Характеристика объекта автоматизации

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Краткая характеристика объекта автоматизации

В качестве объекта автоматизации рассмотрим модернизированный фрезерный консольный вертикальный станок ГФ2171. Предназначен для многооперационной обработки разнообразных деталей сложной конфигурации. Наряду с фрезерованием сложных линейных контуров на станке можно производить сверление, зенкерование, развертывание и растачивание точных отверстий, связанных координатами, нарезание резьбы.

Мощный привод главного движения, широкий диапазон подач и частот вращения шпинделя позволяют обрабатывать детали из стали, чугуна, цветных и легких сплавов на рациональных режимах резания с высокой производительностью и точностью. Оснащение станка гидростанцией дает возможность использовать различные гидрофицированные устройства для закрепления обрабатываемых деталей.

Внешний вид консольно-фрезерного станка ГФ2171 приведён на рис. 1.1.

Многоцелевой станок ГФ2171 с контурно позиционной системой программного управления и автоматической сменой инструмента предназначены для обработки разнообразных деталей сложной конфигурации.

На станках производится фрезерование сверление, зенкерование, развертывание и растачивание точных отверстий, связанных координатами.

Основные технические характеристики ГФ2171 представлены в таблице 1.1.



Рисунок 1.1 - Внешний вид консольно-фрезерного станка ГФ2171

металлорежущий станкок электрический кузнечнопрессовый

Таблица 1.1 - Основные технические характеристики ГФ2171

Наименование (обозначение)	Значение	Единица измерения
Размеры рабочей поверхности станка	1600х400	мм
Перемещение стола
X - стойка поперечно (салазки)	410	мм
Y - шпиндельная бабка вертикально	250	мм
W - стока продольно	1010	мм
Перемещение ползуна	260	мм
Мощность привода	11	кВт
Скорость вращения шпинделя	50…2500	мин-1
Наибольшая масса детали	400	кг
Наибольший момент на фрезерном шпинделе	5800	Нм
Диапазон подач стола
Рабочие подачи по осям X, Y, Z	3…6000	мм/мин
Ускоренные перемещения по осям X, Y	9000	мм/мин
Ускоренные перемещения по оси Z	7000	мм/мин
Количество инструмента в магазине	12	шт
Наибольший диаметр инструмента	125	мм
Время смены инструмента	20	с
Технологические возможности
Отклонение от круглости при контурном фрезеровании цилиндрической поверхности	не более 0,05	мм
Дискретность	0,001	мм/1импульс
Электрооборудование
Питающий ток переменный, трёхфазный, 380 В, 50 Гц
Габариты и масса
Габаритные размеры
длина	3350	мм
ширина	4170	мм
высота	3150	мм
Общая масса станка	6580	кг

Жесткая конструкция станины достигается за счет развитого основания и большого количества ребер. По вертикальным направляющим станины перемещается консоль. Для отсчета величины вертикального установочного перемещения консоли служит линейка, закрепленная на станине.

В левой нише станины размещены конечные выключатели ограничения хода консоли. На привалочной плоскости горловины станины закреплена шпиндельная головка.

Сзади к станине прифланцован электродвигатель главного движения.

С левой стороны станины установлена коробка переключения скоростей. Коробка скоростей служит для сообщения шпинделю различных частот вращения.

Шпиндельная головка состоит из 3 частей: салазки, редуктор, ползун со шпинделем.

Салазки центрируются в кольцевой выточке горловины станины и крепятся к ней 6-ю болтами. По прямоугольным направляющим салазок перемещается ползун со шпинделем.

Редуктор служит для передачи шпинделю основного движения от коробки скоростей через пару конических и три цилиндрических колеса.

Консоль является базовым узлом, объединяющим приводы вертикального и поперечных перемещений стола. На правой стороне корпуса консоли установлен асинхронный электродвигатель вертикального установочного перемещения. Перемещение осуществляется через червячную пару и винтовую передачу.

Механизм автоматической смены инструмента выполнен отдельным узлом и состоит из автооператора и магазина инструментов барабанного типа емкостью на 12 инструментов. Выбор инструмента производится в любой последовательности. Автооператор осуществляет подачу инструмента из магазина в шпиндель и возврат отработанного инструмента из шпинделя в магазин. Автооператор и магазин инструментов расположены в зоне, удобной для обслуживания станка.

Кинематическая схема станка характеризуется наличием отдельных кинематических групп основного и вспомогательного движений

Кинематическая схема станка приведена на рисунке 1.2.

1) Двигатель вертикального перемещения шпиндельной бабки (Y).

2) Двигатель главного привода.

3) Двигатель перемещения шпинделя вдоль оси шпиндельной бабки (Z).

4) Двигатель перемещения стойки параллельно (вдоль) оси шпинделя(W).

5) Двигатель перемещения салазок поперёк оси шпинделя (X).

1.1 Описание технологического процесса

Постепенное изнашивание металлорежущих станков и кузнечнопрессовых машин в процессе эксплуатации проявляется в снижении точности обработки, появление повышенного шума, возникновение неполадок и отказов. Поддерживать станки в работоспособном состоянии и восстановить утраченные в процессе эксплуатации технические показатели можно только при периодическом осмотре и ремонте.



Рисунок 1.2 - Кинематическая схема станка

Капитальный ремонт - это наибольший по объему вид ремонта, при котором производят полную разборку станка, ремонт базовых деталей (станин, кареток и т. д), замену и восстановление всех изношенных деталей и узлов в целях возвращения агрегату первоначальных точности, мощности и производительности. При капитальном ремонте, как правило, производят модернизацию оборудования.

Трудоемкость и степень сложности ремонта станков, которые зависят от конструктивных (компоновка, кинематическая схема, устройство механизмов, масса и пр.) и технологических (точностные параметры, ремонтопригодность) особенностей, оцениваются категорией сложности ремонта. Чем сложнее станок, тем выше категория сложности ремонта. За эталон принят токарный - винторезный станок 16к20 с высотой центров 200мм и межцентровым расстоянием 1000мм. Ему присвоена 11-я категория сложности.

Номер категории сложности ремонта равен числу единиц ремонтной сложности, которые характеризуют объем работ при капитальном ремонте. Одна единица ремонтной сложности для механической части станков составляет 35ч, из которых 23ч выделяется на слесарные работы, 10ч - на станочные и 2ч на прочие работы (сварочные, малярные и т.п.). Единица ремонтной сложности электротехнического оборудования станков составляет 15ч (11ч - электрослесарные работы, 2ч - станочные, 2ч - прочие).

Перед разборкой необходимо проверить станок на геометрическую точность и записать все отклонения. Разборку производят по узлам. Если нет кинематической схемы станка, в процессе работы составляют такую схему, кроме того, составляют список обнаруженных дефектов. Детали, положение которых в узле должно быть строго определенным (кулачки, муфты, гидрораспределители и пр.), необходимо маркировать. Для этого применяют электрограф, ударное и кислотное клеймо.

Детали после разборки промывают в керосине или бензине. Промытые детали вытирают насухо. Для экономии керосина применяют ванну, заполненную снизу водой, а сверху керосином. Грязь, оставшаяся после промывки, удаляется с водой, а керосин загрязняется меньше. Для горячей промывки используют ванны с антикоррозионным раствором либо моющую машину которая выдает горячую струю воды высокого давления. Их преимущество - пожарная безопасность.

Восстановление деталей и механизмов станков осуществляют следующими методами. Обработка резанием - метод ремонтных размеров - применяют для восстановления точности направляющих станков, изношенных отверстий или шеек различных деталей, резьбы ходовых винтов и другие из двух, как минимум, сопряженных деталей ремонтируют более дорогую, трудоемкую и металлоемкую деталь, а заменяют более дешевую. Изношенные места деталей переводят при соответствующей обработке (токарной, строгальной, шлифовальной и т.д.) в следующий ремонтный размер.

Сваркой исправляют детали с изломами, трещинами, сколами. Наплавка является разновидностью сварки и заключается в том, что на изношенный участок направляют присадочный материал. Для ремонта стальных деталей чаще применяют дуговую сварку металлическими электродами. Для восстановления деталей также используют методы металлизация, хромирование и прочие методы ремонта.

Применение того или иного метода ремонта диктуется техническими требованиями на деталь и обусловлено экономической целесообразностью, зависит от конкретных условий, от наличия необходимого оборудования и сроков ремонта.

После восстановления или ремонта сборочные единицы, требующие покраски окрашиваются.

Завершающим этапом ремонта оборудования является его сборка, регулировка и испытание. Собирают станок из сборочных единиц и механизмов, причем наиболее рациональным является метод параллельной сборки нескольких сборочных единиц станка группой слесарей, что значительно сокращает время работы при ремонте.

Капитальный ремонт электрооборудования на станке представляет собой полную или частичную замену электропроводки, пускорегулирующей аппаратуры, двигателей и сигнальной арматуры. При замене применяются более современные и технологичные материалы, детали и аппаратура. Так же применяется полная модернизация электрооборудования путем внедрения различных микроконтроллеров, новых систем ЧПУ и приводов.

После установки и выверки сборочных единиц устанавливают главный двигатель и регулируют ременную передачу, монтируют двигатели быстрых перемещений, заливают в резервуары коробки передач масло, устанавливают кожухи и т.д. После этого можно включать станок и производить предварительную обкатку. Цель обкатки - выявить возможные дефекты сборки и дать приработаться сопрягаемым поверхностям трения.

Под нагрузкой станок испытывают путем обработки деталей- образцов на различных скоростях в соответствии с техническими данными паспорта станка. Испытание ведут с нагружением станка до номинальной мощности привода. Допускается кратковременная перегрузка станка, но не более чем на 25% номинальной мощности. Все механизмы станка под нагрузкой должны работать исправно и надежно.

Приемку станка после кап. ремонта проводят по нормам точности, установленным для приемки новых станков.

Модернизация электрооборудования предусматривает полную замену коммутационной аппаратуры, электропроводки, замена релейной схемы управления станком на программируемые контроллеры, морально устаревших приводов постоянного тока на современные преобразователи частоты (инверторы) и на синхронные и асинхронные сервопривода. Замена привода тянет за собой замену двигателей на двигателя другого типа, зависящий от типа выбранного привода.

1.2 Описание технологического оборудования

Предприятие является одним из мировых лидеров по производству наземных транспортных средств высокой проходимости, предназначенных для перевозки грузов и людей в особо сложных дорожных и климатических условиях.

Основанный в 1977 году, завод вот уже в течение 30 лет является единственным в России производителем уникальных двухзвенных гусеничных транспортеров семейства ДТ.

Благодаря универсальности конструкции транспортеры "Витязь" с успехом могут использоваться в качестве базовых шасси, для размещения на них комплексов вооружений, грузоподъемного, погрузочно-разгрузочного, землеройного и другого технологического оборудования различного назначения.

Заводом освоены и серийно выпускаются ведущие мосты для городских автобусов большого класса, троллейбусов и экскаваторов.

Предприятие располагает развитой инфраструктурой, современным оборудованием, специалистами высокой квалификации в области разработки, производства, сбыта, сервисного обслуживания техники, проводит активную рыночную политику.

Предприятие принимает заявки и заключает договора на изготовление следующих видов продукции машиностроительного назначения:

- плоских деталей сложной конфигурации на лазерном технологическом комплексе (из сталей толщиной до 5 мм);

- деталей и узлов автотракторной техники (сборка-сварка корпусов, шасси изделий, изготовление зубчатых передач: цилиндрических, конических, прямозубых, конических с круговым зубом), ведущих мостов для больших городских автобусов и троллейбусов, запчастей к ним.

- штампов различных видов (формообразующих, обрезных, пробивных) весом до 6 тонн;

- технологической оснастки, режущего, мерительного и вспомогательного инструмента, литейных форм, пресс-форм, кокилей;

- формообразование резинотехнических изделий, неармированных и с арматурой (стандартные манжеты, кольца и под заказ);

- литье изделий из: алюминиевых сплавов под низким давлением размерами 800*600*600 мм массой до 200 кг; алюминиевых сплавов под высоким давлением массой до 4 кг, с площадью проекции отливки 130:590 см; пластмасс (полиамид, полиэтилен, полиформальдегид) на термопластавтоматах с объемом впрыска до 125 см3 (массой деталей до 120 г); полиуретана на основе смолы массой до 40 кг;

- теплозвукоизоляционное покрытие поверхностей различной конфигурации жестким пенополиуретаном марки ППУ-17Н;

- проводит гальванопокрытия - цинкование, хромирование (твердое и пористое), меднение, фосфатирование (защитное и под окраску), анодное окисление деталей из алюминиевых сплавов и т. д.

2. Основные технические решения по автоматизации существующей СУ

Управление приводами станка осуществляется посредством контроллера BOSCH CNC micro 8 (см. рис. 2.1). Рассчитанный микропроцессором код скорости двигателя через магистраль М и блок связи с магистралью СМ поступает в регистр РГ, откуда через схему оптронной гальванической развязки ОП подаётся на цифро-аналоговый преобразователь ЦАП. Напряжение на выходе преобразователя меняется в зависимости от подаваемого кода.

Рисунок 2.1 - Структурная схема станка



Рисунок 2.2 - Структурная схема контроллера приводов

Двигателем управляет привод ПР, представляющий собой управляемый тиристорный выпрямитель, напряжение с которого питает якорь двигателя ДВ. Тахогенератор ТГ, закреплённый на валу двигателя развивает напряжение, пропорциональное частоте вращения. Управляющее устройство привода сравнивает напряжение ЦАП и ТГ, по результатам сравнения определяет необходимое напряжение на якоре и в соответствии с этим устанавливает требуемую фазу зажигания тиристоров выпрямителя.

Связь с путевыми датчиками ПД осуществляется в целях слежения по пути режима работы привода, что необходимо для взаимосвязанной работы нескольких приводов подач при обработке заготовки. Устройство ЧПУ сравнивает заданный и реально отработанный каждым приводом путь по каждой из осей координат и в соответствии с этим через ЦАП регулирует скорость.

Наибольшее распространение в настоящее время получили фотоимпульсные круговые датчики, кинематически связанные с ходовыми винтами станка. Сигналы от путевых датчиков ПД, поступают в контроллер где через схему Оптронной развязки ОП поступают на дешифратор. При смене сигнала дешифратор вырабатывает импульс +1 или -1 в зависимости от направления перехода, которые поступают на реверсивный счётчик импульсов СЧ. Ближе к центру диска расположен штрих называемый нуль-меткой, этот сигнал используют при установке координат станка в исходное состояние.

Рассмотрим управление шпинделем при фрезеровании. Оно производиться в регулируемом режиме путём подачи на привод шпинделя напряжения, соответствующего требуемой частоте вращения двигателя. При этом шпиндель ещё оснащают ещё и путевым датчиком обратной связи. Его используют для реализации режимов, при которых скорость подачи зависит от частоты вращения шпинделя. Так при фрезеровании используется выражение подачи в величинах перемещения не за единицу времени, а за один оборот шпинделя.

2.1 Приборы и средства автоматизации

Для автоматизированной обработки заготовок применяется СУ BOSCH CNC micro 8.

2.1.1 Перечень регулируемых параметров. Контуры регулирования

· частота вращения электродвигателя привода подачи салазок;

· частота вращения электродвигателя привода вертикальной подачи шпиндельной бабки;

· частота вращения электродвигателя привода перемещения шпинделя вдоль оси шпиндельной бабки;

· частота вращения электродвигателя привода подачи стойки;

· частота вращения двигателя главного привода.

Рассмотрим работу главного привода (шпинделя).

Шпиндель приводиться во вращение электродвигателем постоянного тока (2 (см. рис 2.2)) через двух ступенчатую коробку скоростей. Изменение скорости вращения шпинделя достигается изменением скорости вращения электродвигателя и переключением зубчатых колёс главного привода. Частота вращения регулируется с помощью тиристорного преобразователя, а обратная связь осуществляется с помощью встроенного в двигатель тахогенератора.

Изменение скорости электродвигателя производиться в пределах:

· от 105 об/мин до 1250 об/мин с постоянной мощностью,

· от 5 об/мин до 105 об/мин с постоянным крутящим моментом.

Частота вращения двигателя главного привода контролируется с помощью встроенного тахогенератора.

Вращение на расточный и фрезерный шпиндель передаётся через:

· муфту и зубчатые пары на шпиндель по I-ой механической ступени, работающей с малым числом оборотов шпинделя и большими крутящими моментами;

· и по кинематической цепи на шпиндель по II-ой механической ступени, работающей с малым крутящим моментом и большими числами оборотов.

Вылет шпинделя (ось Z), т. е. его движение вперёд и назад осуществляется посредством электродвигателя привода перемещения шпинделя (3), положение контролируется с помощью кругового фотоэлектрического датчика соединённого через муфту с валом двигателя.

2.1.2 Перечень контролируемых параметров. Методы организации контроля

Станок имеет следующие контролируемые координаты:

«X» - перемещение салазок поперёк оси шпинделя;

«Y» - вертикальное перемещение шпиндельной бабки;

«Z» - перемещение шпинделя вдоль оси шпиндельной бабки;

«W» - перемещение стойки параллельно (вдоль) оси шпинделя;

Контролируемые параметры выводятся на монитор системы BOSCH CNC micro 8.

2.1.3 Перечень управляемых параметров. Логика, математика, алгоритмы управления

Станок имеет следующие управляемые параметры:

«X» - перемещение салазок поперёк оси шпинделя;

«Y» - вертикальное перемещение шпиндельной бабки;

2.1.4 Датчики обратной связи и исполнительные механизмы

В консольно-фрезерном станке ГФ2171 в качестве исполнительных механизмов применяются двигатели постоянного тока, технические характеристики которых приведены ниже.

1) Электродвигатель главного движения.

Тин - 4АМ132S4У3.

Номинальная мощность - 7,5 кВт.

Номинальное число оборотов - 1450 об/мин.

Род тока - переменный.

2) Электродвигатель гидростанции.

Тип - 4АМ90L4У3.

Номинальная мощность - 2,2 кВт.

Номинальное число оборотов - 1425 об/мин

Род тока - переменный.

3) Электродвигатель наладочного перемещения консоли.

Тип - 4АМ90L4У3.

Номинальная мощность - 2,2 кВт.

Номинальное число оборотов - 1425 об/мин

Род тока - переменный.

4) Электронасос охлаждения.

Тип - П-25М-УХЛ4.

Мощность - 0,12 кВт.

5) Электронасос смазки

Тип - АОЛ21-43Ф.

Номинальная мощность - 0,27 кВт.

Номинальное число оборотов - 1500 об/мин

Род тока - переменный.6) Электродвигатель подач координат X, Y

Тип - HG112B.

Момент - 17Н/м

Номинальное число оборотов - 1000 об/мин

Род тока - переменный.

7) Электродвигатель подач координат Z

Тип - HG112C.

Момент - 23Н/м

Номинальное число оборотов - 500 об/мин

Род тока - переменный.

Датчики обратной связи по осям X, Y, Z, W - фотоимпульсные датчики вращения, соединённые непосредственно с осью исполнительного двигателя.

Тип - ROD 2500.

Напряжение питания - 5 В.

Число импульсов на оборот - 1024.

Напряжение низкого и высокого логического уровней - U_L ? 0,45 В,

U_H ? 2,4 В.

Потребляемая мощность - 0,6 Вт.

Вид исполнения - IP64 (0°С - 70°С).

Для контроля частоты вращения двигателей применяются встроенные тахогенераторы, а для контроля положения круговые фотоимпульсные датчики типа ROD 2500, сигнал с которых проходит плату ЧПУ и поступает на измерительный преобразователь PIC.

2.1.5 Аппаратная база СУ. Структура СУ

Система управления BOSCH CNC micro 8 выполнена в модульном исполнении, включающем в себя следующие модули:

- логическую часть

- блок питания логической части

- панель обслуживания

Логическая часть (кассета для плат = Cardrack) включает в себя платы ЭВМ, платы интерфейсов, платы регулирующего контура, а также процессор PIC. Все подключения интерфейсов, провода измерительной системы и заданных значений доступны с передней стороны. Подключение при помощи клеммной планки или штекерного соединения, гнездо или штекер которых находятся на соответствующих платах.

Охлаждение логической части при помощи вентиляторов, находящихся под кассетой для плат (циркуляционное охлаждение). Перед вентиляторами помещен фильтр, препятствующий быстрому загрязнению плат. Типовая табличка находится на левой боковой стенке логической части.

Вес около 15 кг.

Блок питания логической части снабжает ее электроэнергией. При встройке од должен быть расположен непосредственно над логической частью. Блок питания охлаждается при помощи вентилятора (циркуляционное охлаждение).

Типовая табличка находится на левой боковой стенке кассеты для плат.

Вес около 10 кг.

Панель обслуживания размещается на панели обслуживания станка. На панели обслуживания находятся: дисплей, цифровой кассетный прибор Connection-Board и блок питания. На панели смонтирована клавиша аварийного выключения, гнёзда для подключения размыкателя и замыкателя находятся на клемной планке панели обслуживания. Панель имеет 2 вентилятора для охлаждения и не нуждается в отверстии для подвода воздуха. Панель можно монтировать в пространстве с углом стойки от 30 до 120 (но не в горизонтальном положении). Штекерные гнёзда для подключения приборов ввода-вывода данных находятся на задней стороне панели. Плёночная клавиатура имеет тип защиты IP 54.

Обмен данными между панелью и логической частью происходит последовательно через 8-жильный провод. Возможно удаление логической части от панели до 50 м. Connection-Board служит для подключения внешних приборов ввода-вывода и имеет следующие подключения:

- стандартный TTY, последовательно, линейный ток 20 мА;

- параллельный выход TTL для перфоратора;

- параллельный вход TTL для внешнего считывателя перфолент.

Вес около 20,5 кг.

Структура системы управления BOSCH CNC micro 8 представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Структура СУ BOSCH

При работе по заранее запрограммированному алгоритму обработки детали для перемещения в требуемое положение СУ с помощью регулятора положения задаёт скорость вращения электродвигателя силового блока. Для поддержания требуемой частоты вращения сигнал обратной связи снимается с тахогенератора, и поступает на регулятор скорости силового блока. А с кругового фотоэлектрического датчика сигнал обратной связи поступает на регулятор положения, который изменяет скорость вращения двигателя.

Управление главным приводом сводится лишь к поддержанию заданной частоты вращения.

2.2 Программное обеспечение

Программирование СУ BOSCH CNC micro 8 осуществляется согласно международной системе кодирования для станков с ЧПУ - ISO. Ввод данных осуществляется через панель управления, либо через считыватель с магнитной ленты.

Структура программы.

Программа представляет собой последовательность фаз обработки, она подразделяется на кадры. Эти кадры содержат информацию об условиях и длине перемещения и вспомогательные функции.

Кадр состоит из номера кадра, одного или нескольких слов и знака конца кадра (EOB - END OF BLOCK). Знак конца кадра обязателен. Максимальная длинна кадра - 100 знаков. В начале кадра должно стоять N-слово, в остальном последовательность любая.

Пример: N0120 G00 X100 Y100 M03 S10 $, где N0120 - номер кадра, G00 X100 Y100 M03 S10 - слова, $ - знак конца кадра.

Слово состоит из буквы адреса и последовательности цифр, означающих содержание слова. Можно программировать слова различной длинны, т.е. нужно записывать только те цифры, которые содержат информацию.

Структура кадра.

Структура кадра представляет собой запись адресов. Адрес слова изображается адресной буквой. Содержание слова изображается цифрами. Количество допустимых адресов и цифр зависят от конструкции системы ЧПУ. Один адрес можно программировать в одном кадре лишь один раз. Скобка ( означает активацию особой логики, скобка ) завершает этот процесс. Внутри скобок разрешены все знаки кроме EOB, LF, M02,M30, табулятора и возврата каретки.

Обзор адресов.

Наиболее часто используемые адреса приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Обзор адресов

Код ISO	Функция
X	Адрес оси X
Y	Адрес оси Y
Z	Адрес оси Z
U	Адрес параллельной оси
V	Адрес параллельной оси
w	Адрес параллельной оси
A*	Адрес угла при полярно-координатном программировании
A	Адрес угловая мера по X
В	Адрес угловая мера по Y
С	Адрес угловая мера по Z
I	Параметр интерполяции для круговой интерполяции

2.3 Питание системы управления: описание схем электропитания

Подключение к сети.

Отвод для подключения к сети системы управления следует сделать позади главного выключателя всей установки.

При выключенном ЧПУ энергоснабжение плат памяти "IPMEM" в логической части осуществляется от двух буферных батарей (буферное время ок. 1 года). При поставке системы управления батареи уже подключены.

Включение и выключение ЧПУ может кроме того управляться от блока питания логической части через подключение XI.7, XI.8. При замкнутом контакте ЧПУ включено, при разомкнутом выключено. При поставке ЧПУ соединительного моста между Х1.7 и XI.8 нет. Схема подключения к сети приведена на рисунке 2.4.

Условия подключения к сети приведены в таблице 2.4. Панель и блок питания логической части имеют внутреннюю защиту при помощи плавких предохранителей. Внешняя защита системы согласования - 10А.

Рисунок 2.4 - Схема подключения СУ к сети

Таблица 2.2 - Условия подключения к сети.

Напряжение подключения	220 В + 15% - 10%
Частота	48 - 62 Гц
Допустимые помехи в сети	Исчезновение напряжения в сети продолжительностью не более 20 мсек с частотой повторения 0,025 Гц.
Максимальное потребление мощности:
Блок питания логической части	300 вА
Панель	190 вА
Теплообменник	150 вА
Общее макс. потребление мощности	750 вА

3. Особенности выполнения работ по монтажу системы управления

3.1 Монтаж системы управления

Панель можно монтировать в пространстве с углом стойки от 30 до 120 (но не в горизонтальном положении). Штекерные гнёзда для подключения приборов ввода-вывода данных находятся на задней стороне панели. Плёночная клавиатура имеет тип защиты IP 54. На станке ГФ2171 панель смонтирована в стойке лифта - основном рабочем месте оператора. Прямые солнечные лучи затрудняют считывание информации с дисплея, поэтому их следует избегать, но при этом искусственного освещения должно быть достаточно для работы оператора за станком. Монтаж панели управления представлен на рисунке 3.1.

Логическая часть системы управления установлена на подвижной части станка. Под шкаф в котором она смонтирована должны быть подложены виброгасящие элементы. Монтаж логической части представлен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.1 - Монтаж панели управления



Рисунок 3.2 - Монтаж логической части

3.2 Размещение ДОС, исполнительных механизмов, измерительных преобразователей

Подключение датчиков.

В качестве датчиков обратной связи используются круговые датчики перемещения ROD 2500, соединённые через муфту с валом двигателя. Корпус датчика должен плотно прилегать к массе станка. Экран кабеля измерительной системы должен быть подключен с двух сторон. Напряжение питания в 5 В устанавливается на блоке питания логической части системы ЧПУ для всех датчиков вместе. Разница в длине отдельных проводов датчиков должна составлять макс. 15 м. При длине кабелей > 25 м на выходе кабеля датчика нужно установить 5,125 в RMS.

Подключение датчиков с ЕХЕ по спецификации Бош.

Кабель, ведущий от ЧПУ к датчикам/EXE, может быть поставлен Фирмой Бош. Со стороны ЧПУ на нем имеется 15-полюсный штекер D, а со стороны датчика 12-полюсное круглое гнездо типа "Souriau". Если ЕХЕ поставляется фирмой Бош, то ее кабель оснащен круглым штеккером типа "Souriau".

Платы интерфейсов.

Платы интерфейсов находятся в специальной кассете логической чисти. Входные платы (IN 48) имеют 48 входов, выходные платы (OUТ 48) имеют 48 выходов.

Состояние входных и выходных плат может быть изображено на дисплее (индикация IOS). Выбор дисплея происходит через код Альфа. Для систем управления с встроенным управлением согласования (PIC) применяются те же платы, что и для ЧПУ без PIC.

Платы интерфейсов должны питаться от внешнего напряжения 24 В.

Дополнительно к платам интерфейсов логической части можно непосредственно подключить к панели элементы управления и индикации.

Плата интерфейса JOG EXTERN позволяет подключить дополнительно внешнюю логику наладки. Плата МТВ I/O можно использовать на установках с PIC для активизации ламп и выключателей.

Плата INPUT (IN 48) (Входная плата).

Каждая входная плата может послать 48 входных сигналов на уровне 24 В через оптрон в NC. Параметры тока каждой входной ступени составляют 7,5 мА при 24В. Питание внешнее, осуществляется заказчиком, +24В/пост. тока.

Высокий уровень для активного входа: +18В до + 27,6 В.

Низкий уровень для неактивного входа: -1В до 6В или открыто.

Подключение входов приведено на рисунке 3.3.



Рисунок 3.3 - Подключение входов

Плата OUTPUT (OUT 48) (Выходная плата).

Каждая выходная плата может передать 48 выходных сигналов на уровне 24 В через оптрон в блок согласования.

Нагрузка выходных ступеней составляет 100 мА при длительном производстве и 300 мА при 20 мсек работы при 10 Гц. Выходы не защищены от короткого замыкания. Питание внешнее, осуществляется заказчиком, а именно: +24В/пост. Потреблении мощности холостого хода при +24 В каждого включенного выхода около 12,5 мА.

Подключение выходов приведено на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Подключение выходов

3.3 Монтаж электрических проводок

Прокладка кабеля для ЧПУ BOSCH CNC micro 8 модульного исполнения выполняется так чтобы кабели не зажимались и не перетирались во время работы станка. Прокладка кабеля в ЧПУ модульного исполнения приведена на рис. 3.6.

Подключение панели управления.

Связь панели с логической частью системы ЧПУ осуществляется при помощи специального 8-жильного провода передали данных. Его можно проложить вместе с кабелем, ведущим от сети к панели. Кабели плат "JOG EXTERN" и "МТВ I/O" прокладываются к штекерному подключению кратчайшим путем. Кабельный экран 8-жильного провода передачи данных и кабеля "JOG EXTERN" нужно закрепить клеммовыми пластинками на плате.

Подключение логической части.

Все кабели интерфейсов подключаются непосредственно на логической части на передней стороне плат при помощи штекерных клемм. Если сходимости сигналов не произойдет, напр., в случае отдельного подключения командоаппаратов (цифровой ввод-вывод через PC), то можно проложить неэкранированные отдельные провода. Эти провода должны лежать в предназначенных для этого каналах отдельно от силовых кабелей.

Рисунок 3.5 - Прокладка кабеля в ЧПУ модульного исполнения

3.4 Монтаж оборудования в помещении

Размещение системы управления BOSCH CNC micro 8 модульного типа должно быть выбрано так, чтобы все элементы обслуживания (выключатели, потенциометры, предохранители и клеммы подключения) находились бы не ниже 40 см, но и не выше 200 см над уровнем доступа.

Следует также предусмотреть свободное пространство для обеспечения доступа к системе управления для обслуживающего персонала. Не допускается установка отопительных элементов вблизи системы ЧПУ.

4. Предложения по модернизации и проектированию СУ

В настоящее время станок ГФ2171 комплектуется системой ЧПУ BOSCH, комплектом приводов и двигателей фирмы Siemens, измерительными системами ЛИР или Heidenhain, импортными защитами направляющих, импортной гидравликой и пневматикой.

На сегодняшний момент загрузка программ в ЧПУ BOSCH CNC micro 8 осуществляется вручную с панели управления, а станочные параметры и программы хранятся в оперативной памяти системы и на очень старой магнитной ленте. Работа оперативной памяти зависит от заряда двух батарей, в случае разряда которых загружать станочные параметры и программы придётся вручную в течение нескольких недель.

Во-первых стоит установить вместо батарей более надёжные аккумуляторы с блоком автоматической зарядки от сети.

Также возможно создание и встраивание считывателя на основе SD или MMC карт памяти, подключить которые можно через специально запрограммированную микросхему (например МК STM32) к параллельному входу-выходу TTL для перфолент. Использование MMC карт памяти позволит редактировать и хранить программы и станочные параметры на компьютере

4.1 Изменение состава управляемых и управляющих параметров. Модель черный ящик. Обоснование

При фрезеровании фрезой с большим износом возникают поперечные силы, которые могут повредить фрезу. Для предупреждения поломок возможно встраивание в шпиндельную бабку тензометрических датчиков для измерения сил резания.

4.2 Предложения по модернизации или проектированию СУ

В последние годы появилась целая гамма систем ЧПУ нового поколения, разработанных российскими специалистами и хорошо себя зарекомендовавшими. Это системы NC-200, NC-210, "Маяк", FMS-3000. Обладая почти такими же функциональными возможностями, как "SIEMENS" или "FANUC", они в несколько раз дешевле импортных, что делает их привлекательными для установки на отечественное оборудование. Широчайшие возможности импортных систем чаще всего остаются невостребованными, и нет смысла платить за то, чем никогда не будешь пользоваться.

Надежность же и ремонтопригодность наших систем находятся на должном уровне. Достаточно сказать, что большую часть комплектующих, необходимых для ремонта системы NC-200, можно приобрести в ближайшем магазине, торгующем оргтехникой и компьютерами.

Общие выводы по практике

1) За период практики был изучен станок ГФ2171 как объект автоматического управления технологическим процессом. Были определены регулируемые, контролируемые и управляемые параметры.

2) Ознакомился с технической документацией по станку ГФ2171, изучил монтаж основных узлов станка ГФ2171 и системы управления BOSCH CNC micro 8, изучил программное обеспечение системы управления BOSCH.

3) Предложил пути модернизации системы управления и подготовил отчёт.

На основании материала, рассмотренного в данном отчёте можно сделать вывод, что модернизация, то есть замена системы управления ЧПУ и электрооборудования на современную технику позволяет поддерживать и повышать общий технологический уровень эксплуатируемого на предприятиях оборудования, что приводит к улучшению качества труда.

Список используемой литературы

1. Технический паспорт станка ГФ2171 с ЧПУ BOSCH CNC micro 8

2. Оснастка для станков с УЧПУ. Кузнецов Ю.И., 1990г.

Размещено на Allbest.ru

...