Автоматизация станка ВЗ 205 ФЗ

  К классу III (Автоматизированные системы управления многоуровневые) относятся АСУ ТП, отъединяющие в своем составе АСУ ТП классов I и II, и реализующие согласованное управление отдельными технологическим установками или их совокупностью (цехом, производством).

 

1.5 Цель и задачи дипломной  работы

 

     Целью  дипломной работы является разработка  проекта автоматизации полуавтомата ВЗ -205ФЗ для изготовления режущего инструмента различной сложности.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

−   выбрать вариант автоматизации станка  ВЗ-205ФЗ;

−   разработать структурную схему автоматизации;

−   алгоритмы работы

− разработать узел шлифовальной головки полуавтомата для расширения возможностей изготавливаемого инструмента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Выбор методов и оборудования  с учетом предъявляемых требований

 

2.1 Требования к изготавливаемой продукции на производстве

 

    Требуемая точность обработки и надежность станка в работе в большой степени определяются правильным выбором режущего инструмента и вспомогательной оснастки для его закрепления.

К режущему инструменту для станков с ЧПУ, номенклатура которого практически не отличается от номенклатуры инструмента для традиционных станков, предъявляются повышенные требования по точности размеров и геометрической формы, качеству заточки режущих кромок, стойкости.

Точность обработки на станках с ЧПУ главным образом зависит от точности режущего инструмента. Стандартный режущий инструмент, применяемый на станках с ЧПУ, должен иметь следующие параметры точности. Нецентричность сердцевины не более 0,1 мм; радиальное биение от 0,03 до 0,1 мм; осевое биение режущих кромок от 0,04 до 0,08 мм; смещение поперечной режущей кромки от 0,04 до 0,08 мм.

Биение режущей части зенкеров и разверток не должно превышать соответственно от 0,03 до 0,05 и от 0,02 до 0,03 мм в зависимости от диаметра. Радиальное биение калибрующей части  разверток относительно оси хвостовика или посадочного отверстия не   должно   превышать  от  0,01 до 0,015 мм.

 

       2.2 Выбор наиболее подходящего варианта автоматизации полуавтомата

      

      В современных условиях процесс производства становится все более сложным, с каждым днем предъявляя все больше требований к технике, ее наличию на предприятиях и другим моментам, существенно ускоряющим производственную деятельность. Недостаточные возможности человеческих ресурсов, их низкая скорость работы вынуждают искать более качественные способы для повышения эффективности деятельности предприятий самых различных отраслей.

    На помощь человеку пришла автоматизация производства. Это процесс, при котором функции управления и контроля за работой на предприятиях были переданы в руки автоматическим устройствам и приборам. Тем самым повысилась не только эффективность труда, но и существенно улучшилось качество выпускаемой продукции и создались оптимальные условия для всех ресурсов производства.

     Автоматизацию производства принято делить на три основных вида: частичную, комплексную и полную. Первая означает, что часть функций по производству продукта остается в ведении человека, а часть – осуществляется в автоматизированном режиме. Комплексная автоматизация производства характеризуется управлением производственным процессом под руководством автоматизированных средств, рабочие только осуществляют контроль данной техники и обеспечивают безопасность и надежность работы. Полная автоматизация предоставляет право автоматическим средствам управления и контроля полностью взять на себя управление производственным процессом. Рассмотрим частичную и комплексную автоматизацию.

В комплексной автоматизации рассмотрим несколько многофункциональных станков:

 

          Резьбошлифовальный станок  NORMAC MX17

 

Новейший резьбошлифовальный станок Normac MX17, обеспечивающий гибкость, точность и быструю настройку. Отличается последними механическими и электрическими технологиями, включая гидростатические направляющие, ходовой винт и полимерную основу. Устройство управления разработано Normac, на основе встроенного ПК. Большинство резьбовых операций можно выполнять на станке, в том числе накатывание резьбы, шлифование фаски, шлифование конической резьбы, обработка резьбовых фрез, концевых фрез для черновой обработки, метчиков для накатывания резьбы и т.д. Быстрая перенастройка размеров и удобная загрузка.

 

Станок для изготовления и заточки режущего инструмента ANCA ТХ7+

 

Применение станин из полимербетона. Все исполнительные органы станка оснащены прямыми серводвигателями. Ось вращения шлифовального круга максимально приближена к оси поворота шпинделя. Наличие современного программного обеспечения, содержащего как стандартные циклы обработки: вышлифовка канавок из цельного материала, полировка канавок при переточке, вышлифовка наружного диаметра, переточка передней режущей кромки торца и т.д., так и позволяющего оператору создавать собственные циклы обработки. Весь процесс обработки может быть смоделирован до начала обработки заготовки на станке, при этом оператор  имеет возможность визуально наблюдать на экране системы ЧПУ весь  процесс и откорректировать программу. Такое преимущество снижает вероятность появления брака и исключает пробную обработку заготовок на моделях.

Шлифовальный станок с ЧПУ модели  HELITRONIC VISION

 

          Высокопроизводительный заточный станок с 5 осями с CNC-управлением специально для изготовления фрез, сверл, ступенчатых сверл, ступенчатых инструментов, инструментов для деревообработки, профильных резцов или профильных инструментов. Применяется при производстве точных инструментов для металла или дерева, VISION HELITRONIC является мировым

эталоном. Десятилетия проверенной опытом WALTER в оборудование, программное обеспечение и приложения знаний собрались вместе в этой машине. Его линейная технология делает его эффективным и очень продуктивным. Его прочная конструкция козловой в минеральных бетонных гарантирует идеальное, высокое точность инструмента поверхностей. Инструмент сложной геометрической конфигурации может обрабатываться в один зажим.

          В частичной автоматизации рассмотрим несколько систем ЧПУ:

 

Система ЧПУ SINUMERIK 840D solution line

 

SINUMERIK 840D sl представляет собой универсальную  и гибкую систему ЧПУ, расширяемую  макс. до 31 оси. Децентрализованная, легко  изменяемая, открытая система с  широким спектром функций может  использоваться практически для любой технологии; данная система устанавливает эталоны в динамике, точности и возможностях сетевой интеграции. Важной характеристикой SINUMERIK 840D sl является децентрализованная, полностью интегрированная в технологическую структуру привода SINAMICS S120 структура и коммуникационные связи. Программное и аппаратное обеспечение системы могут масштабироваться по отдельности.

Система ЧПУ FANUC 0i – MD

 

Фанук выпускает сервомеханизмы, работающие с высокой скоростью, точностью и эффективностью. FANUC 0i – MD подходит для обрабатывающих центров максимальное общее число управляемых осей: 8; максимальное число одновременно управляемых осей: 4;

Серводвигатели FANUC, двигатели шпинделя и сервоусилители αi серии подходят для всех видов обрабатывающих станков. Отличаются высокой надежностью и экономической эффективностью. Эти сервомеханизмы обладают

достаточной мощностью и функциональностью для подачи осей станков. Также они подходят для позиционирования промышленных установок и периферийного оборудования станков.

 

Система ЧПУ БАЛТ-СИСТЕМ NC-310

 

Устройство ЧПУ NC-310 представляет собой распределенное устройство ЧПУ, позволяющее приблизить аналоговые и цифровые входы/выходы к органам управления станочного оборудования. Отличаясь повышенной компактностью, все модели сервоприводов Sigma II снабжены импульсными и аналоговыми входами и поддерживают функцию автоматической настройки. Идеальное семейство сервоприводов для динамического управления. Шесть различных конструкций обеспечивают наличие полного диапазона серводвигателей для любых задач, требующих высокой мощности, скорости и производительности.

 На данный момент в машиностроении соревнование между мировыми поставщиками изготавливаемой продукции состоит не в количестве а в качестве изделий. Покупка нового оборудования (станки, многофункциональные центры) для предприятия не выгодна с экономической точки зрения. Автоматизация старого оборудования с помощью систем ЧПУ более актуальна т.к. экономически выгодна. Выбираем систему ЧПУ  фирмы "БАЛТ-СИСТЕМ" модель NC-310. Другие системы ЧПУ сложны в использовании дорогие в обслуживании.

           2.3 Описание структурной схемы технологического процесса

 

Технологический процесс изготовления режущего инструмента позволяет производить детали различной степени сложности.

Технологический процесс должен соответствовать требованиям, предъявляемым к качеству изделия режущего инструмента, в соответствии со всеми установленными параметрами изготовления. Технологический процесс изготовления режущего инструмента осуществляется при помощи УЧПУ; Процесс изготовления режущего инструмента осуществляется за одну установку          УЧПУ является программно управляемым устройством, имеет аппаратную и программную части. УЧПУ включает блок управления(БУ), станочный пульт (СП) и блок периферийных модулей (БПМ).БУ управляет работой УЧПУ и внешнего подключаемого оборудования. Структура БУ включает модуль управления, пульт оператора и блок питания. По каналу SSB осуществляется управление блоком/блоками периферийных модулей. Канал SSB позволяет подключать к БУ последовательно несколько БПМ. Управление внешними дополнительными устройствами ввода/вывода производится платой CPU через интерфейсы внешних устройств: RS-232 (COM1), FDD, LAN, PS/2, USB1.

Канал датчика касания платы контроллера SSB позволяют обеспечить связь с датчиком касания (Т) управляемого оборудования. Многофункциональный канал «422», образованный из сигналов последовательного канала RS-422 (COM2) платы CPU, сигналов канала электронного штурвала платы контроллера SSB и питания +12В, обеспечивает  связь со станочным пультом.

Структура ПО включает блок дисплея, блок клавиатуры, сетевой выключатель и плату индикации с индикаторами сетевого питания, вторичного

 

питания и ошибки УЧПУ. Управление дисплеем ПО осуществляется сигналами интерфейса LCD 24bit. Для управления алфавитноцифровой клавиатурой используется интерфейс EXKB. УЧПУ может работать либо с клавиатурой ПО, либо с внешней компьютерной клавиатурой. БП обеспечивает БУ и СП необходимым набором питающих напряжений. Питание от БП на составные части БУ и в СП поступает через плату контроллера SSB.

СП совместно с ПО обеспечивают выполнение всех функций управления и контроля в системе «ОПЕРАТОР-УЧПУ-ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ» как в автоматическом, так и в ручном режиме. В качестве элементов управления ПО и СП используются клавиши, кнопки и селекторы, а в качестве элементов контроля – дисплей и светодиоды. Эти элементы позволяют оператору управлять работой системы, вести с ней активный диалог, получать необходимую информацию о ходе управления объектом.

БПМ осуществляет связь БУ с объектом управления. В его состав входят блок питания POWER, модуль шины БПМ, набор интерфейсных модулей ECDA и I/O, управляющих периферийным оборудованием.

                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           Список используемых источников

1    Устройство 2С42-65. Руководство по эксплуатации.1991г.

2    Плата памяти для системы ЧПУ 2С42-65. Техническая документация.

Гомель "Элмис".

3 Устройство числового программного управления NC-310 Руководство по эксплуатации. Санкт-Петербург 2004г.

4   Каталог продукции Sysmac — 2013г. Единая платформа для автоматизации машин.

5   OMRON – продукты промышленной автоматизации 2013г.

6   СТП 101: Общие требования и правила оформления выпускных квалификационных работ, курсовых проектов (работ), отчетов по РГР, по УИРС, по производственной практике и рефератов. – М.: ОГУ, 2010г.

7     Материалы практических занятий.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            Приложение А

                                       Состав полуавтомата

 

                                                        главный вид

 

                                                            Вид сбоку