Курсовая. Курсовой (1). 1 Общая часть Системы автоматизации. Средства автоматизации
Скачать 55.87 Kb.
|
Введение Принцип работы станка с числовым программным управлением (ЧПУ) заключается в получении оцифрованных данных, после чего компьютер или CAM-программа обеспечивает управление, автоматизацию и мониторинг движений элементов машины. Рабочие органы станка с ЧПУ имеют два или более направления движения. Основные преимущества станка с ЧПУ: рост производительности, связанный с увеличением машинного времени при производстве; сокращение числа задействованных на производстве людей; возможность использования одного станка для выполнения разных операций; повышение точности изготавливаемых деталей; снижение затрат на проектирование и изготовление технологической оснастки; повышение гибкости производства; возможность быстрой переналадки оборудования. Цель курсового проекта: выполнить организацию наладки и технического обслуживания станка с ЧПУ для обработки детали типа фланец. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи: проанализировать применение систем и средств автоматизации; изучить документацию о станках с ЧПУ; проанализировать применение технологических процессов; изучить работы наладки и технического обслуживания станков. 1 Общая часть Системы автоматизации. Средства автоматизации Системы автоматизации – это технические средства или совокупность технических и программных средств, обеспечивающих: поддержание технологического процесса согласно технологическому регламенту (функция контроля и регулирования); выработку и реализацию управляющих воздействий на ход технологического процесса (функция управления). В зависимости от функций, выполняемых специальными автоматическими устройствами, различают следующие основные виды автоматизации: автоматический контроль; автоматическая защита; автоматическое и дистанционное управление. Средства автоматизации: измерительные приборы, регуляторы, функциональные блоки, исполнительные механизмы, регулирующие органы, а также электроаппараты, щиты, пульты, комплексы. [4] Преимущества использования средств автоматизации: повышенная пропускная способность или производительность; повышение качества и предсказуемости качества продукции; повышенная надежность и прочность процессов или продукта; снижение прямых затрат человеческого труда и расходов. Средства автоматизации применяются в станках с ЧПУ и значительно ускоряют выполнение технологических процессов. Понятие о технологическом процессе Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или к методам обработки, формообразования и сборки. В зависимости от применения в производственном процессе для решения одной и той же задачи различных приемов и оборудования различают следующие виды технологических процессов: единичный технологический процесс – технологический процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства; типовой технологический процесс – технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками; групповой технологический процесс – технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. В промышленности описание технологического процесса выполняется с использованием: маршрутной карты – описание маршрутов движения по цеху изготовляемой детали; операционной карты – перечень переходов, установок и применяемых инструментов; технологической карты – документ, в котором описан процесс обработки деталей, материалов, конструкторская документация, технологическая оснастка. Технологические процессы делят на типовые и перспективные: типовой технологический процесс имеет единство содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструкторскими принципами; перспективный технологический процесс предполагает опережение или соответствие прогрессивному мировому уровню развития технологии производства. 1.3 Станки с ЧПУ 1.3.1 Классификация станков с ЧПУ. Выполняемые работы на станках с ЧПУ По функциональной ориентации выделяют станки: токарные; фрезерные; шлифовальные; зубообрабатывающие. По способу подготовки и ввода управляющих программ подразделяют: с непосредственным заданием управляющих программ на пульте устройства; с заданием управляющих программ на внешнем программоносителе; с заданием управляющих программ по каналу связи от внешней персональной электронной вычислительной машины или от управляющих устройств высшего уровня. По возможности визуализации информации для оператора станка с ЧПУ подразделяют: с цифровым табло и мнемосхемами; с буквенно-цифровым дисплеем с псевдографическими мнемосхемами; с графическим дисплеем. По способам управления электроавтоматикой станка с ЧПУ подразделяют: с непрограммируемой автоматикой; с частично программируемой автоматикой; с полностью программируемой автоматикой. По способу взаимодействия с сетевыми системами управления станки с ЧПУ подразделяют: автономные, т.е. независимые от сети; локальные, т.е. представляющие собой оконечный узел сети у станка. По построению станка с ЧПУ подразделяют: на базе оригинальных аппаратных средств и программно-математического обеспечения; на базе персональных компьютеров в промышленном исполнении и их программно-математического обеспечения. [3] Основные виды выполняемых работ на станках с ЧПУ: фрезерование; сверление; зенкерование; развертывание отверстий; расточка отверстий; нарезание резьбы; шлифование. 1.3.2 Принцип работы станков с ЧПУ. Основные технические характеристики станков с ЧПУ Общий принцип работы станков с ЧПУ: программа обработки вводится в блок управления станка с ЧПУ; в блоке управления станком происходит процесс обработки данных, он подготавливает все команды движения и отправляет их в систему привода; привод контролирует движение и скорость блоков станка; система обратной связи фиксирует данные о положении и скорости движения осей и отправляет сигнал в блок управления станком; в блоке управления станком сигналы обратной связи сравниваются с исходными, в случае ошибок – блок управления станком отправляет в исполнительный механизм новые сигналы для корректировки процесса. Основными техническими характеристиками являются следующие: класс точности, применительно отечественного оборудования. Обозначаются следующими буквами: П – повышенной точности; В – высокой точности; А – особо высокой точности; С – особо точные (прецизионные). По каждому классу точности и группе станков нормируется допустимая величина погрешности; вид устройства ЧПУ обозначается индексами, входящими в наименование модели станка: Ф1 – станки с цифровой индикацией; Ф2 – станки с позиционными и прямоугольными системами управления; Ф3 – станки с контурными прямолинейными и криволинейными системами управления; Ф4 – станки с универсальной системой управления для позиционно-контурной обработки; Ц – станки с цикловым программным управлением; основные параметры станка: наибольший диаметр обрабатываемого изделия, применительно токарных станков; наибольший диаметр сверления, применительно сверлильных станков; размеры стола, применительно фрезерных станков и прочее; наличие инструментального магазина; наличие устройства автоматической загрузки заготовок; габаритные размеры станка и его масса; число управляемых координат и число одновременно управляемых координат. [5] 1.3.3 Техническое обслуживание станков с ЧПУ Техническое обслуживание – комплекс технологических операций и организационных действий по поддержанию работоспособности или исправности объекта при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировании. [1] Техническое обслуживание делится на обслуживание автоматики и механической части. Основные операции планового и непланового технического обслуживания механической части: полный плановый осмотр; ежесменный и частичный периодический осмотр; ежесменное поддержание чистоты; смазывание; пополнение и замена смазочных материалов; промывка оборудования; периодическая очистка от пыли; регулировка механизмов, обтяжка крепежных деталей и замена быстроизнашиваемых деталей; проверка геометрической и технологической точности оборудования; профилактические испытания; замена случайно отказавших деталей или восстановление их работоспособности; восстановление случайных нарушений регулировки устройств и сопряжений. Ежедневное обслуживание станка с ЧПУ: очистка поверхности станка и движущих узлов от пыли и стружки; проверка уровня масла и смазочно-охлаждающей жидкости. Еженедельное обслуживание станка с ЧПУ: убрать отработанную смазку с зубчатых реек; нанести свежий слой смазки. Ежемесячное обслуживание станка с ЧПУ: проверка на люфты осей станка с ЧПУ; проверка состояния винта шарово-винтовой передачи; проверка крепления поперечной балки станка; очистка от пыли, стружки, жидкостей провода, соединительных кабелей, кабель-каналов, шлангов и форсунок систем охлаждения. Обслуживание раз в полгода станка с ЧПУ: очистка от старой смазки механизма шарово-винтовой передачи и линейных подшипников; нанести вязкое масло по всем осям гайки шарово-винтовой передачи; выполнение работ, предусмотренных ежемесячным обслуживанием станка с ЧПУ; проверка прочности клеммных соединений станка с ЧПУ; проверка качества крепления шагового двигателя; проверка винтов опорных блоков линейных подшипников; проверка натяжения передающих ремней; замена воздушных фильтров. Станки с ЧПУ имеют собственный электропривод. Электроавтоматика расположена либо в самом станке, либо в щите управления рядом со станком. Работы по ремонту электроавтоматике разделяют на три категории: работа при полном снятии напряжения (прозвон мультиметром, ремонт электроавтоматики, проверка сопротивления изоляции токоведущих частей); работа с частичным снятием напряжения (регулировка параметров срабатывания реле, регулировка и чистка контактов аппаратов, смена ламп освещения в шкафу и на станке); работа без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях (протирка пультов и шкафов управления с наружной стороны, протирка электродвигателей, измерение частоты вращения двигателей тахометром). Плановое обслуживание автоматики: ежесменный и периодический осмотр электрической части УЧПУ; плановый осмотр электрической части УЧПУ; периодическая очистка от пыли электрооборудования УЧПУ; профилактические испытания электрооборудования УЧПУ. 1.3.4 Наладка станков с ЧПУ Качество обрабатываемой поверхности зависит от наладки оборудования. Наладка – подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции. Подналадка – дополнительная регулировка технологического оборудования и (или) технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при наладке значений параметров [2] Наладка станка с ЧПУ включает этапы: подготовка технологической оснастки и режущих инструментов; установка режимов работы станка; размещение рабочих органов станка в исходном для работы положении; пробное изготовление первой детали; внесение коррекций в положение режущего инструмента и в режимы резания; исправление ошибок и недоработок в управляющей программе. [6] На этапе подготовки технологической оснастки и режущих инструментов реализуется выбранная ранее схема базирования и закрепления заготовки, а также производится настройка и установка режущего инструмента. Возможны различные схемы установки заготовок на столе станка с ЧПУ: непосредственно на столе станка; в приспособлении, установленном на столе станка; в приспособлении, установленным на координатной плите; непосредственно на координатной плите. Наладка подготовленных вне станка приспособлений заключается в их правильном и точном расположении относительно поверхностей станка. Варианты расположения приспособлений: приспособление может занять только единственное положение. В этом случае выверка приспособления не требуется; приспособление занимает произвольное расположение вдоль осей координат. В таком случае требуется выверка приспособлений; приспособление занимает единственное допустимое положение из большого числа возможных. В данном случае требуется выверка приспособлений. [6] Определение положение вершины режущего инструмента выполняется на специальных приборах. При этом набор из вспомогательного и режущего инструмента устанавливают и закрепляют на приборе в подставке, которая имитирует присоединительные поверхности суппорта или револьверной головки для токарных станков или шпинделя для станков сверлильной, фрезерной и расточной групп. Режущий инструмент при наладке станка с ЧПУ устанавливают в шпинделе, револьверной головке или на суппорте с помощью вспомогательного инструмента в соответствии с картой наладки. Карта наладки разрабатывается совместно с программой и предназначена для наладчика или оператора. В карте наладки должны быть указаны: модель станка; модель устройства ЧПУ; номер управляющей программы; шифр и основные характеристики станочного приспособления; шифры и основные характеристики применяемых инструментов с номерами блоков или позиций револьверной головки и с данными для предварительной наладки инструментов вне станка; последовательность перемещения инструментов при выполнении цикла обработки; координаты исходных положений рабочих органов; смещение нулей по координатам; номера коррекций режущего инструмента. Основными режимами работы станков с ЧПУ являются автоматический, полуавтоматический, ручной ввод и ручной. В автоматическом режиме управляющая программа, введенная в память устройства ЧПУ, отрабатываемая станком без остановок до прихода одной из вспомогательных команд. В полуавтоматическом режиме после отработки каждого кадра управляющей программы исполнительные органы станка останавливаются до нажатия кнопки «Пуск». Режим ручного ввода заключается в наборе на пульте управления необходимой информации в форме кадров управляющей программы и ее отработки при нажатии «Пуск». В ручном режиме можно включать все механизмы станка и осуществлять перемещение исполнительных органов путем нажатия на соответствующие кнопки управления. При обработке заготовок на станках с ЧПУ точность размеров обеспечивается относительно начала отсчета координат станка. Исходная точка обработки по координатам Х, Y, задается по одному из двух вариантов: от боковых установочных элементов приспособления; от оси установочного цилиндрического пальца, оси отверстия, предусмотренного в приспособлении. По координате Z исходная точка выбирается над деталью. Вследствие высокой точности позиционирования исполнительных органов с ЧПУ широкое распространение получил способ контроля изготавливаемых деталей и режущего инструмента непосредственно на станке. Геометрические размеры при этом определяются контактными или бесконтактными методами. При разработке карты наладки необходимо произвести расчёт опорных точек. Опорная точка – точка, символизирующая одну из связей заготовки или изделия с выбранной системой координат. Специальная часть Назначение токарного станка с ЧПУ Hyundai L300C Токарный станок с ЧПУ Hyundai L300C предназначен для токарной обработки деталей, имеющих форму тел вращения. На токарном станке с ЧПУ Hyundai L300C выполняются следующие виды работ: подрезание торца; растачивание; обтачивание; сверление; развертывание; зенкерование; нарезание резьбы метчиком; нарезание резьбы резцом. Технические характеристики токарного станка с ЧПУ Hyundai L300C Технические характеристики токарного станка с ЧПУ Hyundai L300C: число оборотов шпинделя – 3000 об/мин; производительность шпинделя – 22 кВт; перемещение по осям (X/Z) – 355/750 мм; количество позиций в револьверной головке – 12; максимальный диаметр заготовки – 280 мм; максимальная длина заготовки – 720 мм; быстрое перемещение – 20 м/мин; крутящий момент – 1131 Н.м. Типовые детали, изготавливаемые на станке с ЧПУ Hyundai L300C. Деталь фланец Типовые детали, изготавливаемые на токарном станке с ЧПУ Hyundai L300C: валы; гильзы; диски; оси; цапфы; фланцы; кольца; втулки; гайки; муфты; ниппели. Деталь типа фланец – плоская деталь квадратной, круглой или иной формы с отверстиями для болтов или шпилек, служащая для прочного и герметичного соединения труб, трубопроводной арматуры, присоединения труб друг к другу, к машинам, аппаратам и емкостям; для соединения валов и других вращающихся деталей. 2.4 Разработка инструкции по наладке для детали типа фланец 2.4.1 Используемый инструмент при обработке детали типа фланец При работе на токарном станке с ЧПУ при обработке детали фланец используются режущие инструменты: сверло спиральное (ГОСТ 4010-77); сверло центровочное (ГОСТ 14952-75); резец отрезной (ГОСТ 18884-73); резец проходной (ГОСТ 18878-73); резец резьбовой M20x2 (ГОСТ 18885-73). 2.4.2 Наладка и привязка инструмента Для выполнения наладки и привязки инструментов подготовить: упор; инструментальные блоки; ключи для сборки инструмента; сверло Ø12; сверло центровочное Ø16 90°; державки и пластины для резцов. Выполнить следующие действия для сборки инструмента: проверить качество инструмента; прикрутить пластины к держателям; вставить резцы в блоки револьверной головки; вставить сверло в блок револьверной головки; Используя стойку ЧПУ станка выполнить следующие действия: на вкладке Offset выбрать ячейку с черновым инструментом. Ввести параметры инструмента: R = 0.4, тип инструмента 3; на вкладке Offset выбрать ячейку с чистовым инструментом. Ввести параметры инструмента: R = 0.2, тип инструмента 3; на вкладке Offset выбрать ячейку с сверлом спиральным. Ввести параметры инструмента: R = 0, тип инструмента 7; на вкладке Offset выбрать ячейку с сверлом центровочным. Ввести параметры инструмента: R = 0, тип инструмента 7; на вкладке Offset выбрать резец резьбонарезной. Ввести параметры инструмента: R = 0, тип инструмента 8. Для измерения инструменты выполнить следующие действия: опустить датчик касания инструмента; перейти в режим Jog и установить подачу Х100; подвести инструмент к датчику касания инструмента по оси X; установить подачу Х1; коснуться инструментом датчика касания инструмента по оси Х; установить подачу Х100; отвести инструмент; подвести инструмент к датчику касания инструмента по оси Z; установить подачу Х1; коснуться инструментом датчика касания инструмента по оси Z; измерить весь инструмент подобным образом. 2.4.3 Наладка патрона и установка заготовки Для выполнения сборки кулачков подготовить: сухари ГОСТ 14730-69; кулачки для патрона Ø140 ГОСТ 1654-86; болты Ø12 ГОСТ 7798-70; Последовательность выполнения сборки кулачков: расположить сухарь внутри паза кулачка; совместить отверстия сухаря и кулачки; перевернуть кулачок и опустить два болта; притянуть болты, не затягивая; установить кулачки в оси шпинделя; затянуть болты. Для закрепления заготовки в патрон выполнить следующие действия: удерживая заготовку в руке, завести ее в открытый патрон и нажать на педали станка, чтобы закрыть патрон. указать нулевую точку. Для указания нулевой точки выполнить следующие действия: перейти в режим Jog; открыть вкладку Offset; включить вращение по часовой стрелке; подвести инструмент к заготовке и заторцевать; нажать экранную клавишу «Measure». Разработка инструкции по технике безопасности при техническом обслуживании и наладке токарного станка с ЧПУ Hyundai L300C Для безопасного выполнения наладочных работ и технического обслуживания станка с ЧПУ необходимо соблюдать технику безопасности. Перед началом работы: надеть спецодежду и спецобувь; получить задание на выполнение работ на станках с ЧПУ; Запрещается при наладке и техническом обслуживании станка с ЧПУ: наклонять голову близко к патрону; передавать предметы через вращающиеся части; облокачиваться на станок; проводить замеры на работающем станке; тормозить патрон рукой; допускать выход длинной стружки; отходить от работающего станка; убирать стружку руками; менять режущий инструмент при неполной остановке станка; При выполнении наладочных работ и техническом обслуживании токарного станка с ЧПУ Hyundai L300C возможно влияние следующих опасных и вредных производственных факторов: электрический ток; металлическая стружка; движущиеся и вращающиеся части оборудования; смазочно-охлаждающие жидкости; удар заготовкой при вылете из патрона; шум; ожоги; взрыв магистралей; недостаточная освещенность рабочей зоны. Для предотвращения влияния вредных и опасных производственных факторов необходимо: проводить работы по техническому обслуживанию частей, находящихся под напряжением обесточив оборудование; проводить работы по техническому обслуживанию частей, не находящихся под напряжением используя диэлектрические перчатки и коврик. проверить заземление токоведущих частей станка; брать горячую деталь используя защитные перчатки или прихватки; приступать к работе убедившись в исправности пневматических устройств при активном испарении смазочно-охлаждающей жидкости использовать респиратор, при высоком уровне шума использовать беруши или защитные наушники; проверить работоспособность защитных кожухов, ограждения револьверной головки и суппорта, защитного экрана; употреблять больше жидкости; включить дополнительное освещение, предусмотренное конструкцией станка, при недостаточной освещенности рабочих помещений; проверить работоспособность патрона и качество закрепления заготовок. По окончании работ: привести в порядок рабочее место, сложить инструменты и приспособления в инструментальный ящик; снять спецодежду и другие средства индивидуальной защиты и убрать их в предназначенное место; вымыть руки и лицо теплой водой с мылом, принять душ; Заключение В данном курсовом проекте были рассмотрены и изучены вопросы организации технического обслуживания и наладка токарного станка с ЧПУ. В результате выполнения курсового проекта, решены следующие вопросы и получены следующие результаты: изучена государственная система промышленных приборов и средств автоматизации; рассмотрены виды технического обслуживания; изучены общие сведения об организации технологического обслуживания и наладки станков с ЧПУ; разработаны мероприятия по технике безопасности; разработана инструкция по наладке токарного станка с ЧПУ Hyundai L300C. Библиография ГОСТ 18322-2016. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения. – // Техэксперт : [сайт]. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200144954 (дата обращения: 22.09.2022) ГОСТ 3.1109-82. Единая система технологической документации. Термины и определения основных понятий. – // Техэксперт : [сайт]. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200012103 (дата обращения: 22.09.2022) ГОСТ 21021-2000. Устройства числового программного управления. Общие технические требования. – // Техэксперт : [сайт]. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200017741 (дата обращения: 22.09.2022) СП 77.13330.2016. Свод правил. Системы автоматизации. – // Техэксперт : [сайт]. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456044317 (дата обращения: 22.09.2022). Жолобов, А. А. Станки с ЧПУ: устройство, программирование, инструментальное обеспечение и оснастка : учебное пособие / А.А. Жолобов, Ж. А. Мрочек, А. В. Аверченков, М. В. Терехов, В. А. Шкаберин. – 2-е изд., стер. – Москва. : Флинта, 2014. – 355 с. – ISBN 978-5-9765-1830-8. Каштальян, И. А. Программирование и наладка станков с числовым программным управлением : учебно-методическое пособие для студентов машиностроительных специальностей высших учебных заведений / И. А. Каштальян. – Минск: БНТУ, 2015. – 135 с. – ISBN 978-985-550-694-3. |