Модернизация металлообрабатывающих станков, применяемых в условиях автоматизированного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 681.5

Модернизация металлообрабатывающих станков, применяемых в условиях автоматизированного производства

О.Н. Федонин, Д.И. Петрешин, В.А. Хандожко, А.В. Агеенко

Аннотация

металлообрабатывающий модернизация станок

Представлен подход к модернизации металлообрабатывающих станков, применяемых в условиях автоматизированного производства. Рассмотрен общий порядок действий, которые необходимо выполнять при модернизации систем управления металлорежущих станков.

Ключевые слова: металлообрабатывающий станок с ЧПУ, автоматизированное производство, модернизация, система управления, блок-схема.

Одним из основных направлений технического перевооружения предприятий России является модернизация оборудования, так как возможности машиностроительных заводов по приобретению новых станков весьма ограниченны. Важнейшей задачей настоящего периода развития машиностроения России является модернизация станочного оборудования, определяющего качество продукции промышленных предприятий.

Модернизации подлежит перспективное оборудование, определяющее технологический потенциал предприятий различных отраслей промышленности России. К такому оборудованию относятся:

· массовые станки с ЧПУ (токарные, фрезерные, сверлильно - расточные, электроэрозионные, обрабатывающие центры и др.);

· специальные станки агрегатного типа и автоматические линии из них;

· станки в автомобильной и других массовых отраслях промышленности;

· уникальные и тяжелые станки, определяющие технологические процессы предприятий (количественная база будет исчисляться единицами, но их модернизация существенно повысит технический уровень соответствующих отраслей).

Модернизация металлорежущего станка может включать в себя как замену механической части, так и замену системы управления этим станком.

Модернизация механической части станка проводится с целью повышения точности, надежности и долговечности механических узлов станка и включает в себя замену ходовой части приводов подач, кинематики привода главного движения, восстановление направляющих и замену шпиндельного узла. Помимо этого, модернизация механической части может включать комплексную замену пневмо- и гидропривода, внедрение новых конструкций режущих инструментов.

На предприятиях значительный парк станков не используется из-за выхода из строя систем управления (при том, что механическая часть станка находится в рабочем состоянии). Эта проблема не позволяет повышать эффективность производства, выполнять все заказы, поступающие на предприятия. Решением данной проблемы может стать модернизация устаревших или вышедших из строя систем числового программного управления (СЧПУ).

Модернизация системы управления станка может включать замену устройства числового программного управления (УЧПУ) новым, построенным на базе ПЭВМ, замену измерительной системы, комплексную замену узлов электропривода и электроавтоматики станка.

Существуют различные подходы к модернизации металлорежущего станка. Не смотря на это, есть общий порядок действий, которые нужно выполнять при модернизации станков на базе УЧПУ:

· Анализ документации на металлорежущий станок. Необходимо проанализировать электрические схемы на соответствие тому, что реально собрано на станке. Так как документация составляется только на базовый вариант электрооборудования, то на станке могут отсутствовать отдельные механизмы.

· Анализ кинематической схемы станка с целью выявления принципа работы станка, система управления которого модернизируется. Помимо работы привода главного движения и приводов поперечных и продольных подач необходимо проанализировать работу вспомогательных механизмов станка, таких, как приводы револьверной головки, гидравлической системы и системы смазки. Кроме перечисленных механизмов на станке могут применяться отрезной суппорт, механизмы зажима и подачи материалов, механизмы разгрузки и т.д.

· После анализа документации на станок и кинематических схем механизмов станка необходимо определить общее число входных и выходных сигналов. К входным сигналам относятся сигналы от датчиков (конечного положения или любого другого, с дискретным выходом). Выходные сигналы - это сигналы, идущие от оборудования к УЧПУ. Выходные сигналы обеспечивают управление механизмами и агрегатами станка путем включения или выключения электромагнитных муфт, электромагнитных пускателей и другой электроавтоматики.

· Для правильной, согласованной работы УЧПУ и приводов подач необходимо обеспечить требуемые сигналы от датчиков положения. Наиболее часто используются оптические линейки и фотоимпульсные датчики. В случае необходимости старые датчики заменяются на новые. Замена датчиков может потребоваться, например, в связи с тем, что в модернизируемой СЧПУ питание датчиков осуществляется другим напряжением, а также с целью повышения точности перемещения суппортов за счет увеличения числа импульсов на один оборот датчика.

· При неработоспособности системы управления приводами главного движения и приводами подач заменяются на новые. Для обеспечения минимальных затрат на модернизацию и в случае, если механика приводов подач находится в удовлетворительном состоянии (обеспечивает требуемую точность), можно заменить только систему управления. На производстве, когда станки постоянно находятся в эксплуатации, часто заменой только одной системы управления обойтись не удается. Если привод подач не обеспечивает требуемой точности, то меняется, помимо системы управления, еще и механическая часть (шарикоподшипниковый узел, двигатель). В настоящее время в качестве двигателя часто используется асинхронный двигатель с соответствующими системами управления, который обладает большей надежностью по сравнению с двигателями постоянного тока.

· СЧПУ модернизируется в зависимости от типа станка и задач, которые необходимо выполнять на этом станке. Выбор СЧПУ зависит от типа станка, количества управляемых координат и т. д. Например, УЧПУ NC201М позволяет управлять четырьмя координатами (количество ЦАП - 4). УЧПУ NC202 позволяет управлять токарными станками, укомплектованными цифровыми и шаговыми приводами (ЦАП - 1, ЦИП - 3). Устройство ЧПУ NC-210 позволяет управлять пятью координатами станка (ЦАП - 5). Устройство ЧПУ NC-220 может управлять станками, укомплектованными цифровыми и шаговыми приводами (ЦАП - 1, АЦП - 4, ЦИП - 4) [1]. Устройство ЧПУ NC-230 предназначено для управления шестью координатами (ЦАП - 6) двухсуппортных станков, обрабатывающими фрезерными и токарными центрами.

· На следующем этапе необходимо обеспечить согласованную работу станка и устройства ЧПУ. Устройство ЧПУ привязывается к конкретному оборудованию с помощью файлов характеризации и программы логики станка. В файлах характеризации указываются параметры управления осями, характеристики управления технологическим процессом обработки деталей для объекта управления, параметры программы логики станка, позволяющие персонализировать УЧПУ для конкретного применения. Под программой логики станка понимается часть программного обеспечения, используемая для конкретизации управляемого от УЧПУ оборудования.

Описанный порядок действий при модернизации металлорежущих станков можно упрощенно показать в виде блок-схемы (рис.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

С использованием рассмотренного порядка действий на кафедре «Автоматизированные технологические системы» Брянского государственного технического университета были модернизированы токарный станок 16Б16Ф3, токарно-револьверный станок с ЧПУ 1В340Ф30, а также обрабатывающий центр МС032. На рис. 2-4 показан внешний вид станков после их модернизации.

Рис. 2. Токарный станок 16Б16Ф3

Рис.3. Токарно-револьверный станок с ЧПУ 1В340Ф30

Рис.4. Обрабатывающий центр МС032

Данный алгоритм можно использовать для модернизации всех групп металлообрабатывающих станков с ЧПУ.

Список литературы

1. Лексиков, В. П. Модернизация токарного станка 16Б16ФЗ/ В. П. Лексиков, Д. И. Петрешин, Т. И. Портянкина , В. Ю.Саяпин // Обработка металлов.-2003. - № 3.-С. 17-19.

Материал поступил в редколлегию 9.06.09.

Размещено на Allbest.ru