станков, согласно исходных данных»

Разработал

А. А. Есаков

Руководитель

А. В. Якушевская

Гомель 2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1 Описание заданного технологического оборудования (станка)

1.2 Oписание назначения заданной электронной системы программного управления (ЭСПУ)

1.3 Разработка структурной (функциональной) схемы заданной ЭСПУ, принцип ее работы

1.4 Схемный анализ принципиальной (функциональной) схемы заданного субблока (модуля), исследование принципа работы и его взаимодействия со станком

1.5 Исследование назначения и состав электропривода заданного станка

2. РАЗРАБОТКА НАЛАДОЧНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УСТРАНЕНИЮ НЕИСПРАВНОСТИ В ЭСПУ И СТАНКЕ

2.1 Разработка словесного алгоритма поиска неисправности в комплексе ЭСПУ-станок

2.2 Разработка чертежа блок-схемы потска неисправности в станке

3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ ЭСПУ СО СТАНКОМ

3.1 Описание видов профилактических работ проводимых для повышения безотказной работы ЭСПУ со станком

3.2 Разработка структуры эксплуатационного и ремонтного цикла ЭСПУ со станком

3.3 Описание последовательности действий при наладке станка

4. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭНЕРГО - И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЮ

5. ОПИСАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И НАЛАДОЧНЫХ РАБОТ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

В наше время невозможно представить крупное машиностроительное предприятие без станков, оснащенных системами программного управления. А как известно, в ходе их эксплуатации зачастую возникают некоторые неполадки и проблемы. Курсовой проект направлен на получение навыков по решению различных неисправностей. Это безусловно пригодится в дальнейшей работе по специальности как со станками, оснащенными отечественными системами управления, так и зарубежными.

Курсовой проект является завершающей частью изучения дисциплины «Эксплуатация и наладка электронных систем программного управления в АП» для специальности 2-53 01 31 01 «Техническое обслуживание технологического оборудования и средств робототехники в автоматизированном производстве» и предназначен для закрепления полученных знаний по данной дисциплине.

Курсовой проект служит для развития навыков самостоятельного поиска неисправностей различными методами и средствами, изучения возможных ошибок и неполадок, возникающих при работе со станками, а также их устранения и предупреждения.

В ходе курсового проекта разрабатываются мероприятия по поиску и устранению неисправностей станков с применением различных инструментов и контрольно-измерительных приборов. Разрабатываются алгоритмы наладки и поиска неисправностей, замены неработоспособных частей оборудования, а также мероприятий, позволяющих избежать возникновения неисправностей.

Исследовательская часть курсового проекта предназначена для изучения конкретного электропривода, его устройства и заданного модуля либо субблока.



1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1 Описание заданного технологического оборудования (станка)

Токарно-винторезный станок 16К20Ф3, оснащенный системой ЧПУ предназначен для токарной обработки в автоматическом режиме наружных (диаметром до 400 мм) и внутренних поверхностей деталей (длиной до 1000 мм) со ступенчатым и криволинейным профилем в осевом сечении.

Станки могут выпускаться с различными устройствами ЧПУ, в исполнении для встраивания в гибкие производственные модули (ГПМ), а также в специализированном и специальном исполнении при оснащении наладками в соглашении с заказчиком. Область применения: мелкосерийное и серийное производство.

На рисунке 1.1 показан внешний вид станка 16К20Ф3.

Рисунок 1.1- Станок 16К20Ф3

Станок также оснащается защитным раздвижным стеклом, защищающим оператора от возможного вылета заготовки из патрона, либо от вылета резца из магазина инструментов.

В станке также имеется встроенная система охлаждения. Охлаждение осуществляется подачей эмульсии, либо другой охлаждающей жидкости в зону резания.

Станок предназначен для обработки различных типов материалов, таких как дерево, чугун, сталь различных марок, алюминия и др.

Система ЧПУ контролирует процесс резания с требуемой точностью, вплоть до долей миллиметра.

Данный вид станков зарекоммендовал себя как наиболее надежный, устойчивый к поломкам, а также простой в освоении. Станки такого типа можно встретить на большинстве машиностроительных предприятий. Обработка может производиться одновременно по двум координатам. Металлическая заготовка фиксируется в шпинделе, который приводится во вращательное движение с помощью электродвигателя обеспечивающего работу посредством клиноременной передачи, скорость которой регулируется за счет автоматической коробки и коробки скоростей шпиндельной бабки. АКП имеет 6 электромагнитных муфт, которые с помощью их комбинированного включения выбирают необходимую 1 из 9 возможных скоростей вращения вала.

Для расширения возможностей токарного станка 16К20ФЗ комплектуется различными комплексами с ЧПУ. В соответствии с установленным оборудованием присваивается соответствующий индекс. Комплексы с ЧПУ обеспечивают универсальные операции с заготовками и работают в различных режимах . Станки с ЧПУ обладают двоичной системой координат - при поперечных перемещениях -- 0,005 мм, продольных - 0,01 мм.

Станок 16К20Ф3 разработан на базе универсального станка и имеет традиционную компоновку. Основание представляет собою монолитную отливку. Станина - коробчатой формы с поперечными ребрами. Направляющие станины термообработанные, шлифованные. Каретка суппорта с поворотным резцедержателем перемещается по передней призматической и плоской задней направляющим. Автоматическая коробка скоростей сообщает шпиндельной бабке девять скоростей, которые переключаются в цикле обработки за счет включения электромагнитных муфт. Инструмент получает движение подачи от приводов продольных и поперечных подач.

Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 оснащается 6-, 8-, или 12-позиционной автоматической универсальной головкой (УГ9321, УГ9324, УГ 9325) с горизонтальной осью поворота. Головка имеет инструментальный диск на 6 радиальных и 3 осевых инструмента (6-позиционная) или на 8 блоков под радиальные и осевые инструменты (8-позиционная) или на 12 блоков под радиальные и осевые инструменты, комбинированные при наладке на деталь (12-позиционные).

1.2 Oписание назначения заданной электронной системы программного управления (ЭСПУ)

Устройство числового программного управления NC-210 применяется в машиностроении, станкостроении, металлообрабатывающей, деревообрабатывающей и в других отраслях промышленности. УЧПУ используют как комплектующее изделие при создании комплексов «устройство - объект управления», например, технологических комплексов, установок, высокоавтоматизированных станков и обрабатывающих центров таких групп, как фрезерно-сверлильно- расточные, токарно-карусельно-револьверные, газоплазменные, лазерные, деревообрабатывающие и т. д. По уровню излучаемых индустриальных радиопомех УЧПУ относится к оборудованию класса А.

Электронная система программного управления NC-210 предназначена для:

1) отображения графической информации об обрабатываемой детали на экране монитора прямо в процессе резания;

2) управления автоматической смены инструментов, управления переключением в приводе главного движения, управления зажимными приспособлениями, охлаждением, смазыванием, перемещением ограждений и т.д.

3) автоматического управления механизмами и группами механизмов, поведение которых определяется множеством дискретных операций с отношениями следования и параллелизма;

4) обеспечения взаимодействия электронной системы программного управления с окружающей средой, с оператором, с другими устройствами;

5) обеспечения точности обработки детали, частоты обрабатывания поверхности.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УЧПУ:

1. Количество управляемых координат, включая шпиндель - 5;

2. Количество каналов датчика перемещений - 4;

3. Количество каналов ЦАП (14 разрядов) - 5;

4. Количество каналов электронного штурвала - 1;

5. Количество каналов датчика касания - 1;

6. Количество дискретных каналов вх./вых. - 32/24 или 64/48;

7. Ёмкость памяти: ОЗУ (память УЧПУ + буфер кадра) - SDRAM: (56+8) МB, ЗУ - Flash Disk: DOM 32/64/128 МB;

8. Дисплей: тип - LCD TFT 10.4”, 640х480, цветной, плоский экран, буфер кадра в составе ОЗУ - 8 МB, интерфейс - LCD 24 bit;

9. Клавиатура: клавиатура УЧПУ - 79 клавиш, интерфейс - EXT_KB;

10. Интерфейсы внешних устройств ввода/вывода: интерфейс FDD - 1 канал на 2 FDD: 3,5” (1,44МB), последовательный интерфейс - RS232(COM1), интерфейс Keyboard&Mouse - клавиатура/мышь, интерфейс VGA CRT - CRT монитор, интерфейс LAN - Ethernet: 10/100 Мбит/с, интерфейс USB - 2 канала USB;

11. Номинальное напряжение питания - 220 В, 50 Гц;

12. Потребляемая мощность (без периферии) - 60 ВА, не более;

13. Потребляемый ток (без периферии) - 250 мА, не более;

14. Степень защиты оболочкой: лицевая панель - IP54, кожух - IP20;

15. Габаритные размеры (корпус А): 439х340х140 мм;

16 Масса - 9,7 кг, не более.

Конструктивно УЧПУ представляет собой моноблок встраиваемого исполнения, в котором соединены вместе БУ, ПО и БП. Корпус моноблока состоит из лицевой панели и кожуха. Моноблок имеет корпус типа А. Корпус А имеет пластмассовую накладку на ли-цевой панели УЧПУ. В корпусе А с обратной стороны лицевой панели установлены четыре винта (по 2 винта сверху и снизу) для крепления моноблока в шкаф или в оборудование объекта управления.

Основу моноблока представляет металлическая рама с двумя отсеками. В один отсек устанавливается БП, в другой - БУ. Металлические стенки рамы выполняют функцию защитного экрана. Элементы ПО устанавливаются на лицевую панель УЧПУ, которая крепится к раме винтами.

Модуль шины УЧПУ устанавливается на металлическую перегородку между отсеками БУ и БП. Модули CPU ECDA и I/O являются конструктивно законченными, имеют лицевые панели с разъёмами для подключения кабелей от управляемого оборудования. Модули устанавливаются в отсек БУ с левой стороны УЧПУ по направляющим до стыковки с разъёмами модуля шины, затем крепятся к раме винтами, установленными на лицевых панелях модулей. Лицевые панели модулей образуют панель разъёмов УЧПУ.

Элементы ПО на лицевой панели УЧПУ разделены пластмассовой накладкой на 4 секции:

- секция дисплея;

- секция алфавитно-цифровой клавиатуры (АЦК);

- секция функциональной клавиатуры (ФК);

- секция станочной консоли (СК), на которой расположены элементы индикации, переключатели, сетевой выключатель и аварийный выключатель.

Съёмный кожух закрывает всю конструкцию, кроме лицевой панели. Крепление кожуха к раме производится винтами. Внутри кожуха на уровне БУ установлен вентилятор. На боковых стенках кожуха имеются прорези для воздуха. В нижней части внешней стороны кожуха, который образует заднюю панель УЧПУ, установлен винт заземления. Кожух имеет прорези для доступа к разъёмам, которые выведены на заднюю панель УЧПУ. Внешний вид системы ЧПУ NC-210 представлен на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Внешний вид NC-210

1.3 Разработка структурной (функциональной) схемы заданной ЭСПУ, принцип ее работы

Система ЧПУ NC-210 предназначена для управления технологическими процессами и перемещениями инструментов по прямым, окружностям и винтовым линиям. И применяются в основном для станков токарной, сверлильной, фрезерной группы и обрабатывающих центров.

Структурная схема включает в себя следующие блоки:

- блок управления

- блок питания

- пульт оператора

Назначение модуля управления.

В состав модуля управления входят:

- плата процессора CPU NC210-21;

- память (ЗУ) NC210-23;

- память (ОЗУ) NC210-24;

- плата управления осями ECDA NC210-25H;

- плата разъёмов RS422 NC210-26;

- плата разъёмов USB NC210-27;

- плата LVDS NC210-28.

Плата CPU NC210-21 типа PCA-6782 является ядром БУ. Она осуществляет общее управление работой УЧПУ и внешними устройствами ввода/вывода.

Рисунок 1.3 - Структурная схема NC-210

Плата CPU NC210-21 типа PCA-6782 является встраиваемой процессорной платой. Плата CPU построена по принципу ALL-IN-ONE и имеет встроенный процессор Intel Atom 1,66GHz Fanless CPU. В качестве ЗУ NC210-23 в плате CPU PCA-6782 используется память типа Flash Disk (DOM), максимальная ёмкость ЗУ - 1GB. 24 Flash Disk обеспечивает 100% совместимость c шиной IDE. Время хранения информации во Flash Disk практически неограничено. DOM устанавливают в разъём «IDE» (CN3), питание +5В на него подаётся с разъёма «FAN1».

В УЧПУ объём ЗУ может быть 32/64/128MB. Стандартно объём ЗУ - 32MB. В плате CPU PCA-6782 в качестве ОЗУ NC210-24 используется память типа SDRAM. Максимальная ёмкость ОЗУ - 2GB. ОЗУ устанавливают в разъём «DIMM1». Стандартно объём ОЗУ в УЧПУ - 64MB.

Начальная конфигурация компьютерных средств и установка ПО производится фирмой-изготовителем УЧПУ. В УЧПУ используется BIOS фирмы AMI. В состав BIOS входит диагностическая программа POST (Power OnSelf-Test), которая обеспечивает самодиагностирование платы CPU каждый раз, когда включается питание УЧПУ или производится его перезагрузка. Базовое ПО УЧПУ устанавливают на Flash Disk. Работа базового ПО находится под контролем схемы «WATCH DOG». Ошибка, выявленная «WATCH DOG», индицируется светодиодом «ER» красного цвета на ПО, при этом происходит снятие сигнала готовности УЧПУ.

Назначение блока питания.

БП обеспечивает УЧПУ набором питающих напряжений: +5В, +12В, -12В. Вторичное напряжение от источника питания поступает в БУ на модуль шины NC210-4, откуда распределяется по всем составным частям УЧПУ. В плату CPU питание +5В, +12В, -12В поступает через плату ECDA NC210-25/NC210-25H и шину ISA BUS. Напряжение питания для вентилятора +12В поступает с модуля шины NC210-4 (J16, J17, FAN). В блок дисплея поступает напряжение +5В, +12В; в блок клавиатуры - напряжение +5В, +12В.

Кроме этого, напряжение используется для питания внешнего оборудования, подключаемого к УЧПУ. Через разъём «J13» напряжение питания +5В, +12В подаётся на RS422. Через разъёмы «1»-«4» модуля CPU ECDA питание +5В подаётся на энкодеры, через разъём «6» - на штурвал. Через разъёмы «USB1» и «USB2» питание +5В подаётся на внешние устройства ввода/вывода, подключаемые к ним.

Входные характеристики:

диапазон входного напряжения: (187-242)В

частота входного напряжения: (49-51)Гц

Выходные характеристики:

выходное напряжение: - регулируемое (+5,00+0,25)В/12А - нерегулируемое +12,00В/2А - нерегулируемое -12,00В/1А

выходная мощность: 100ВА, не более

Функции блока питания в УЧПУ выполняют следующие составные части: - входная плата питания NC210-12; - фильтр сетевой NC210-13; - источник питания NC210-11.

Назначение пульта управления.

В УЧПУ функции ПУ выполняют блок дисплея, блок клавиатуры, плата переключателей NC210-63, плата индикации NC210-64, сетевой выключатель NC210-65 и аварийный выключатель NC210-66.

Все составные части ПО установлены на внутренней стороне лицевой панели УЧПУ. Элементы управления и контроля ПО через отверстия в лицевой панели выведены на её наружную поверхность. Таким образом, лицевая панель УЧПУ представляет собой панель ПУ. В качестве элементов управления ПО используются клавиши, кнопки и переключатели, а в качестве элементов контроля - дисплей и светодиоды. Эти элементы позволяют оператору управлять работой системы, вести с ней активный диалог, получать необходимую информацию о ходе управления объектом.

1.4 Схемный анализ принципиальной (функциональной) схемы заданного субблока (модуля), исследование принципа работы и его взаимодействия со станком

В ходе курсового проекта исследуется устранение неполадок модуля управления. Модуль управления ЧПУ NC-210 является важнейшим блоком. В нем выполняются все вычислительные операции, выполняется расчет интерполяций, линейных перемещений а также расчет положения рабочих органов в пространстве. Модуль управления функционирует благодаря собственной операционной системе, которую разрабатывает непосредственно завод-производитель. Структурная схема модуля управления показана на рисунке 1.4.



Рисунок 1.4 -- Структурная схема блока управления

Модуль управления ЧПУ NC-210 включает в себя следующие блоки:

-плата CPU

-плата разъемов USB

-плата разъемов RS-422

-блок памяти ПЗУ

-блок ОЗУ

-интерфейсы внешних устройств ввода/вывода (USB3, USB4, LAN, RS-232, VGA, KEY, RS-422)

-плата управления осями ECDA (каналы энкодеров, каналы ЦАП, канал штурвала, канал датчика касания)

Связь с другими блоками ЧПУ осуществляется через шину ЧПУ и интерфейс LAN.



1.5 Исследование назначения и состав электропривода заданного станка

Электроприводы постоянного тока Мезоматик-V предназначены для приводов главного движения металлорежущих станков или других машин-орудий с системой ЧПУ. Внешний вид привода Мезоматик-V представлен на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 -- Привод Мезоматик-V.

Приводы можно включать в обратную связь по положению, для точной ориентации шпинделя. Приводы Мезоматик-V являются электрическими приводами постоянного тока с тиристорными преобразователями, которые питают обмотки возбуждения и якоря двигателя постоянного тока.

Состав привода Мезоматик -V:

1 Двигатель типа V с диапазоном мощностей 3,7...45 кВт;

2 Тиристорный преобразователь типа FORMIC KIS3-V, для питания якоря двигателя;

3 Тиристорный преобразователь типа FORMIC KIDI-B, для питания возбуждения двигателя;

4 Коммутационный дроссель LTE;

5 Фильтр для подавления помех.

Технические характеристики электропривода Мезоматик-V. представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.1 -- Технические характеристики электропривода Мезоматик-V

Наименование параметров	Ед.изм.	Величины
Напряжение питания, 3-фазное	В	380±10%
Частота напряжения питания	Гц	50±2%
Защита от пропадания фазы или понижения на ней напряжения более 20%		Есть
Защита от обрыва обмотки возбуждения		Есть
Защита от обрыва тахогенератора		Есть
Защита от пропадания ±15В		Есть
Защита от перегрузки		Есть

Описание работы преобразователя

Преобразователь выполнен по одноконтурной схеме регулирования только с регулятором скорости. Характерной особенностью привода является работа в зоне прерывистых токов при нагрузке вплоть до номинального тока во всем диапазоне частот вращения, что исключает влияние электромагнитной постоянной времени и, как следствие, позволяет создать простую одноконтурную схему без регулятора тока.

Управление приводом -- согласованное нелинейное в зоне рабочих частот вращения и раздельное в зоне ускоренных перемещений.

Рисунок 1.6 - Блок-схема привода Мезоматик-V

PC -- регулятор скорости;

ИНВ -- инвертор;

СИФУ-- система нмпульсно-фазового управления;

БНТО -- Блок нелинейного токоограинчения;

ТП -- тиристориый преобразователь;

TP -- силовой трансформатор;

Lyp -- уравнительный дроссель;

Lhom -- коммутационный дроссель;

Я -- электродвигатель;

ТГ -- тахогенератор;

Т--электромагнитный тормоз;

Р -- резольвер;

БП -- блок питания.



2. РАЗРАБОТКА НАЛАДОЧНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УСТРАНЕНИЮ НЕИСПРАВНОСТИ В ЭСПУ И СТАНКЕ

2.1 Разработка словесного алгоритма поиска неисправности в комплексе ЭСПУ-станок

Целью курсового проекта является поиск и устранение неисправности модуля управления системы ЧПУ NC210 при выводе на экран сообщения «NMI: Сбой питания»

Модуль управления находится непосредственно внутри пульта управления и является важнейшим модулем всего ЧПУ.

Вывод сообщения «NMI: Сбой питания» выводится в случае, если на плате управления отсутствует напряжение питания, либо уровень напряжения ниже заданного значения в +12В. Эти неисправности возникают в следующих случаях:

1.Отход контактов разъема питания и провода подачи напряжения. В результате процесса резания различных материалов, возникает вибрация, которая может передасться и стойке станка, в результате чего может быть нарушена плотность прилегания различных контактов.

2. Обрыв, либо повреждение провода подачи напряжения на плату. Данная неисправность может возникнуть после ремонта стойки станка в результате ошибочных действий лица, выполнявшего ремонт.

3. Возникновение загрязнения в месте подключения. Стойки станка, как известно, защищены от пыли влаги, но при снятой задней крышке, например для ремонта защиты нет. При этом может возникнуть загрязнение платы и ее составных частей.

4. Неисправность разъема питания. Эта неисправность может возникнуть при случайном повреждении разъема питания во время ремонта либо планового осмотра стойки станка.

Устранение неисправности проводится следующим образом:

1. Снять заднюю крышку пульта управления;

2. Осмотреть плату управления на наличие внешних видимых дефектов;

3. Проверить плотность прилегания контактов разъема питания. Если контакты расшатаны и прилегают неплотно, то следует их подтянуть. Неисправность устранена.

4. В случае, если сигнал «Сбой питания» выводится всё-равно, проверить с помощью мультиметра, поступает-ли напряжение через провод питания; станок электропривод электронный механизм

5. Если не поступает, то заменить провод. Неисправность устранена;

6. Если питание поступает, а сообщение «Сбой питания» выводится, то следует осмотреть разъем питания, возможно он засорился;

7. Прочистить разъем питания. Неисправность устранена;

8. Если же питание все-равно не поступает, следует отпаять разъем питания и запаять провод питания непосредственно на плату. Неисправность устранена.

2.2 Разработка чертежа блок-схемы потска неисправности в станке

Рисунок 2.1 - Блок-схема поиска и устранения неисправности в станке



3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ ЭСПУ СО СТАНКОМ

3.1 Описание видов профилактических работ проводимых для повышения безотказной работы ЭСПУ со станком

Для обеспечения высокопроизводительной работы станков с электронными системами программного управления необходимо выполнять ежедневное и периодическое техническое обслуживание.

Ежедневный профилактический осмотр выполняется всеми лицами причастными к эксплуатации и ремонту станков с электронными системами программного управления: оператором, наладчиком, техником-электроником, электриком, слесарем. Ежедневные профилактические работы проводятся ремонтным персоналом без остановки оборудования.

Ремонтный персонал визуально контролирует допустимость величины вибрации, уровня шума при работе механизмов, отсутствие нагрева элементов и узлов, наличие защитного заземления и зануления, отсутствие повреждений изоляции электромонтажа, состояние пускорегулирующей аппаратуры, нормальное функционирование систем автоматизированного управления станком, чистоту и исправность устройства ввода-вывода информации. К периодическому техническому обслуживанию относятся плановое техническое обслуживание 1-го вида ТО1 и плановое техническое обслуживание 2-го вида ТО-2. ТО1 проводится ремонтным персоналом для профилактической регулировки электронных систем управления станком. ТО1 должно выполнятся во время перерыва в работе оборудования. Завершается ТО1 испытанием станка по тест-программе, контролем работы систем индикации и сигнализации, проверкой плавности хода рабочих органов. ТО2 выполняется с частичной разборкой сборочных единиц с целью выявления износа и смены деталей с остановкой оборудования.

На рисунке 3.1 представлена структура профилактических работ проводимых для повышения безотказной работы ЭСПУ:

Рисунок 3.1 - Структура профилактических работ проводимых для повышения безотказной работы ЭСПУ

3.2 Разработка структуры эксплуатационного и ремонтного цикла ЭСПУ со станком

В данном курсовом проекте рассматриваем станок 16К20Ф3 который обладает следующими данными: масса станка 5 т, класс точности - П, нормативный фонд времени работы оборудования - 2019ч, процент потерь рабочего времени - 5.

Продолжительность ремонтного цикла, межремонтного и межосмотрового периодов определяется по каждой группе оборудования.

Ремонтный цикл - это промежуток времени между двумя капитальными ремонтами или началом эксплуатации до первого капитального ремонта. Его длительность определяется сроком службы наиболее важных узлов и механизмов. Структура ремонтного цикла -- это порядок чередования осмотров и ремонтных работ в течение ремонтного цикла.

Межремонтный период - это время между двумя любыми ремонтами.

Длительность ремонтного цикла для металлорежущего оборудования определяется по формуле (3.1):

Тц = Т1 * kсм * kми * kтс * kкс * kв * kд

где: Т1 - продолжительность ремонтного цикла в нормо-часах для металлорежущих станков ;

kсм - коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал (сталь - 1, прочее - 0,75);

kми - коэффициент, учитывающий материал применяемого инструмента (металл - 1, абразив - 0,8);

kтс - коэффициент, учитывающий класс точности (Н - 1; П - 1,5; В,А,С - 2);

kкс - коэффициент, учитывающий массу станка (до 10 т - 1; от 10 до 100 т - 1,35; свыше 100 т - 1,7);

kв - коэффициент, учитывающий возраст оборудования (1);

kд - коэффициент, учитывающий начало эксплуатации (1).

Тц = 16800 * 1 *1 * 1 * 1,5 *1 * 1=25200 часов

Для определения длительности ремонтного цикла в годах, необходимо определить действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования по следующей формуле:

Fд=Fн· (1- л /100), час



где: Fн -- номинальный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

л - процент потерь времени работы оборудования на ремонт и обслуживание .

Fд=2019·2(1- 5 /100) = 3836,1 часов

Определим продолжительность ремонтного цикла в годах:

Тц(год)=Тц/Fд

Тц(год)=25200/3836,1 = 6,57 лет

Для определения продолжительности межремонтного и межосмотрового периодов, необходима структура ремонтного цикла:

КР-ТО-ТР-ТО-ТР-ТО-СР-ТО-ТР-ТО-ТР-ТО-КР

Продолжительность межремонтного периода определяется по формуле:

tм.п.=(Тц(год)*12)/(nс+nт+1)

tм.п.=(6,57*12)/(1+4+1) = 12 месяцев

где nс, nт -- количество средних текущих ремонтов.

Продолжительность межосмотрового периода определяется по формуле:

tм.о.= (Тц(год)*12) / (nс+nт+nо+1)

где nо -- количество осмотров.

tм.о.= (8,87*12) / (1+4+6+1) = 7 месяцев



Под планово-предупредительным ремонтом понимают совокупность предусмотренных во времени организационно-технических мероприятий по уходу, надзору и ремонту оборудования.

Система планово-предупредительного ремонта включает в себя межремонтное обслуживание (уход за оборудованием, контроль за соблюдением правил эксплуатации, периодические осмотры, промывка, смена масла и пр.) и ремонтные работы (малый текущий, средний и капитальный). Критерием отнесения к тому или иному виду ремонта является объем работ и степень разборки оборудования.

В основе системы ППР лежат следующие нормативы: длительность и структура ремонтного цикла; продолжительность межремонтного периода; нормы трудоемкости и расхода материалов, нормативы обслуживания, время простоя оборудования в ремонте. Они приводятся в отраслевых справочниках, инструкциях системы ППР.

Текущий ремонт - выполняется с целью гарантированного обеспечения работоспособности станков в межремонтный период комплексной ремонтной бригадой с обязательным остановом оборудования на время выполнения работ. При текущем ремонте проводят смену деталей с частичной разборкой узлов станка. Завершается текущий ремонт контролем станка на соответствие норм жесткости и точности с испытанием его по тест-программе.

Средний ремонт - осуществляется для восстановления технических характеристик систем программного оборудования и выполняется бригадами с обязательным остановом оборудования.

При этом производится частичная разборка оборудования, капитальный ремонт отдельных узлов, замена и восстановление значительного количества изношенных деталей, оборка и регулирование. По окончании среднего ремонта станки испытываются на жесткость и точность.

Капитальный ремонт -- предусматривает восстановление исправности и полного ресурса работы станка путем замены или ремонта всех его узлов и деталей. Во время капитального ремонта выполняется модернизация или замена систем программного управления и приводов подач. Капитальный ремонт выполняется ремонтной бригадой с обязательным остановом станков и передачей их в ремонтно-механический центр (РМЦ).

Для работы станков с ЧПУ необходимо технические обслуживания, текущие, средние и капитальные ремонты планомерно чередовать и, таким образом, образуется ремонтный цикл.

При применении системы периодических ремонтов плановый характер основной части ремонтных работ обеспечивается за счет того, что ремонты проводятся по годовому графику, в заранее известные сроки, вытекающие из установленных межремонтных периодов.

Таблица 1 -- Составление графика ППР:

Годы	2017	2017	2018	2019
Месяцы	январь	август	февраль	март
Виды ремонтных работ	ТО, ТР	ТО	ТР,ТО	СР

3.3 Описание последовательности действий при наладке станка

Наладка - подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции.

Наладка токарного станка с ЧПУ производится по карте наладки и тексту программы. В карте наладки даются указания по применяемым зажимным устройствам и подготовке их к работе; размеры заготовки и готовой детали; перечень вспомогательного и основного инструмента с координатами вершин режущих кромок от программируемой точки станка; координаты исходной (нулевой) точки относительно абсолютной системы координат станка.

Для патронных токарных станков с ЧПУ общепринято, что в абсолютной системе начало координат лежит на пересечении оси вращения шпинделя с зеркалом зажимного патрона.

Наладку станка с ЧПУ необходимо выполнять в такой последовательности:

1. В соответствии с картой наладки подобрать инструмент, проверить отсутствие повреждений, надежность крепления пластинок, правильность заточки и т. д.

2. Настроить режущий инструмент на заданные картой наладки координатные размеры.

3. Установить настроенный инструмент в рабочие позиции револьверной головки.

4. Установить предусмотренный картой наладки вид зажимного патрона и проверить надежность закрепления заготовки.

5. Установить переключатель режима работы пульта управления ЧПУ в положение ручной работы в режиме От станка.

6. При отсутствии внешних повреждений у станка и у пульта управления ЧПУ, препятствующих пуску станка, проверить работоспособность его рабочих органов на холостом ходу и исправность сигнализации на пульте управления.

7. Убедившись в. чистоте лентопротяжного механизма, ввести программу и проверить её выполнение пультом и станком без сбоев, а также безотказность индикации и световой сигнализации.

8. Переместить суппорт в предусмотренное картой наладки нулевое положение, используя декадные переключатели Сдвиг нуля.

9. Проверить отсутствие информации на корректорных переключателях и набрать значения, обеспечивающие получение при обработке размеров годных деталей.

10. Закрепить заготовку детали в патроне.

11 Установить переключатель режима работы в положение автоматической работы в режиме По программе или По фазам.

12. Обработать первую деталь.

13. Измерить детали и рассчитать поправки, которые набираются на корректорных переключателях.

14. Обработать деталь повторно в режиме «По программе».

15. Измерить готовую деталь.

Наладка станка на обработку партии деталей завершена.

В дальнейшем, пользуясь корректорами, поддерживают размеры деталей в поле допуска.

Если при проверке работы пульта и станка на холостом ходу программа выполняется со сбоями или другими неполадками, оператор прекращает наладку станка, вызывает дежурного наладчика устройств ЧПУ или слесаря и ставит в известность мастера участка.

К наладке и работе на станках с ЧПУ и их обслуживанию допускаются лица, изучившие конструктивные и технологические особенности станков и устройств ЧПУ и правила технической эксплуатации и получившие удостоверение на право работы на этих станках.



4. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЮ

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике. Электрическая энергия - это совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления электрической энергии. Электрическая энергия используется для питания систем ЭСПУ и другого различного оборудования в промышленности. Со стороны потребителей электроэнергии может производиться конкретная работа по рациональному использованию энергоресурсов с пользой для себя и государственной системы электроснабжения это:

1. Применение новейших технических энергосберегающих средств.

2. Изменение привычек

Некоторые технические возможности, позволяющие рационально использовать электрическую энергию состоят в следующем:

1.Применение элементной базы с малым энергопотреблением и потреблением мощности в ЭСПУ;

2.Применение электрических двигателей с малым потреблением тока и мощности в ЭСПУ;

3.Применение управления электрическим освещением с двух мест (коридор, ступени лестницы и др);

4.Применение более экономичных осветительных приборов в цехах;

5.Применение комбинированного освещения в цехах.

Изменение привычек даст немалую возможность для экономии электроэнергии. Например: отключать ненужные в данный момент электроосветительные приборы.

Тепловая энергия используется на современных производствах в виде энергии пара, горячей воды, продуктов сгорания топлива. Основными потребителями тепловой энергии являются: промышленные предприятия, организации. Для большинства производственных потребителей требуется тепловая энергия в виде пара или горячей воды.

В промышленности потребляется около 60% тепловой энергии, получаемой от сжигания твердого и газообразного топлива, добываемого в стране и ввозимого из Беларуси, поэтому экономия теплоты является важнейшей задачей. Существующий перерасход тепловой энергии в эксплуатируемых зданиях и сооружениях по сравнению с расчетным расходом сейчас оценивается в среднем в 25% и более.

Причины перерасхода тепла:

1. Пониженные теплозащитные свойства наружных ограждающих конструкций - стен, заполнение световых проемов (окна, двери );

2. Перерасход теплоты, расходуемой на нагрев наружного воздуха, проникающего в помещения через не плотности в дверных проемах;

3. Работа котельных с низким коэффициентом полезного действия и др.

Мероприятия позволяющие сократить перерасход тепловой энергии:

1. Оснащение систем отопления и горячего водоснабжения приборами, позволяющими автоматически регулировать их параметры и работу;

2. Приведение в исправное состояние всех контрольно - измерительных приборов и арматуры систем отопления и горячего водоснабжения;

3. Выполнить ремонт и регулировку задвижек на всем протяжении тепловых сетей от котельных до ввода в здания;

4. Выявить и устранить все неисправности наружных ограждающих конструкций зданий (утепление окон и дверей на отопительный период).



5. ОПИСАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И НАЛАДОЧНЫХ РАБОТ

Основным из самых опасных производственных факторов при выполнении ремонтных работ на электроустановках является возможность поражения электротоком, приводящая к электротравмам. По своему характеру электротравмы подразделяются на термические ожоги кожных покровов, механические повреждения органов, повреждения органов зрения и наиболее опасные виды - электрический удар и шок, воздействующие на организм человека. Степень тяжести электротравмы зависит от силы тока, прошедшего через тело пострадавшего.

На степень тяжести поражения организма человека электричеством влияют также:

- расположение точки контакта на теле человека (наиболее уязвимы тыльная сторона кисти, запястье, шея, виски, спина, плечи);

- суммарное время протекания тока по телу;

- фактор внимания, проявляющийся в том, что у подготовленного и находящегося в состоянии сосредоточенного внимания к возможному электроудару человека, действие электротока проявляется во много раз меньше;

- путь прохождения тока в теле человека (наиболее опасны по частоте возникновения и тяжести последствий пути: рука - рука, рука - ноги, а также пути, включающие головной мозг).

Для безопасности электроустановок при работе на них должны быть выполнены следующие мероприятия: заземление, зануление, защитное отключение, двойная изоляция, разделение сетей питания, индивидуальные средства защиты и др.

Заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Заземление используют в сетях электрического тока напряжением до 1000 В. Оно позволяет снизить до безопасных значений напряжение корпуса электроустановки относительно земли при замыкании на него фазового провода вследствие нарушения изоляции.

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым проводником сети металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Зануление используется в сетях с заземленной нейтралью. В электрических сетях, где применяется зануление, нарушение изоляции токоведущих частей приводит к образованию цепи однофазного короткого замыкания, в результате которого срабатывает установка максимальной токовой зашиты, отключая пораженный участок сети. В качестве нулевых защитных проводников применяют шины из полосовой стали, стальные прутки, нулевые рабочие проводники электрокабелей и другие проводники.

При работе с электрооборудованием необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

- все металлические части, которые могут оказаться под током (напряжением), доступные для прикосновения, должны быть надежно заземлены;

- не оставлять во время обслуживания подключенные приборы без надзора;

- у каждого пульта, агрегата, распределительного щита и т. д. находящегося под напряжением более 60В должны быть резиновые коврики;

- не оставлять включенными цепи электроосвещения рабочих мест после окончания работ;

- не производить работы при неисправном электрооборудовании (нарушен заземляющий контур, пробита изоляция токовыходных жил, сопротивление изоляции ниже допустимого, не закрыты клеммники и др.).

При работе с электрооборудованием, находящимся под напряжением, не разрешается:

- работать на электрооборудовании при наличии плакатов типа "НЕ ВКЛЮЧАТЬ", "РАБОТАЮТ ЛЮДИ";

- касаться зажимов и неизолированных токоведущих проводников;

- проводить ремонт, чистку электрооборудования;

- стыковать и расстыковывать штепсельные разъемы;

- производить прозвонку электрических цепей;

- вскрывать коробки выводов и контактных устройств.

Для оказания первой помощи при поражении электрическим током необходимо:

- немедленно отключить электропитание или отделить пострадавшего от токоведущих частей, при этом пользоваться защитными средствами, сухой одеждой или другими диэлектрическими предметами, категорически запрещается применение металлических и мокрых предметов;

- вызвать врача;

- освободить пострадавшего от стесняющей одежды;

- вынести пострадавшего на свежий воздух, дать понюхать нашатырный спирт, обрызгать водой и растереть тело;

- сделать искусственное дыхание;

- обеспечить пострадавшему полный покой до прибытия врача.

Ремонтные работы на электрооборудовании станков с ЭСПУ могут выполняться при полном отсутствии напряжения, с частичным снятием напряжения и без снятия напряжения вдали от токоведущих частей или вблизи них.

Для безопасной организации работ на электроустановках при полном снятии напряжения необходимо обесточить станок, отключив автомат или сняв предохранители в распределительном шкафу или распределительной коробке шинопровода и вывесив предупредительный плакат „Не включать!

Работают люди". Ремонт электрооборудования без снятия напряжения вблизи токоведущих частей (это обычно измерительные и регулировочные операции) выполняется не менее чем двумя работниками, квалификационная группа одного из них должна быть не ниже третьей, второго - не ниже второй. Выполнение указанных работ требует принятия особых мер по электробезопасности: обувь, одежда и руки работающих должны быть сухими; инструмент, выводные концы приборов оснащены изолирующими рукоятками, исключающими случайное касание к токоведущим частям; необходимо пользоваться диэлектрическим ковриком, измерительную аппаратуру изолировать от земли и подключать к сети через разделительный трансформатор.

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасное производство работ являются:

- оформление перед работой наряд-допуска с распоряжением или перечнем работ;

- допуск к работе;

- надзор за безопасностью работающих во время выполнения работы;

- оформление перерывов в работе, перевод на другое рабочее место, окончание работы.

Для безопасного выполнения работ необходимо выполнить следующие технические мероприятия:

- произвести необходимые отключения и принять меры, препятствующие подачи напряжения;

- на приводах ручного и на ключах дистанционного управления должны быть вывешены запрещающие плакаты;

- проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе разработки курсового проекта разобрался в работе функциональных узлов и субблоков, входящих в ЭСПУ NC210. Изучил структурную схему ЭСПУ, а также изучил отдельно функциональную схему блока управления. Так же были изучены характеристики станка модели 16К20Ф3 и ЭСПУ NC210. Для работы металлорежущих станков с ЭСПУ был использован электропривод Мезоматик-V, который был также рассмотрен в ходе курсового проекта.

В результате выполнения курсового проекта были приобретены теоретические навыки по выполнению наладочных операций (анализ функциональных субблоков, разработка алгоритма поиска неисправности, разбор схем. Также изучил применяемые требования техники безопасности при работе на металлорежущих станках с ЧПУ.

Была рассмотрена возможная неисправность в системе ЭСПУ - вывод сообщения «NMI: Сбой питания». Для устранения неисправности был создан словесный алгоритм, в котором поэтапно были показаны меры по устранению неисправности. По словесному алгоритму была построена блок-схема, в которой схематично указаны этапы и способы устранения неисправности.

Была рассмотрена структура эксплуатационного и ремонтного цикла ЭСПУ со станком, определен период межремонтного и межосмотрового периода для станка 16К20Ф3.

Также в курсовом проекте были рассмотрены вопросы по энерго- и ресурсосбережению, а также по охране окружающей среды. Были также рассмотрены мероприятия по технике безопасности и охраны труда при эксплуатации и наладке станков с ЧПУ. Показаны использующиеся меры предосторожности при работе и наладке станков с ЧПУ, общие правила техники безопасности.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Руководство по эксплуатации NC210.

2. Сергиевский В.В. и Русланов Л.В. Пособие наладчика станков с ЧПУ. -Машиностроение, 1991 год. - 177с.

3. Маслов А.Р. Инструментальная оснастка станков с ЧПУ. - Машиностроение, 2006 год - 566с.

4. Серебреницкий П.П. Краткий справочник станочника. - Лениздат, 1982 год - 360с.

5. Должиков В.П. Основы программирования и наладки станков с ЧПУ

Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - Томск, ТПУ, 2011. - 143 с.

6. Бруштейн Б. Е. и Дементьев В. И. Токарное дело. Учебник для проф.-техн. училищ. Изд. 6-е, переработ, и доп. М., «Высш. школа», 1967, - 448 с.

7. Чернов Н.Н. Металлорежущие станки: Учебник для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием», - 4-е изд., перераб. и доп. - Машиностроение, 2001, - 416 с.

8. Экономика предприятия: учеб. Пособие / Л.Н. Нехорошева [и др.]; под общ. ред. Л. Н. Нехорошевой. - 3-е изд. Мн.: Выш.шк. 2005. - 383 с.

Размещено на Allbest.ru

...