Система УЧПУ SINUMERIC 820C для контроля работы металлорежущего оборудования

Содержание

Введение

Основная часть

Система УЧПУ SINUMERIC 820C для контроля работы

металлорежущего оборудования

1 Анализ контроля работы металлорежущего оборудования с системой

SINUMERIC 820 c

1.1 Общие сведения о системе управления оборудования с ЧПУ

1.2 Электрические схемы и выполнение монтажных работ

1.3 Чтение электрических принципиальных схем

2 Проектирование системы SINUMERIC 820 c для управления металлорежущим

Оборудованием на примере станка CNG 40 CNC E

2.1 Вводная часть

2.2 Средства проверки

2.3 Методы проверки

2.4 Требования безопасности

2.5 Технические мероприятия

2.6 Процедура проведения проверки

2.7 Проверка под напряжением схем управления, автоматики, сигнализации

3 Описание металлорежущего оборудования и системы SINUMERIC 820c

на примере CNG 40 CNC E

3.1 Техническое описание компонентов

3.2 Индикация led и другие элементы управления на СЧПУ

4 Расчет технико – экономической эффективности

4.1 Сумма годовых амортизационных отчислений до и после модернизации

4.2 Основные рабочие

4.3 Время простоя оборудования за год до и после модернизации

4.4 Ремонтные рабочие

4.5 Начисление в социальное страхование

4.6 Затраты на силовую энергию

4.7 Затраты на дорогостоящую технологическую оснастку

4.8 Затраты на ремонт и содержание станка

4.9 Экономический эффект

4.10 Срок окупаемости

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Приложения А. Ведомость дипломного проекта

Введение

Важной составляющей любой автоматизации на производстве являются технологические процессы (ТП), которые должны обеспечивать высокую производительность, надежность, качество и эффективность изготовления изделий.

Характерной особенностью современного развития техники является широкое внедрение методов и средств автоматики, вызванное переходом на автоматизированное и автоматическое управление различными производственными и технологическими процессами, создание гибких производственных модулей, систем, комплексов и тому подобное. В условиях современной экономики автоматизация является одним из основных направлений технического прогресса. И, конечно, улучшение эффективности и качества проектируемых АСУ, САУ, ГПМ, ГПС. невозможно без повышения надежности технических средств управления (ТСУ).

Основа автоматизации технологических процессов — это перераспределение материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления.

Основными целями автоматизации технологических процессов являются:

Повышение эффективности производственного процесса.

Повышение безопасности.

Повышение экологичности.

Повышение экономичности.

Достижение целей осуществляется посредством решения следующих задач:

улучшение качества регулирования;

повышение коэффициента готовности оборудования;

улучшение эргономики труда операторов процесса;

обеспечение достоверности информации о материальных компонентах, применяемых в производстве (в том числе с помощью управления каталогом);

хранение информации о ходе технологического процесса и аварийных ситуациях.

Автоматизация технологических процессов в рамках одного производственного процесса позволяет организовать основу для внедрения систем управления производством и систем управления предприятием.

Рассматриваемая система УЧПУ SINUMERIK 802С за многие года своего существования и модернизации превосходно зарекомендовала себя и утвердилась на рынке разнообразного оборудования в металлобработке. Программное управление состоит из ряда устройств, предназначенных для выполнения определенных функций: программоноситель, на котором записана программа работы исполнительных органов оборудования; устройства ввода программы; считывающего устройства, способного воспринимать символы программы и преобразовывать их в электрические сигналы управления; преобразующего устройства, отрабатывающего рабочие команды для движения исполнительных органов станка; привода исполнительных органов станка; системы обратной связи, осуществляющей контроль соответствия выполняемого движения исполнительных органов запрограммированным параметрам. Во время планирования продукта определяются его возможные воздействия на окружающую среду: следовательно многие изделия автоматизации отвечают требованиям Директивы ЕС RoHS (Restriction o fHazardous Substances), а производственные комплексы сертифицированы по DIN EN ISO 14001. Наилучшим примером этого является система SINUMERIC820С для управления металлорежущим оборудованием на примере станка CNG 40 CNC E.

Система современных промышленных механизмов включает комплекс различных систем: устройства ЧПУ, миниЭВМ, периферийное оборудование, электроприводы вспомогательных механизмов, подачи и главного движения, силовое оборудование, датчики, измерительные устройства, а также устройства электроавтоматики, осуществляющие управление и координацию работы механизмов. Поэтому, выпускники средних учебных заведений, специализирующиеся в области проектирования и эксплуатации электрооборудования станков, промышленных роботов, автоматических линий, должны знать основы электротехники, автоматики и прикладной вычислительной техники, должны уметь пользоваться технической литературой, должны разбираться в принципиальных схемах управления механизмами. Особенно важно в связи с прогрессом в области электроники, оказывающим большое веские на электрооборудование.

Металлорежущее оборудование общего назначения можно разделить на станки, обрабатывающие корпусные детали и детали типа тел вращения, а также выделить еще своеобразную группу станков со сложной кинематической структурой – станки для обработки поверхностей зубьев колес, червяков, реек и др. подобных деталей.

Каждый из подобных станков состоит из устройств, которые, взаимодействуя, выполняют или способствуют выполнению той работы, для которой предназначен данный станок. Однако можно найти для них общие функциональные черты. По назначению, характеристикам и принципам работы, а значит и по управлению можно выделить следующие группы исполнительных устройств:

Формообразующие устройства – рабочие органы станка, связанные с формообразованием изделий и процессами позиционирования, то есть передвигают заготовку (или инструмент) по программируемым координатам во время обработки или перед обработкой. Отличительным свойством данной группы является то, что траекторию и путь движения можно изменять в зависимости от вводимой программы.

Манипулирующие устройства – предназначены для выполнения постоянных команд, связанных с автоматическим циклом работы оборудования. Они изменяют режимы резания, направления и скорости перемещения механизмов станка, управляют охлаждением, сменяют режущий инструмент или заготовку, закрепляют их, транспортируют и складируют. Момент ввода в действие и последовательность их работы могут быть различными. Это определяется программой цикловой автоматики.

Вспомогательные устройства – обслуживают процесс обработки, например, обеспечивают автоматическую сборку отходов, смазывание станка, отсос тумана и пыли, работу гидро – и пневмосистемы и другие. Обычно они имеют автономную систему управления. Наиболее важными и сложными по своему управлению являются первая и частично вторая группа устройств.

Электрические схемы создаются для электриков всех специальностей, имеют различные особенности оформления. Среди способов их классификации используется деление на:

принципиальные;

монтажные.

Оба типа схем взаимосвязаны. Они дополняют информацию друг у друга, выполняются по единым стандартам, понятным всем пользователям, имеют отличия по назначению:

принципиальные электрические схемы создаются для показа принципов работы и взаимодействия составляющих элементов в порядке очередности их срабатывания. Они демонстрируют логику, заложенную в технологию применяемой системы;

монтажные схемы изготавливаются как чертежи или эскизы частей электрооборудования, по которым выполняется сборка, монтаж электроустановки. Они учитывают расположение, компоновку составных частей и отображают все электрические связи между ними.

Актуальность темы: в связи, с постоянным ростом требований и усложнением поставленных задач перед оборудованием, требуется синхронизация и корректное взаимодействие между исполнительными механизмы и системой управления. Таким образом, система УЧПУ SINUMERIC 820 C призвана выполнять контроль работы металлорежущего оборудования.

Целью выполнения выпускной квалификационной работы является исследование системы УЧПУ SINUMERIC 820C для контроля работы металлорежущего оборудования на примере станка CNG 40 CNC E

Для решения поставленной цели можно выделить ряд задач:

изучить и систематизировать материалы технической литературы по вопросам организации и общих принципов программного управления металлорежущими станками;

изучить материалы регламентирующей документации по выполнению электрических схем и производства монтажных работ;

произвести анализ подключения системы SINUMERIC 820C для управления металлорежущим оборудованием на примере CNG 40 CNC E

изучить техническую документацию металлорежущего оборудования

Объект исследования: Система SINUMERIC 820 C.

Предмет исследования: Система УЧПУ SINUMERIC 820C для контроля работы металлорежущего оборудования на примере модели станка CNG 40 CNC E.

Основная часть

Проектирование системы sinumeric 820 c для управления металлорежущим оборудованием на примере станка cng 40 cnc e

В той связи, что с постоянным повышением требований к качеству изготовления и обработке деталей. В данном разделе рассматривается вопрос о проектирование системы SINUMERIC 820C для управления металлорежущим оборудованием на примере станка CNG 40 CNC E. Который в свою очередь находит широкое применение на предприятиях машиностроительной отрасли. Оборудование оснащено современной системой УЧПУ SINUMERIC 820 C. Поэтому, в разделе рассмотрены ряд вопросов о проектировании системы SINUMERIC 820C для управления процессом работы металлорежущего оборудования.

В данном разделе рассмотрены процессы как: средства проверки, методы проверки требований безопасности, технические мероприятия, процедура проведения проверки под напряжением схем управления, автоматики и сигнализации.

2.1 Вводная часть

Надежную и безопасную работу электроустановки обеспечивает правильный качественный монтаж электрических цепей в соответствии со схемами.

К данной проверке относятся следующие работы:

ознакомление с электрическими принципиальными и монтажными схемами и кабельным журналом ЭУ;

проверка соответствия установленного ЭО проекту;

проверка соответствия установленных проводов и кабелей проекту;

проверка маркировки на концах проводов и жил кабелей, ее соответствия маркировке на клеммниках щитов и пультов;

проверка качества монтажа — прокладка и крепление проводов и кабелей, надежность зажимов присоединения проводов и жил кабелей;

проверка наличия электрических цепей в соответствии со схемами — прозвонка;

проверка электрических цепей под напряжением.

2.2 Средства проверки

Для проверки правильности монтажа схем используются следующие приборы:

электрический щуп;

омметр или мегаомметр;

визуальное прослеживание проводов.

2.3 Методы проверки

Проверка наличия электрических цепей в соответствии со схемами (прозвонка).

визуальный осмотр;

проверка щупом;

проверка с помощью телефонных трубок.

проверка под напряжением схем управления, автоматики, сигнализации.

определение полярности обмоток.

2.4 Требования безопасности

Организационные мероприятия проведение проверки схем разрешается выполнять в электроустановках напряжением выше 1000 В по наряду составом бригады не менее двух человек, один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV. В электроустановках напряжением до 1000 В измерения выполняются по распоряжению двумя работниками, один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже III.В электроустановках до 1000 В, расположенных в помещениях, кроме особо опасных в отношении поражения электрическим током, работник, имеющий группу III и право быть производителем работ, может проводить проверку единолично.

В тех случаях, когда прозвонка схемы входят в содержание наладочных работ, оговаривать ее в наряде или распоряжении не требуется.

Допуск к наладке электрооборудования в действующих электроустановках осуществляет оперативный персонал, а вне эктроустановок - ответственный руководитель работ или, если он не назначен, производитель работ.

2.5 Технические мероприятия

Перечень необходимых технических мероприятий определяет лицо, выдающее наряд или распоряжение в соответствии с разделом 3 и главой 5.4. Межотраслевых правил безопасности при эксплуатации электроустановок

Прозвонка схем должно осуществляться на отключенных токоведущих частях, с которых снят заряд путем предварительного их заземления.

Снимать заземления, установленные при подготовке рабочего места и препятствующие проведению прозвонки, а затем устанавливать их вновь разрешается только по указанию производителя работ, руководящего испытаниями, после заземления вывода высокого напряжения испытательной установки.

2.6 Процедура проверки

Проверка наличия электрических цепей в соответствии со схемами (прозвонка).

Правильность монтажа в пределах одной панели, щита, шкафа, аппарата может быть проверена визуально прослеживанием проводов, особенно когда провода имеют расцветку.

В остальных случаях правильность монтажа определяется прозвонкой. В пределах доступности с одного места прозвонка проводов может быть проведена с помощью простейшего прозвоночного устройства — электрического щупа.

Целость данной цепи проверяется установкой зажима щупа в одну точку этой цепи и касанием штырем щупа других точек данной цепи.

Для нахождения концов одноименных жил кабеля с помощью щупа (чертеж СМК 15.02.07.ДП.02.02.00.00), если есть одна известная жила кабеля, например более тонкая или имеющая расцветку поступают следующим образом: на другом конце кабеля искомая жила соединяется с известной жилой, а на ближнем конце кабеля зажим щупа соединяется с известной жилой, и стержнем щупа касаются разных жил до тех пор, пока не загорится лампочка щупа, что будет означать, что появилась цепь из найденной жилы, известной жилы и щупа.

В качестве обратной (известной) жилы щупа может быть использована проводящая оболочка кабеля или заземленные, конструкции. В данном методе поиска жил кабеля может быть использован простейший омметр или мегаомметр. В случае нахождения концов исковой жилы приборы покажут нуль Ом (КОм, МОм).

2.7 Проверка под напряжением схем управления, автоматики, сигнализации

Проверка данных схем под напряжением проводится после проверки их правильности монтажа, проверки работы аппаратов этих схем без напряжения и проверки сопротивления изоляции цепей, проверки надежности всех зажимов в схемах шатанием руками и отверткой. Проверка схем производятся при снятом напряжении силовой цепи, чтобы не включались электроприемники.

При первой подаче напряжения в схему может сгореть предохранитель в цепи питания схемы или сработать автомат из-за короткого замыкания на корпус (землю). В этом случае нужно найти короткое замыкание при отключении схемы от сети, что можно сделать повторным измерением сопротивления изоляции схемы относительно корпуса в разных точках схемы, с рассоединением частей схемы, если это необходимо.

После подачи напряжения в схему проверяется работа всех ее аппаратов при всех режимах работы, предусмотренных схемой.

Возможна имитация аварийных режимов работы схемы путем замыкания контактов реле защиты, технологических датчиков для проверки работы защиты, сигнализации и автоматики.

При проверке электрических схем под напряжением возможны отказы в работе отдельных элементов схем и блоков. Эти отказы очень многообразны, но могут быть сведены к нескольким видам:

отсутствие контакта там, где он должен быть,— нарушения в работе контактов аппаратов, слабые зажимы, повреждения проводов;

наличие контакта там, где его не должно быть,— нарушения в работе контактов аппаратов, замыкание между токоведущими частями, замыкания токоведущих частей на корпус оборудования (замыкание на землю);

наличие обходной цепи для тока (шунтирование) — например пробой по корпусу кнопочного поста мимо кнопки. Ход вызывает самовключение аппарата, что может быть при сырости и токопроводящей пыли;

несоответствие схеме некоторых аппаратов или их частей, например катушка аппарата на другое напряжение, чем напряжение в схеме управления.

Все эти неисправности могут проявляться периодически, что затрудняет их поиски.

Методы наладки в таких случаях зависят от особенностей схемы.

На чертеже СМК.15.02.07 ДП.02.03.00.00 показана часть схемы управления, где можно проследить за поисками неисправности при нарушениях в работе пускателя КМЗ.

допустим, пускатель КМЗ не включается. Тогда еще раз нужно проверить включение автомата 5F в цепи управления. При его включении нужно проверить наличие напряжения на выходе автомата индикатором однополюсным или двухполюсным;

выключатель SA нужно поставить в положение Н — Наладка, так как в этом положении пускатель можно включить независимо от других;

если при нажатии кнопки Пуск пускатель не включается, то нужно проверить наличие напряжения на зажиме 1 катушки, можно однополюсным индикатором;

напряжение есть. В этом случае нужно проверить целость подходящего нулевого провода,

проверив напряжение на катушке пускателя двухполюсным индикатором между точками N и 1;

напряжение есть. Тогда нужно проверить плотность зажимов на катушке пускателя или контактов касания, если нужно, с ее выниманием, зачистить зажимы от окислов, проверить целость обмотки катушки. После этого исправная катушка должна работать;

напряжения на катушке нет при определении двухполюсным индикатором, однополюсный индикатор показывает напряжение в точке 1 В этом случае нужно проверить целость подходящего к катушке нулевого провода, подход нулевого провода ко всей цепи управления проверкой напряжения индикатором на выходе из автомата SF относительно корпусов;

напряжение в точке 1 отсутствует. Проверить напряжение в точке 2 Если оно есть, то проверить зажимы и целость провода 1—2;

напряжения в точке 2 нет. Проверить напряжение в, точке 3 Если оно есть, то проверить контакты реле КК зажимы реле КК;

электротехническая библиотека Elec.ru;

напряжения в точке 3 нет. Проверить напряжение в точке 4, и если оно есть, то проверить целость провода 3—4, его зажимы;

напряжения в точке 4 нет. Проверить контакты и зажимы кнопки Пуск, и если напряжения нет, то проверять далее по направлению к автомату SF;

все проверки до кнопки Пуск от катушки пускателя должны производиться при нажатой кнопке Пуск или присоединением параллельно ей провода;

после устранения неисправности в положении переключателя Н — Наладка можно пробовать включать пускатель в положении переключателя Р — Работа. При этом вводится зависимость включения пускателя КМЗ от включения пускателей КМ1 и КМ2, поэтому при проверке они должны быть включены;

если КМЗ не включается, то нужно проверить таким же образом цепь от точки 7 до точки 17 (7—8—9—10—11—12— 1517);

вместо нуля второй полюс цепи управления может иметь фазу, то есть напряжение цепи управления — 380 В. Тогда при измерении или проверке напряжения в разных точках цепи катушка должна быть отсоединена справа от нее на схеме;

при наличии обхода кнопки Пуск по корпусу кнопочного элемента (штриховая линия будет самовключение пускателя при положении переключателя Наладка и Работа, если включены пускатели КМ1 и КМ2. В этом случае поможет чистка корпуса кнопочного поста от влаги и пыли, если на нем нет прогоревших дорожек по материалу корпуса от пробоя его по поверхности. При наличии таких дорожек или следов обгорания корпус нужно заменить, что равносильно замене всего элемента.

Пояснения и примеры схем приведены на чертеже СМК.15.02.07 ДП.02.04.00

Описание металлорежущего оборудования на примере cng 40 cnc e и системы sinumeric 820c

Подключение станка к электрической сети осуществляется по следующим параметрам:

Напряжение 400В 3+ PE +N

Частота 50 Гц

Потребляема мощность 15 кВт

Максимальное колебание +6, -10%

Защита перед станком 25 А

Минимальное сечение приводного кабеля

Подключение станка и его наладка может производиться специалистами соответствующей квалификации. Подключение станка к сети производится только после его установки. Соединительная коробка находится в распределительном шкафу. Приводной кабель приводится через уплотнительную концевую втулку PG 29, которая находится в нижней части распределительного шкафа. Приводной пятижильный кабель сечением 6 мм2Cu подключается к клеммам обозначенным буквами U, V, W и RE. На станке необходимо соблюдать чередование фаз, а именно вращение поля направо. В противном случае все электродвигатели будут вращаться в противоположном направлении. На фундаменте станка расположена защитная клемма, которая используется в случае, если основная защита дополнена защитными соединениями.

Заключение

В выпускной квалификационной работе на тему «Система УЧПУ SINUMERIC 820C для контроля работы металлорежущего оборудования.» произведен анализ подключения системы SINUMERIC 820C для последующего использования на металлорежущем оборудовании на примере модели станка CNG 40 CNC E. В процессе работы был собран и изучен материал технической литературы по вопросам формообразовании и позиционировании движения рабочих органов станков с ЧПУ, вариантов исполнения САУ, выявлено, что разнообразие вариантов обработки и возможность использования различного инструмента могут быть получены ограниченным числом формообразующих движений. Так же выполнен технико-экономический расчет для внедрения данной системы в производство. Рассмотрены материалы регламентирующей документации по выполнению электрических схем и производства монтажных работ. Разработаны рекомендации по последовательности производства монтажных работ. Изучено руководство по выполнению монтажных работ СЧПУ SINUMERIC 820C. Приведены схемы подключения приводов, датчиков обратной связи и обменных сигналов УЧПУ SINUMERIC 820C.

В процессе выполнения дипломного проекта для освещения перечисленных выше задач мною были применены следующие общие и профессиональные компетенции

Профессиональные компетенции

ПК 1.1. Проводить анализ работоспособности измерительных приборов и средств автоматизации.

ПК 3.2. Контролировать и анализировать функционирование параметров систем в процессе эксплуатации.

ПК 4.1. Проводить анализ систем автоматического управления с учетом специфики технологических процессов.

ПК 4.3. Составлять схемы специализированных узлов, блоков, устройств и систем автоматического управления.

ПК 5.2. Проводить анализ характеристик надежности систем автоматизации.

Общие компетенции (ОК):

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

Таким образом, цели и задачи, поставленные и выпускной квалификационной работе на тему «Система УЧПУ SINUMERIC 820C для контроля работы металлорежущего оборудования» считаю выполненными.