Выбрать систему автоматического управления сверлильно-расточно-фрезерного станка модели 600V, проспект Стерлитамакского станкостроительного завода прилагается.

автоматический управление станок программный

САУ - система автоматического управления

УЧПУ - устройство числового программного управления

ЭШ - электрический шкаф

ПУ - пульт управления

ГПУ - главный пульт управления

РО - рабочий орган

КС - коробка скоростей

УТП - управляющая технологическая программа

БПМО - базовое программное математическое обеспечение

Ин. - инструмент

Из - изделие

2. Краткие характеристики конструкции и технические характеристики станка

Условия работы, внешняя среда:

Климатические условия температура окружающего воздуха 5 - 45 ?С влажность не более 80%, высота над уровнем моря не более 100 м.

Электрическая сеть трехфазная 50 Гц, 220/380 В(±10%);

напряженность поля радиопомех, создаваемого САУ и ее компонентами, не должна превышать 60 дБ при 0,15 - 0,5 МГц, 54 дБ при 0,5 - 2,5 МГц и 46 дБ свыше 2,5 МГц;

уровень акустического шума, создаваемого САУ (кроме электродвигателей), не должен превышать 65 дБ (электродвигатели 60 - 75 дБ).

Конструктивные требования

· степень защиты от внешних воздействий(пыли, дребезга и др) не менее IP54

· конструктивно модуль ЧПУ монтируется в ЭШ

· электродвигатели приводов подач и преобразователи встраиваются в ЭШ

· Двигатель главного движения находится в корпусе станка, на стойке

· Двигатели, элементы ЧПУ, преобразователи должны иметь по возможности унифицированную элементную базу. По заданию нужно выбрать элементы фирмы Сименс по каталогу

Характеристики точности САУ

· Дискретность - 1 мкм

· Точность позиционирования по всем осям 10 мкм

· Повторяемость 5 мкм

· Число одновременно управляемых координат 3

· Мощность главного привода 11 кВт

· номинальная скорость двигателя главного движения 2000 об/мин

· Номинальный момент на валу двигателя главного движения 50Нм

Параметры быстродействия САУ

· Номинальный момент двигателя подачи по координате z 27 Нм

· номинальная скорость двигателей подач 2000 об/мин

· номинальный момент двигателей подач по координатам x и y 20 Нм

· Максимальная скорость вращения 6000 об/мин

· Диапазон частоты вращения 0-6000 об/мин

· Максимальная скорость подачи 15 м/мин

САУ должна обеспечивать следующие функции

· Управление РО по скорости и положению,

· Задание величины скорости аналоговое ±10 В и цифровое

· Корректировка величины скорости в ПУ в пределах 0-200 %

· ограничение рывка (ускорения);

· контроль рабочей зоны обработки;

· контроль и диагностика осей;

· число одновременно управляемых координат 3

· управление шпинделем:

- по скорости вращения и углу поворота с указанными выше параметрами;

- задание величины скорости аналоговое (входной сигнал ЭПГ ±10В) и /или цифровое;

- корректировка величины скорости с пульта управления в пределах 0-200 %;

- количество ступеней редукции в КС до 5;

- автоматический выбор ступени;

- ориентированный останов шпинделя для автоматической смены инструмента;

· автоматическая смена инструмента:

· нарезание резьбы;

· синхронизация работы при многошпиндельной обработке;

· различные виды интерполяции в зависимости от конструкции станка и типа Из:

- линейная;

- круговая;

- линейно - круговая;

- винтовая;

- электронный редуктор;

· управление Инструментом

- использование типовых Ин - сверлильного, фрезерного,

- в станке используется 1 инструментальный магазин, 20 инструментов;

- коррекция инструмента по длине и диаметру в плоскости и пространстве;

- смена инструмента;

- загрузка/разгрузка инструмента;

- контроль времени работы инструмента и количества изделий;

· измерения изделия и инструмента

- количество измерительных щупов 1-2;

- протоколирование результатов измерений;

- активная коррекция инструмента и режима обработки;

· автоматические компенсации:

- люфтов в кинематике станка и его узлов;

- погрешности ходовых винтов;

- погрешности измерительной системы;

- тепловых деформаций и провисания шпинделя;

· программирование:

- технологическое по типовым технологиям станка;

- работа в полярных координатах;

- ускоренная отработка УТП;

- технологические циклы/подпрограммы;

- измерительные циклы/подпрограммы;

- программы прерывания УТП;

- редактирование программ;

- обеспечение безопасности станка и оператора, а также обслуживающего персонала;

- диагностика работы станка с протоколированием;

- открытая для пользователя архитектура ПО;

· моделирование процессов обработки:

- траектории движения инструмента в плоскости и пространстве;

- ускоренной отработки УТП;

- обработки в реальном времени;

· коммуникация по вводу/выводу БПМО и УТП:

- последовательный интерфейс связи с ЭВМ верхнего уровня (обычно RS 232C);

- работа через дисковод;

- возможность подключения различной периферии

- управление с ГПУ и работа с дисплеем.

Для обеспечения полноценного и эффективного управления станком необходимо использование следующих компонентов в составе УЧПУ и ПУ:

· персональная ЭВМ (ПЭВМ) как аппаратная база УЧПУ;

· панель оператора УЧПУ;

· дисплей для вывода алфавитно-цифровой и графической информации;

· клавиатура УЧПУ (ПЭВМ);

Состав компонентов управления:

ГПУ со встроенными ПЭВМ, панелью оператора, дисплеем, клавиатурой и станочным ПУ;

дополнительный и/или вспомогательный (упрощенный) ПУ.

4. Обоснование выбора САУ и ее компонентов

На основании технических требований выбираем УЧПУ модели SINUMERIK 810D. Компоненты УЧПУ:

· Модуль CCU 1 SINUMERIC 810D. Для внутреннего или внешнего охлаждения с 2 силовыми частями (не используются). Пользовательская память CNC 0,5 МБ, пользовательская память PLC 64 КБ. Номер заказа 6FC5447-0AA01-0AA0.

· Модуль блок питания для SIMATIC S7-300 6ES7307-1EA00-0AA0

· Модуль SIMATIC S7-300 цифровые входы SM 321 6ES7321-1BH02-0AA0

· Модуль SIMATIC S7-300 цифровые выходы SM 322 6ES7322-1BH01-0AA0

· Модуль SIMATIC S7-300 ANALOG INPUT SM 331 входы 6ES7331-7KF02-0AB0

· Модуль SIMATIC S7-300 SM 332 аналоговые выходы 6ES7332-5HD01-0AB0

· Интерфейсный модуль SIMATIC S7-300 IM 361 6ES7361-3CA01-0AA0

· Соединительный кабель для IM 361 6ES7368-3BB01-0AA0

· Штекеры для подключения модулей SM 6ES7392-1AJ00-0AA0

· Коммуникационный модуль CP-342-5 для подключения SIMATIC S7-300 к PROFIBUS DP 6GK7 342-5DA02-0XE0

· Панель оператора OP010 6FC5203-0AF00-0AA1

· Станочный пульт MCP 483C 6FC5203-0AF22-0AA0

· Промышленный компьютер SINUMERIK PCU 50566 MHZ, 128 MB RAM; 24 V DC;WINDOWS NT WORKSTATION V4.0 6FC5210-0DF20-0AA0

· Дисковод 3,5” 6FC5235-0AA05-1AA1

· Монтажные разьемы для подключения PCU 6FC5248-0AF20-2AA0

· Программное обеспечение для 810D Toolbox 6FC5252-0AX21-0AB0

· Программное обеспечение для PCU HMI 6FC5253-0BX10-0AF0

· MPI кабель для подключения PCU 6FX2002-4EA01-1BA0

4.2 Выбор двигателей

Выбор двигателя из каталога производится по номинальному моменту и частоте вращения.

· Двигатели подачи по осям x иy. Выбираем двигатель 1FT6086Номинальная частота вращения 2000 об/мин, момент 27 Н*м, мощность 5,6 кВт. Исполнение IMB5, встроенный инкрементальный датчик sin/cos. Номер заказа 1FT6086-8AC71-1AG0

· Двигатель подачи по оси z. Выбираем двигатель 1FT6084 Номинальная частота вращения 2000 об/мин, момент 20 Н*м, мощность 3 кВт. Исполнение IMB5, встроенный инкрементальный датчик sin/cos. 1FT6084-8AC71-1AG0

· Двигатель главного движения. 1PH7107. Номинальная частота вращения 2000 об/мин. Максимальная 9000 об/мин. Мощность 26 кВт, инкрементальный sin/cos датчик. 1PH7107-2NG00-0BJ0

4.3 Выбор силового преобразователя

Силовой преобразователь SIMODRIVE 611. Он состоит из следующих частей

· Сетевой фильтр HF для модуля питания и рекуперации. 36 кВт 6SL3000-0FE23-6AA0

· Модуль ограничения перенапряжения для модуля сетевого питания больше 10 кВт 6SN1111-0AB00-0AA0

· Модуль контроля. Обеспечивает питания электроники и функции контроля для отдельной группы приводов. Необходим так как количество приводных модулей превышает мощность блока питания электроники 6SN1112-1AC01-0AA1

· Платы управления SIMODRIVE 611 UNIVERSAL HR 2-х осевое исполнение,.4 шт. для каждой подачи и гл движения 6SN1118-0NH01-0AA0

· Опционный модуль PROFIBUS DP для циклического и ациклического обмена данными. 3 шт для подач. 6SN1114-0NB00-0AA1

· Опционный модуль MOTION CONTROL c PROFIBUS DP для главного движения. 6SN1114-0NB01-0AA0

· Силовой модуль с внутренним охлаждением. Для подачи по оси Z. 1-осевой, 25 А, 6SN1123-1AA00-0BA1

· Силовые модули для подачи X и Y. 1-осевые, 50 А. 6SN1123-1AA00-0DA1

· Силовой модуль для двигателя главного движения. 1-осевой 80 А. 6SN1123-1AA00-0DA1

· Модуль питания и рекуперации. 6SN1145-1BA02-0CA1

· ПО SIMODRIVE 611 UNIVERSAL SIMOCOM-U/611U TOOLBOX 6SN1153-0NX20-0AG0

· 4 сигнальных кабеля для двигателей 6FX8002-2CA31-1AF0

· 3 силовых кабеля для приводов подачи 6FX8002-5CA21-1AF0

· 1 силовой кабель для привода главного движения 6FX8008-1BB31-1FA0

Размещено на Allbest.ru