Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Электронные системы программного управления (ЭСПУ) являются универсальным средством управления станками. ЭСПУ применяют для всех групп и типов станков. Применение станков с ЭСПУ позволило качественно изменить металлообработку, получить больший экономический эффект. Обработка на станках с ЭСПУ, по отечественным и зарубежным данным, характеризуются: ростом производительности труда оператора-станочника благодаря сокращению основного и вспомогательного времени (переналадки); возможностью применения многостаночного обслуживания; повышенной точностью; снижением затрат на специальные приспособления; сокращением или полной ликвидацией разметочных и слесарно-подгоночных работ.

Опыт использования станков с ЭСПУ показал, что эффективность их применения возрастает при повышении точности, усложнений условий обработки (взаимное перемещение заготовки и инструмента по пяти-шести координатам), при многоинструментальной многооперационной обработке заготовок с одного установа и т.п.

Большое преимущество обработки на станках с ЭСПУ заключается также в том, что значительно уменьшается доля тяжёлого ручного труда рабочих, сокращаются потребности в квалифицированных станочниках-универсалах, изменяется состав работников металлообрабатывающих цехов.

Современное серийное производство немыслимо без оборудования с ЭСПУ. Выпуск станков непрерывно растёт, быстрыми темпами развивается и видоизменяется само числовое программное управление, что позволяет расширить технологические возможности оснащенного им оборудования, повысить точность обработки, сократить время отработки управляющих программ.

Многие предприятия страны с помощью станков о ЭСПУ решили некоторые сложные производственные, технические и экономические задачи и от внедрения отдельных станков перешли к комплексному перевооружению производства на базе этих станков. Повышение производительности труда, создание гибких переналаживаемых производств и в связи с этим сокращение затрат на освоение выпуска новых изделий, уменьшение объема доделочных работ на сборке, улучшение качества, решение проблемы дефицита в станочниках, особенно при использовании промышленных роботов (безлюдная технология), сокращение производственных площадей, транспортных и контрольных операций, уменьшение расходов на проектирование, изготовление и эксплуатацию зажимных приспособлений, вспомогательной оснастки и режущих инструментов, повышение культуры производства и улучшение условий труда -- вот перечень тех положительных сторон, которые приводят к достижению экономической эффективности при эксплуатации станков с программным управлением.

Широкое внедрение в машиностроение станков с системой программного управления поставило задачу подготовки квалифицированного персонала, участвующего в создании, освоении и обслуживании этой сложной техники. В указанных процессах принимают участие конструкторы, технологи, программисты, наладчики станков, операторы, специалисты ремонтных служб. Следует подчеркнуть особую роль наладчиков. Освоение нового станка с программным управлением и настройка его на обработку детали требуют от наладчика широкого круга знаний в различных областях техники, Эрудиция наладчика в теоретических вопросах должна сочетаться с умением решать чисто практические задачи по настройке станка. Наладчик должен уметь выявлять недочеты в управляющих программах и корректировать их, добиваясь при минимальных затратах времени наилучших результатов по производительности, точности обработки и расходу режущих инструментов. Особая ответственность лежит на наладчике в тех случаях, когда возникают неисправности в работе станка. Наладчик должен в кратчайшие сроки отыскать причину неисправности и принять меры к ее устранению своими силами или с привлечением специалистов из соответствующих служб.

Наладчик должен уметь читать текст управляющей программы по перфоленте, хорошо разбираться в сопроводительной технологической документации, знать управление большинством моделей станков определенного типа, уметь пользоваться чертежами и схемами механических, гидравлических, электрических и электронных устройств, знать методы и приемы технического обслуживания, гарантирующие надежность станков с ЭСПУ.

Таким образом, от наладчика в значительной степени зависит производительность и качество обработки, а также надежность работы оборудования.

Данный дипломный проект является завершающим этапом в освоении специальности 2-53 01 31. Темой проекта является разработка комплекса мероприятий по эксплуатации и наладке интерфейса канала связи ЭСПУ со станком, электроавтоматики и электропривода, согласно исходным данным. Дипломный проект включает комплекс вопросов, написание которых требует знания предметов, пройденных за весь период обучения. Благодаря, дипломному проекту мы получаем возможность, освежить и систематизировать те знания, которые были получены во время учебного процесса в гомельском государственном машиностроительном колледже.

1. НАЗНАЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ЭСПУ, ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Многоцелевой специальный станок модели ИР500ПМФ4 с контурной системой программного управления, автоматической сменой инструмента и столов-спутников предназначен для высокопроизводительной обработки корпусных деталей из различных материалов посредством сверления, зенкерования, растачивания отверстий по точным координатам, фрезерования по контуру с линейной и круговой интерполяцией, нарезания резьбы метчиками и др. Класс точности станка П (повышенный). Внешний вид станка представлен на рисунке 1.

Широкие диапазоны частоты вращения шпинделя и скоростей подач, наличие поворотного стола, высокая степень автоматизации вспомогательных работ расширяют технологические возможности станка и позволяют использовать их в составе гибких производительных систем.

Дискретный стол (число поз. град. - 120x3), габариты стола 500х500мм.

Рисунок 1.1 - Модель станка ИР500ПМФ4



Электронная система программного управления 2С42-65-14 состоит, главным образом из электронных элементов, не требующих обслуживание. Техобслуживания требуют механические части, обладающие ограниченным сроком службы.

Устройство ЭСПУ должно работать в стационарных цеховых условиях в закрытом, отапливаемом помещении, не содержащем агрессивных газов и паров в концентрациях повреждающих металл и изоляцию.

В системе ЭСПУ 2С42-65-14 имеется программируемый контроллер электроавтоматики (КЭ), находящийся в шкафу станка типа «Обрабатывающий центр» ИР500ПМФ4 с приводами подач и приводами главного движения типа MEZAMATIC. Также контроллер электроавтоматики имеет светодиодные индикаторы диагностики, благодаря которым можно определить ошибки и станочные неисправности.

Контроллер электроавтоматики служит для связи станка с системой ЭСПУ. Он обеспечивает управление дискретной электроавтоматики станка, а также содержит цифро-аналоговый преобразователь напряжения задания приводов, для обеспечения их управления. Контроллер электроавтоматики также принимает сигналы с различных датчиков станка, таких как бесконтактные датчики, а так же подаёт сигналы на работу различных узлов, например манипулятора, магазина инструментов и др. Контроллер электроавтоматики преобразует станочные сигналы в сигналы необходимые для работы стойки с ЭСПУ.

Вместе с ЭСПУ контроллер электроавтоматики обеспечивает логическую задачу (задача вспомогательных операций). К их числу относится автоматическая смена инструмента, управление переключениями приводов подач связанными с ограничениями рабочей зоны, управление переключением в приводе главного движения, управление зажимным приспособлением инструмента, охлаждением, смазыванием, перемещением ограждения. Все эти функции выполняются цикловой электроавтоматикой которая обеспечивает работу станка в заданных режимах, а также индикацию состояния электрооборудования станка, выход из аварийной ситуации хранение информации при отключении питания, защиту электрооборудования и др. При решении логической задачи в качестве исполнительной части выступают исполнительные цикловые механизмы объекта (станка), а функции управления автомата выполняет система электроавтоматики.

Рисунок 1.2 - Внешний вид ЭСПУ 2С42-65-14

Электропривод типа «Мезоматик-V» предназначен для приводов главного движения металлорежущих станков и других промышленных механизмов с числовым программным управлением и представляет собой электрический привод постоянного тока с двухзонным регулированием. Регулирование в первой зоне осуществляется при постоянстве предельно допустимого момента M=const при диапазоне регулирования D= 1:200, во второй зоне -- при постоянстве мощности P=const при D=l:3(5). Снижение допустимой мощности в третьей зоне объясняется ухудшением условий коммутации.

Электрический привод постоянного тока «Мезоматик-К» типа 1Р.AR.. предназначен для приводов подачи металлорежущих станков и машин для обработки давлением с ЧПУ. Привод входит состав сервомеханизма установки положения подачи. Привод можно применять и в обратной связи по скорости с ручным управлением.

Привод включен по трехимпульсной схеме с уравнительными токами. Высокомоментный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов, питается через якорь от реверсивного тиристорного преобразователя. Силовая часть преобразователя подключена к сети через питающий трансформатор,У привода с несколькими координатами между общим трансформатором и отдельными преобразователями включены коммутационные дроссели. Двигатель подключен одной клеммой к преобразователю через дроссели уравнительных токов, а другой - к выведенному узлу вторичной обмотки трансформатора.

Рисунок 1.3 - Схема электропривода “Мезоматик”: а - преобразователь управления якорем; б - преобразователь управления возбуждения

В состав электропривода MEZAMATIC-V входят:

* Преобразователь тиристорный типа FORMIK K1S3-V для питания якоря двигателя;

* Преобразователь тиристорный типа FORMIK K1D1-B для питания обмотки возбуждения двигателя;

* Электродвигатель постоянного тока серии V с диапазоном мощностей 3,7...45 кВт;

* Коммутационные дроссели типа LTE;

* Фильтр для подавления помех.

Конструктивно преобразователи выполнены по компактной блочной структуре, обеспечивающей простоту обслуживания и свободный доступ к контрольным точкам и элементам схемы. Степень защиты преобразователей 1Р00 предусматривает их размещение в электрошкафах.

В состав электропривода MEZAMATIC-К входят:

* Двигатель постоянного тока;

* Однокоординатный преобразователь;

* Двухкоординатный преобразователь;

* Коммутационный дроссель;

* Дроссель уравнительных токов;

* Питающий трансформатор;

* Фильтр для подавления помех;

Тиристорный преобразователь состоит из силовой части (2 антипараллельно соединенных выпрямителя, состоящих из тиристорных беспотенциальных модулей), цепей регулирования, управления и диагностики, вспомогательных для питания регулятора и синхронизации генератора зажигающих импульсов из сети.

Цепи регулирования содержат: обратную связь по скорости, цепь тока ограничения, зависимого от частоты вращения, цепь адаптации для изменения усиления усилителя частоты вращения.

Цепи управления содержат: генераторы зажигающих импульсов для тиристоров, цепи для обеспечения последовательности по времени подключения преобразователя к сети.



2. РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Логический анализ взаимодействия заданного блока ЭСПУ с технологическим оборудованием

Одним из основных устройств системы ЭСПУ является блок цифроаналогового преобразователя (ЦАП).

Субблок предназначен для преобразования поступающего на него числа в двоичном коде, пропорционального или равного рассогласования, в напряжение постоянного тока в диапазоне ±10В, который является задающим напряжением для регулируемого привода. Абсолютная величина входного разряда представляется четырнадцатью разрядами, дополнительно как знаковый используется старший разряд шестнадцатиразрядного слова.

Рисунок 2.1.1 - Блок-схема ЦАП

Во входных регистрах запоминается информация о величине (разряды МД00…МД13) и знаке (МД15) входного числа. Эта информация будет сохраняться в регистрах, и на привод будет выдаваться соответствующее ей напряжение на протяжении текущего таймерного интервала (10…14), до тех пор, пока в начале следующего интервала не произойдет её обновление.



2.2 Требования, предъявляемые к электроприводу, входящим в технологическое оборудование

Требования к электроприводам определяются технологией обработки, конструктивными особенностями станка, режущим инструментом, функциональными возможностями системы ЭСПУ.

Основные технологические требования заключаются в обеспечении: необходимых технологических режимов обработки с использованием современного режущего инструмента; максимальной производительности; требуемой точности обработки; высокой чистоты обрабатываемой поверхности (снижение шероховатости); повторяемости размеров деталей в обрабатываемой партии (стабильности).

При всем многообразии станков требования, предъявляемые к приводам станков, определяются, главным образом, не тем, к какой группе относится станок, а для какого движения предназначен привод. Для главного движения, подачи или вспомогательного, так как именно это определяет мощность и момент, способ регулирования скорости, диапазоны регулирования, необходимую плавность регулирования, требования к динамическим характеристикам, к жесткости механических характеристик и стабильности скорости.

Расширение технологических возможностей станков обеспечило возможность проведения на одном станке различных технологических режимов: фрезерование, сверление и растачивание или точение, сверление и растачивание и т.д., а освоение нового твердосплавного и керамического инструмента существенно повысило режимы обработки.

Расширение технологических режимов обработки на одном станке с использованием современного режущего инструмента привело к усложнению установленных электроприводов. Увеличению установленной мощности двигателя главного движения, вращающих моментов двигателей подач, расширению диапазонов регулирования скорости главного привода, рабочих подач и установочных перемещений, увеличению быстродействия всех приводов при управляющем и возмущающем воздействиях, ужесточению требований к стабильности и равномерности вращения электродвигателей всех приводов.

Требование повышения производительности также привело к увеличению мощности и максимальной скорости привода главного движения; к увеличению скорости быстрого хода приводов подач; увеличению максимальных рабочих подач; снижению времен разгона и торможения, позиционирования приводов подач и вспомогательных перемещений и ориентации шпинделя.

Удовлетворение требованиям снижения шероховатости и повышения точности при обработке и позиционировании ужесточило требования к электроприводам по значению погрешностей в установившихся и переходных режимах при различных возмущающих воздействиях, по расширению диапазона регулирования и увеличению чувствительности электроприводов по входному воздействию и нагрузке, по повышению равномерности движения, особенно при малых скоростях, по увеличению быстродействия при возмущении по нагрузке и при реверсе под нагрузкой на малой скорости.

Для обеспечения повторяемости размеров деталей в обрабатываемой партии и высокой точности позиционирования необходимо иметь высокостабильный привод с высокой равномерностью перемещения и апериодическим переходным процессом при изменении скорости.

Очень важным требованием к электроприводам станков с ЭСПУ, особенно при их работе в автоматизированном производстве, является обеспечение их высокой надежности как относительно сохранения параметров, так и безаварийности и ремонтопригодности. Повышению надежности работы электроприводов в значительной степени способствуют наличие технологических запасов по параметрам отдельных электронных элементов и схемным решениям, корректный монтаж электрооборудования, своевременное проведение профилактических мероприятий и установка необходимой системы диагностики, позволяющей быстро определять и устранять неисправности.

Появление низкоскоростных высокомоментных двигателей умеренных габаритов позволило существенно сократить механическую часть коробки подач, а в ряде случаев полностью ее исключить, установив исполнительный двигатель непосредственно на ходовой винт.

Исключение коробки подач привело к повышению мощности механической передачи, повышению КПД и снижению момента инерции электромеханического привода. В станках возросла составляющая от резания в общей нагрузке приводов подач. В большинстве современных станков нагрузка на двигатель при рабочих подачах без резания составляет не более 20--30% номинальной.

Рост составляющей от сил резания в общей нагрузке на привод подачи увеличил колебание нагрузки на электроприводе подачи при резании, что ужесточило требования к статической и динамической жесткости привода подачи.

Увеличение скорости быстрых перемещений и снижение скорости установочных перемещений привели к значительному увеличению диапазона регулирования. Максимальная рабочая подача современных многоцелевых станков составляет 30--50% скорости быстрых перемещений.

Полный диапазон регулирования подач в станках фрезерной, расточной и токарной групп составляет 100-10000, а в карусельных расширяется до 30000--40000. Теоретически диапазон регулирования привода подачи каждой оси в станках с ЭСПУ при контурном фрезеровании бесконечен (например, при обработке окружности). Реально минимальная подача ограничена чувствительностью электропривода.

Скорость быстрых перемещений зависит от характеристик механической части привода, возможностей ЭСПУ (в частности, от максимальной частоты сигнала управления приводом от ЭСПУ), дискретности управления, максимальной угловой скорости приводного электродвигателя, коэффициента редукции передачи от двигателя к механизму и других ограничений, вносимых ЭСПУ.

Минимальная скорость привода определяется технологическими требованиями, дискретностью управления и чувствительностью электропривода. Особо высокие требования предъявляются к динамическим характеристикам привода по управляющему и возмущающему воздействиям. Неудовлетворительные динамические свойства регулируемого электропривода, особенно при возмущении по нагрузке, являются причиной повышенной шероховатости поверхности, поэтому весьма важно обеспечить высокое быстродействие привода при сбросе и набросе нагрузки, а также реверсе двигателя под нагрузкой на самых малых скоростях.

Стабильность позиционирования и обработки в значительной степени зависит от стабильности электромеханической системы приводов подач, которая определяется стабильностью ее звеньев, и в первую очередь электропривода, датчика положения и ЭСПУ. Стабильность характеристик электропривода при достаточно большом коэффициенте усиления определяется стабильностью нуля входного усилителя регулятора и стабильностью датчика скорости -- тахогенератора. Наибольшая относительная нестабильность имеет место при малых скоростях, когда полезный сигнал соизмерим с дрейфом нуля усилителя и падением напряжения в щеточном контакте тахогенератора.

Другим фактором, влияющим на стабильность, а следовательно, и на идентичность параметров при обработке партии деталей, является характер переходного процесса по управляющему воздействию в замкнутых системах следящего и регулируемого электроприводов. При апериодическом переходном процессе при движении в одну сторону не происходит раскрытия люфтов в механических узлах, а также отсутствует влияние гистерезиса, что приводит к существенному повышению стабильности и точности позиционирования и обработки.

Установка во всех станках сверхточных, сверхбыстродействующих и сверхстабильных электроприводов сопряжена со значительными техническими трудностями и необоснованно высокими экономическими затратами.

В станках с контурной и контурно-позиционной ЭСПУ (классы станков ФЗ и Ф4) в механизмах подач применяются следящие электроприводы: в станках выпуска 60-х годов применялись разомкнутые электроприводы с шаговыми двигателями или электрогидравлические приводы с шаговыми двигателями.

Однако для расширения диапазона регулирования в этих и других станках в механизмах подач возможна установка так называемых автономных электроприводов с датчиками положения, установленными непосредственно на двигателях, с введением в преобразователе устройств для обработки сигналов датчиков и замыкания системы по пути.

В механизмах главного движения в большинстве станков установлены регулируемые электроприводы без обратной связи по положению, в отдельных станках применяются специальные системы ориентации шпинделя либо от мощного двигателя главного привода, либо от специального маломощного двигателя со следящим приводом, аналогичным приводам подач. Очень небольшое количество станков имеет следящий электропривод главного движения от основного электродвигателя.

2.3 Проанализировать и описать элементную базу электроавтоматики и датчиков, входящих в технологическое оборудования

Электроавтоматика станка предназначена для привода, агрегатов и механизмов, автоматического управления ими контроля состояния, технической диагностики и сигнализации. От четкости работы электроавтоматики зависит производительность и надежность станка.

На рисунке приведена структурная схема электроавтоматики станка с ЭСПУ. В состав электрооборудования входят электроприводы главного движения 1, подач 2, вспомогательный для создания вращающего и поступательного движения механизмов, датчики технологических параметров 4 и обратной связи 5 электропривода, преобразующие параметры электроприводов и пропорциональные им электрические сигналы.

Устройства диагностики и контроля 8 служат для контроля и индикации основных рабочих режимов, а также для защиты станка в аварийном режиме.

Вместе с системой ЧПУ контроллер электроавтоматики обеспечивает логическую задачу (задача вспомогательных операций). К их числу относится автоматическая смена инструмента, управление переключением в приводе главного движения, управление зажимным приспособлением инструмента, охлаждением, смазыванием, перемещением ограждения. Все эти функции выполняются цикловой электроавтоматикой которая обеспечивает работу станка в заданных режимах, а также индикацию состояния электрооборудования станка, выход из аварийной ситуации, защиту электрооборудования и др. При решении логической задачи в качестве исполнительной части выступают исполнительные цикловые механизмы объекта (станка), а функции управления автомата выполняет система электроавтоматики.

Элементами электроавтоматики служат электромагнитные гидравлические вентили, некоторые кнопки пульта станка, автоматические выключатели (автоматы) для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания, тепловые и температурные реле для защиты от перегрузок, контакторы и магнитные пускатели для дистанционного управления двигателями, а также

Устройства диагностики и контроля служат для контроля и индикации основных рабочих режимов, а также для защиты станка в аварийном режиме.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.3.1 - Структурная схема электроавтоматики станка с ЧПУ

Для управления станками в различных режимах и контроля состояния их механизмов служат пульт управления установленные в ЭСПУ. В зависимости от назначения, все элементы, входящие в состав электроавтоматики станка, подразделяются на:

Командные элементы:

- концевые выключатели (путевые выключатели);

Рисунок 2.3.2

- автоматические выключатели;



Рисунок 2.3.3

- коммутационные кнопки

Рисунок 2.3.4

Логические элементы:

- токовое реле;

Рисунок 2.3.5

- тепловое реле;

Рисунок 2.3.6

- реле напряжения;

Рисунок 2.3.7

- реле времени (после подачи напряжения на катушку КТ1 контакты 1 будут коммутироваться через определённую задержку времени, в случаи контактов 2 коммутация произведётся моментально и через задержку времени контакты вернутся в первоначальное состояние);

Рисунок 2.3.8

- командные контроллер (SM)

Защитные элементы:

- плавкие предохранители;

Рисунок 2.4.9

- автоматические выключатели

Рисунок 2.4.10

Эти электрические элементы характеризуются родом питающего тока, типом управляющих цепей, наличием или отсутствием подвижных частей.

Электроавтоматика станка оснащена бесконтактными элементами управления и содержит большое количество релейно-контакторной аппаратуры. К их числу относится автоматические выключатели (автоматы) для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания, тепловые и температурные реле для защиты от перегрузок, контакторы и магнитные пускатели для дистанционного управления двигателями, а также контактные путевые выключатели, применяемые для контроля передвижения рабочих органов станков.

2.4 Расчитать мощность, потрбляемую заданным блоком ЭСПУ

Для наглядности расчета мощности потребляемой заданным модулем УЧПУ составим таблицу, в которую включим наименование микросхемы, их количество, потребляемый ток, питающее напряжение и рассчитанную мощность. Мощность, потребляемая микросхемами одной серии, рассчитывается путем умножения количества микросхем данной серии на мощность потребляемой одной микросхемой этой же серии. Мощность одной микросхемы определяется формулой:

P = I_потU_пит.

Таблица 2.4.1

Расчет мощности субблока

Наименование микросхемы	Количество	Iпот.мА	Uпит. В	Pпот. мВт
К155ЛА3	1	27	5	135
К589ИР12	4	130	5	2600
КР531ЛА3	1	100	5	500
К155ИД4	1	40	5	200
КР140УД608	2	4	5	40

Итоговая мощность микросхем (субблока) 3475 мВт; 3,475 Вт

Рассчитанная мощность, потребляемая субблоком SB-449 ( цифро-аналогового преобразователя), примерно соответствует нормам, приведенным в технической характеристике данного модуля.

2.5 Разработать тест-программу для проверки заданного блока ЭСПУ

Надежность УЧПУ в значительной мере зависит от системы диагностирования, а также от системы контроля и исправления ошибок в памяти.

Входной контроль УЧПУ выполняется с помощью специального теста проверки исправности функционирования системы. Этот тест, реализуемый программно-аппаратными средствами завода-изготовителя УЧПУ, предусматривает временную установку платы контроля. Помимо входного контроля в процессе работы УЧПУ предусматривается выполнение тестов самодиагностирования двух видов: до начала рабочих режимов (резидентный тест); во время функционирования в фоновом режиме.

Резидентный проверяющий тест автоматически выполняет подробную диагностику узлов непосредственно после включения УЧПУ. Особенностью резидентного теста является полная его автономность по отношению к контролируемым функциональным узлам устройства ЧПУ, что позволяет обеспечить детальную проверку всех узлов устройства ЧПУ на функционирование. Обнаруженные неисправности в функционировании узла индикатируются на экране дисплея пульта управления в виде кодов ошибок или в расшифрованном тестовом виде. По окончании полного диагностического контроля устройства ЧПУ с помощью резидентного теста оператор получает возможность выбрать соответствующий режим работы.

Диагностический контроль в рабочих режимах выполняется во время, свободное от выполнения основных операций. При этом устройство ЧПУ автоматически переводится в фоновый режим выполнения диагностических тестов. В процессе проведения каждого теста последовательно решается ряд элементарных арифметико-логических задач. Полученные в процессе выполнения теста результаты сравниваются с константами, представляющими полученные ранее ответы и хранящиеся в памяти устройства ЧПУ.

Несовпадение результатов выполнения тестов с соответствующими константами рассматривается диагностической системой как ошибка функционирования (сбой, отказ) узла устройства ЧПУ. При этом на экран дисплея в зону комментариев выводится информация о ходе ошибки, которая позволяет локализовать неисправный узел или место в устройстве ЧПУ.

Запишем тест-программу для субблока SB-449 устройства ЧПУ 2С42-65-14.

Машинный код Язык Ассемблер

400 / 012702 M7: MOV # 1, R2

402 / 000001 MOV # 164042, R1

404 / 012701 M1: TST B @ # 160776

406 / 161001 BPL M1

410 / 105737 MOV # 167770, R5

412 / 160776 M4: MOV (R5) + , R3

414 / 100375 MOV (R5) + , R4

416 / 012705 JSR R7 @ # M2

420 / 167700 JSR R7 @ # M3

422 / 012504 INC R2

424 / 004737 CMP # 11, R2

426 / 000510 BNE M4

430 / 004738 MOV # 100, R0

432 / 000602 M5: MOV B # 40, (R1) +

434 / 000602 DEC R0

436 / 005202 BNE M5

440 / 022707 MOV # 11, R2

442 / 000011 TST @ # R7

444 / 001366 JSR R6, @ M5

446 / 012700 M2: MOV # 100, R0

450 / 000100 TST @ # R0

452 / 112721 MOV # 112721, 40

454 / 000040 TST @ # 112721

456 / 0007 3 BLR M2

460 / 0127 0 MOV # 10, R1

462 / 000010 TST @ R1

464 / 112721 MOV # 104, 112721

466 / 000104 TST @ R1

470 / 062702 ADD # 60, R2

472 / 000060 TST @ R2

474 / 110802 BRL M1

476 / 110221 MOV # R2, (R1) +

480 / 112721 JMP R1 @

482 / 112722 MOV @ 40, 112721

484 / 000040 TST @ R1, 112721

486 / 042702 JMP R2

490 / 000060 CLR 60, R2

492 / 000000 TST R2, @

494 / 010206 MOV # R2, (R6) +

496 / 010506 MOV # R5, (R6) +

500 / 005002 CLR R2

502 / 012705 MOV # 4, R5

504 / 000004 TST @ R5

506 / 052702 JMP R2 @

510 / 052705 JMP R5 @

512 / 005300 CMP # R2, R5

514 / 00000 RESET @



MOV # 1, R2 - Пересылка непосредственным методом адресации через

СК (счётчик команд) 1 в регистр R2.

TST @ # 160776 - Проверка содержимого ячейки 160776.

BPL M1 - Ветвление, переход на метку М1, при условии, если имеется

знак “+”.

MOV (R5) + , R3 - Пересылка автоинкрементным методом адресации

через РОН содержимого регистра R5 в регистр R3.

MOV (R5) + , R4 - Пересылка автоинкрементным методом адресации

через РОН содержимого регистра R5 в регистр R4.

JSR R7 @ # M2 - Перейти к подпрограмме по метке М2.

INC R2 - Прибавление 1 к содержимому регистра R2.

CMP # 11, R2 - Сравнение содержимого ячейки R2 с числом 11.

BNE M4 - Переход к М4, если результат ? 0.

MOV # 100, R0 - Пересылка непосредственным методом адресации

через СК (счётчик команд) 100 в регистр R0.

DEC R0 - Из содержимого регистра R0 вычитается 1.

BNE M5 - Переход к М5, если результат ? 0.

MOV # 11, R2 - Пересылка непосредственным методом адресации

через СК (счётчик команд) 11 в регистр R2.

TST @ # R7 - Проверка абсолютным методом через СК содержимого

регистра R7.

BPL M7 -Ветвление, безусловный переход по метке М7.

SUB # 1, R2 - Из содержимого регистра R2 вычитается 1.

JSR R6, @ M5 - Перейти к подпрограмме по метке М5.

CLR R2 - Очистка содержимого регистра R2.

TST @ R1 - Проверка косвенно-регистровым методом через РОН

содержимого регистра R1.

CMP # R2, R5 - Сравнение непосредственным методом через СК

содержимого регистра R2 с содержимым регистра R5.

RESET @ - Сброс.

2.6 Рассчитать надежность заданного блока ЭСПУ с использованием прикладной программы на ПЭВМ

2.7 Разработать алгоритмы поиска неисправностей в технологическом оборудовании

Под алгоритмом понимают последовательность выполнения логических операций необходимых для совершения некоторых действий или решения задачи.

Алгоритм может иметь словесное описание или реализован в виде структурной схемы. Схема алгоритма состоит из геометрических фигур и линий. Геометрические фигуры (блоки) соответствуют тем или иным шагам алгоритмического процесса, а направление линий определяет порядок выполнения блоков.

Для составления блок-схемы алгоритма, поиска неисправности применяются следующие блок схемы:

Размещено на http://www.allbest.ru/

- блок выполнения операций (действий) по обработке данных, текст внутри блока является кратким описанием этого.

Размещено на http://www.allbest.ru/

- блок проверки выполнения условия с целью принятия решения о направлении последующего кода вычислений. Внутри блока описывается условие, подлежащее проверке в той точке схемы алгоритма, где размещается данный блок. Возможные результаты проверки указываются на линиях, выходящих из блоков.

Размещено на http://www.allbest.ru/

- блок печати и конца алгоритма.

Алгоритм, состоящий из блок-схем, дает полное представление о работе той или иной системы. Опираясь на технологическую документацию, можно составить алгоритм по нахождению заданных неисправностей.

Вначале рассмотрим неисправность 1 (при вводе задания скорости шпинделю и последующем пуске станка, происходит отключения электропривода главного движения). Алгоритм неисправности приведён на рисунке 2.7.1.

Опираясь на алгоритм поиска неисправности для устранения неполадок в работе технологического оборудования, я должен произвести следующие действия:

1. Проверить исправность автоматического выключателя главного привода.

2. Проверить исправность силовой части тиристоров.

3. Проверить фазы.

4. Проверить блок платы А14.

5. Проверить поступление сигнала на тахогенератор.

При обнаружении неисправности в выше указанных пунктах и проведении ремонтных и наладочных работ, данная неисправность будет устранена.

Рисунок - 2.7.1 Алгоритм поиска неисправности (отключения электропривода главного движения)

Неисправность 2 (нет соответствия заданному и действительному значения числа оборотов шпинделя). Алгоритм неисправности приведен на рисунке 2.7.2.

Опираясь на алгоритм поиска неисправности для устранения неполадок в работе технологического оборудования, я должен произвести следующие действия:

1. Проверить исправность тахогенератора.

2. Проверить исправность ЧАП стойки.

3. Проверить исправность регулятора тока.

При обнаружении неисправности в выше указанных пунктах и проведении ремонтных и наладочных работ, данная неисправность будет устранена.

Рисунок - 2.7.2 Алгоритм поиска неисправности (нет соответствия значению числа оборотов)



3. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Разработать и описать методы поиска неисправностей и восстановление работоспособности технологического оборудования с использованием контрольно-измерительных приборов и диагностического оборудования

Немаловажное значение при эксплуатации станков с ЭСПУ имеет надёжная работа электронной схемы станка и взаимозаменяемость электронных блоков, а также и других узлов и блоков станка. Поэтому при обслуживании таких станков необходимо иметь достаточное количество резервных блоков и узлов, чтобы устранить наладочные работы на станке и тем самым сократить потери времени при восстановлении ЭСПУ. Но при этом необходимо иметь или целиком повторенную ЭСПУ, или специализированные наладочные и испытательные стенды, позволяющие производить наладку и регулировку узлов и блоков вне системы станка.

Наладка и испытания элементов, узлов и блоков ЭСПУ содержат в себе операции подрегулировки или настройки. Нельзя изменить данные, например, полупроводникового устройства, так как все элементы, влияющие на характеристику, например, полупроводникового транзистора, закрыты герметическим корпусом. Но, очевидно, можно изменить характеристику такого элемента системы, как электромеханический преобразователь, у которого изменением натяга пружин или мембран можно изменить тяговую характеристику.

К общим вопросам подготовки и проведения наладочных и испытательных работ по узлам и блокам аппаратуры ЭСПУ можно отнести подбор измерительных приборов, внешний осмотр, проверку работоспособности, контрольные измерения и снятие характеристик.

Для испытания элементов, узлов и блоков ЭСПУ в лабораториях исследовательских институтов и крупных заводов обычно применяют специальные контрольные устройства и стенды. Разрабатываются компактные переносные устройства для испытания и настройки узлов и блоков ЭСПУ вне станков. По мере появления таких устройств на предприятиях, эксплуатирующих станки с ЭСПУ, наладчики должны их осваивать и применять в своей практической работе. В ходе испытаний элементов, узлов и блоков аппаратуры ЭСПУ необходимо понимание ее основных свойств, без чего нельзя обеспечить качественную режимную наладку этих устройств. Освоение методики испытаний поможет также обеспечить квалифицированное профилактическое обслуживание новых видов оборудования и облегчить отыскание возможных повреждений в ЭСПУ. При введении в действие ЭСПУ с электронными блоками проверяется их пригодность и подвергаются контролю общие характеристики блоков и отдельных элементов. Однако контроль отдельных элементов во многих случаях недостаточен для настройки рабочих режимов ЭСПУ, отыскания повреждений, подбора резервных элементов и проверки заводских технических данных. Необходимы также знания приёмов испытания и снятия характеристик с электронной аппаратуры.

В большинстве электронных схем ЭСПУ применяются полупроводниковые приборы. Схемы с полупроводниковыми элементами собираются путем пайки, и отключение отдельных элементов при проверке можно считать нецелесообразным. Сопротивления и ёмкости, не отсоединенные от схемы, измеряют обычными методами, однако наличие общих цепей с полупроводниковыми приборами (транзисторами, диодами), вносит существенные затруднения. Во время измерения сопротивлений подключение прибора должно производиться таким образом, чтобы полярность источника питания была встречной по отношению к проводящим цепям транзистора или диода и чтобы величина напряжения была значительно ниже допустимого для них обратного напряжения. Если параллельно сопротивлению подключена емкость, то отсчет должен производиться после того, как закончится процесс зарядки конденсатора. Измерение емкости, включенной параллельно сопротивлению, можно производить методом вольтметра-амперметра с последующим учетом активной составляющей тока, проходящего через сопротивление. Более простым является измерение с помощью моста, у которого параллельно варьируемой емкости подключено сопротивление. Без разрыва цепей величины токов могут быть определены только расчетным путем по данным измерения напряжений на известных установочных сопротивлениях. В тех случаях, когда для измерения тока приходится включать амперметр, распаивать схему рекомендуется не непосредственно у полупроводникового прибора, а в цепях, удаленных от него, во избежание излишнего нагрева полупроводникового элемента.

Проверку исправности интегральной микросхемы начинают с измерения постоянных и импульсных напряжений на их выводах. Чтобы избежать случайных замыканий близко расположенных выводов микросхемы, рекомендуется подсоединять щупы измерительных приборов не к этим выводам, а к связанным с ними печатным проводникам или к радиоэлементу. Если результаты измерений отличаются от требуемых, то следует установить причину: дефекты в подсоединённых к интегральной микросхеме радиоэлементах, отклонение их значений от номинальных, источник, откуда поступают необходимые импульсные и постоянные напряжения, или неисправность самой интегральной микросхемы.

Нельзя проверить исправность интегральной микросхемы методом замены, если для этой цели она должна быть выпаяна из печатной платы.

Выпаянную интегральную микросхему не рекомендуется устанавливать вновь, даже если проведенная проверка показала её исправность. Такое требование объясняется тем, что из-за повторного перегрева выводов не гарантируется её безотказная работа.

Для облегчения демонтажа установку интегральной микросхемы на плату рекомендуется производить с зазором не менее 3мм между корпусами, а также между интегральной микросхемой и платой. При выполнении электрического монтажа интегральной микросхемы необходимо соблюдать меры предосторожности.

Монтаж интегральной микросхемы следует выполнять на столе, поверхность которого покрыта хлопчатобумажным материалом или антистатическим линолеумом. Рабочий инструмент (стержень) паяльника и корпус (общую шину) радиоаппарата следует заземлять или электропаяльник включать в сеть через трансформатор, так как во время пайки возникновение токов утечки между стержнем паяльника, включенного в сеть, и выводами интегральной микросхемы может привести к выходу её из строя.

Пайку интегральной микросхемы целесообразно производить специальным групповым электропаяльником для одновременного прогрева всех её выводов. Время пайки должно быть не более 3с. Допускается поочередная пайка выводов. При этом интервал между пайками соседних выводов должен быть не менее 10с. Для пайки выводов интегральной микросхемы используют припои марки ПОСК-50-18 или ПОС-61.

В общем случае программа наладки и испытания электронных систем станков с ЭСПУ включает в себя следующие элементы работ.

1. Внешний осмотр.

2. Проверку правильности включения в схеме элементов и проверку их монтажа.

3. Испытание изоляции на электрическую прочность и измерение сопротивления изоляции.

4. Измерение величин и формы напряжений и токов в элементах электронной схемы.

5. Снятие рабочих характеристик (коэффициента усиления, искажения сигнала, фронта сигналов др.).

6. Контрольную нагрузку схемы на исполнительный элемент или его эквивалент.

7. Запись результатов измерений и проведенного испытания в специальную карту.

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ

4.1 Основные определения ресурсо- и энергосбережения

Необходимым условием развития современного государства является его способность обеспечить высокий уровень эффективности производства. Сфера хозяйствования - вот что в основном обеспечивает удовлетворение потребностей страны. Республика Беларусь, не располагая достаточными природными топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР), вынуждена закупать около 85% потребляемых ТЭР. Это делает экономику зависимой от внешних поставщиков и уязвимой по отношению к резким колебаниям цен на энергоресурсы.

В то же время затраты на топливно-энергетические ресурсы при производстве валового внутреннего продукта в республике заметно выше, чем в развитых странах Европы, Америки, Азии.

В этих условиях проблема экономного потребления энергоресурсов (или более точно - эффективного использования закупаемого, производимого и добываемого в республике топлива), т.е. проблема энергоэффективности или энергосбережения является одной из первоочередных. Это важный приоритет государственной политики и, понятно, направление в развитии экономики, дающее заметные финансовые выгоды для общества в целом и для каждого жителя Беларуси.

С целью снижения энергопотребления была издана Директива Президента РБ №3 от 14 июня 2007 г. «Экономия и бережливость - главные факторы экономической безопасности государства» о снижении энергопотребления и переходе на собственные возобновляемые источники энергии.

Энергосбережение - не самоцель, это один из путей повышения эффективности нашего народнохозяйственного комплекса, это, по сути, еще один «источник энергии» для страны, не бесплатный, но на данном этапе один из самых дешевых.

Суть энергосбережения - не в ограничении потребления ТЭР, а в эффективном использовании энергоресурсов (за счет внедрения новых современных технологий, оборудования и материалов; исключения потерь и т.п.) при одновременном улучшении условий жизни человека и условий хозяйствования предприятия.

Закон Республики Беларусь "Об энергосбережении" определяет следующие основные понятия:

Энергосбережение - организационная, научная, практическая, деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации;

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике;

Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов - использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства;

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии - источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов;

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) - энергия, получаемая в ходе любого технологического процесса в результате недоиспользования первичной энергии или в виде побочного продукта основного производства и не применяемая в этом энергетическом процессе.

Энергетика - область человеческой деятельности, связанная с производством, передачей потребителям и использованием энергии.

В мире наиболее развито производство электроэнергии, что обусловлено совершенством и сравнительной простотой преобразователей этой энергии в механическую, тепловую и другие виды энергии, управляющей ее мощностью аппаратуры, возможностью транспортировки и дробления для использования многими разнородными потребителями, а также экологической чистотой использования электроэнергии в подавляющем большинстве производств. Пожалуй, к недостаткам электроэнергии следует отнести несовершенство и громоздкость устройств для хранения и накопления электроэнергии, а также серьезную опасность для человека, обусловленную тем, что человек не имеет органолептического восприятия электрического напряжения.

Поскольку большая часть электроэнергии вырабатывается на теплоэлектростанциях, к энергетике относят и топливодобывающие предприятия. Обычно рассматривают топливно-энергетический комплекс страны. Энергосбережение направлено на экономное расходование топливно-энергетических ресурсов, запасы которых на земле ограничены.

4.2 Определение технологической нормы расхода электроэнергии на 1 нормо-час по механическому цеху

В механических и сборочных цехах нормы расхода устанавливаются на единицу производимой цехом работы (продукции), измеряемой в нормо-часах.

Для автоматизированных участков, на которых расход электроэнергии не связан прямо с затратами живого труда - в качестве единицы измерения продукции (работы) принимается 1 станко-час.

При расчете норм расхода все оборудование цеха разбивается на технологические группы. При разбивке оборудования на группы учитывается не только общее назначение оборудования по видам обработки (токарные, фрезерные и т.д.).

Норма расхода электроэнергии по группе станков в общем виде определяется в на единицу продукции:

(4.2.1)

Где:

- номинальная (установленная) мощность электродвигателей у станка i - группы, кВт:

- количество станков в группе;

- коэффициент использования мощности;

- годовой объем выпуска продукции;

- средневзвешенный к.п.д. электродвигателей станков;

- число часов работы оборудования за учитываемый период (полезное время);

,(4.2.2)

Где:

- трудоемкость изготовления единицы изделий, норма-часов;

К- количеств изготовленных изделий, шт.

Норма расхода электроэнергии на производство единицы продукции (работы) при механическом виде обработки складывается из норм расходаэлектроэнергии по токарной, сверлильной, фрезерной, шлифовальной и другие группы оборудования и рассчитывается в (кВт•ч/ед) продукции по формуле:

(4.2.3)

Где:

- норма расхода электроэнергии на производство продукции по i-ой группе оборудования;

- объём выпускаемой продукции на i-ой группе оборудования;

- количество групп.

Расход электроэнергии на всю производственную продукции (кВт•ч):

(4.2.4)

Таблица 4.2.1

Технологическое оборудование

Номер	Вид оборудования	Кол-во, шт	Р уст группы, кВт	К исп	Трудоёмкость единицы, нормо-час	Выпуск продукциишт
1	Горизонтально-фрезерной станок	25	247,5	0,12	2,6	1000
2	Шлице-фрезерный станок	41	467,4	0.12	1,2	2000
3	Вертикально-фрезерный станок	27	332,1	0,12	2,6	1500
4	Продольно-фрезерный станок	15	367,5	0,12	1,2	2500
5	Продольно-фрезерный станок	19	589	0,12	2,6	3000
6	Токарно-винторезный станок	22	261.8	0,14	1.5	1000
7	Токарно-винторезный станок	44	871,2	0,14	1,8	2000
8	Токарно-револьверный станок	43	395,6	0,14	1,5	1500
9	Токарно-револьверный станок	21	518,7	0,14	1,8	2500
10	Токарно-вертикальный станок	19	1170,4	0,14	1,6	3000
11	Радикально-сверлильный станок	20	116	0,14	2,1	1000
12	Радикально-сверлильный станок	25	307,5	0,14	2,6	2000
13	Вертикально-сверлильный станок	30	123	0,14	2,1	1500
14	Вертикально-сверлильный станок	35	595	0,14	2,6	2500
15	Вертикально-сверлильный станок	32	236,8	0,14	1,2	3000
16	Кругло-шлифовальный станок	18	234	0,17	4,2	1000
17	Кругло-шлифовальный станок	20	648	0,17	5,1	2000
18	Горизонтально-проточной автомат	25	1070	0,17	4,6	1500
19	Зубодолбежный полуавтомат	22	244,2	0,17	3,9	2500
20	Зубодолбежный полуавтомат	24	110,4	0,17	4,5	3000

Рассчитаем годовой выпуск продукции:

П=(2,6•1000•25)+(1,2•2000•41)+(2,6•1500•27)+(1,2•2500•15)+

+(2,6•3000•19)+(1,5•1000•22)+(1,8•2000•44)+(1,5•1500•43)+(1,8•2500•21)+

+(1,6•3000•19)+(2,1•1000•20)+(2,6•2000•25)+(2,1•1500•30)+(2,6•2500•35)+

+(1,2•3000•32)+(4,2•1000•18)+(5,1•2000•20)+(4,6•1500•25)+(3,9•2500•22)+

+(4,5•3000•24)=2535550 ед. в год.

Найдём норму расхода электроэнергии на производство одной единицы изделия на все группы станков в общем виде:

Hi=((0.12•247.5•25)+(467.4•0.12•41)+(332.1•0.12•27)+(367.5•0.12•15)+

+(589•0.12•19)+(261.8•0.14•22)+(871.2•0.14•44)+(395.6•0.14•43)+

+(518.7•0.14•21)+(1170.4•0.14•19)+(116•0.14•20)+(307,5•0.14•25)+

+(123•0.14•30)+(595•0.14•35)+(236,8•0.14•32)+(234•0.17•18)+

+(648•0.17•20)+(1070•0.17•25)+(244,2•0.17•22)+(110,4•0.17•24))•8ч

ч0.3•2535550=0,358кВт/ед.

Расход электроэнергии на всю производственную продукцию:

W=0,358•2535550 = 907725,8 кВт\ч.

4.3 Расчет тепловой энергии на отопление и вентиляцию цеха

Расход теплоэнергии на отопление и вентиляцию зданий и сооружений определяется исходя из индивидуальных отраслевых норм расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, работы обогрева каждого отдельного здания, а так же средней температуры наружного воздуха за отопительный период и продолжительности работы отопления за год.

Расход тепловой энергии на отопление зданий определяется по формуле:

(4.3.1)

Где:

- удельная тепловая характеристика зданий, ккал/м^3•сут•С⁰;

W- работа на обогрев здания, м•сут•С⁰

Работа обогрева здания определяется по формуле:

(4.3.2)

Где: V- наружный строительный объем здания, м³;

- нормируемая температура воздуха внутри помещения(18С⁰);

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период(-1,6 С⁰);

n - продолжительность работы отопления ( для Гомеля 194 дня).

Норма расхода тепловой энергии на обогрев равна:

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Определение трудоёмкости капитального ремонта станка с ЭСПУ

Трудоемкость--время необходимое для выполнения капитального ремонта. Трудоемкость капитального ремонта рассчитывается по формуле:

Т = Т_мех. + Т_{электр.} + Т_{электрон.}(1)

где:Т_мех. - трудоёмкость выполнения капитального ремонта механической части;

Т_{электр.} - трудоёмкость выполнения капитального ремонта электрической части;

Т_{электрон.} - трудоёмкость выполнения капитального ремонта электронной части.

В свою очередь Т_мех., Т_{электр.}, Т_{электрон.} рассчитываются следующим образом:

Т_мех. = ЕРС_мех. * Н1; (2)

Т_{электр.} = ЕРС_{электр.} * Н2; (3)

Т_{электрон.} = ЕРС_{электрон.} * Н3. (4)

где:

ЕРС_мех. - единица ремонтной сложности механической части(67);