25 работа. Контрольнокурсовая работа по курсу Автоматизация сварочных процессов работа 25

Название	Контрольнокурсовая работа по курсу Автоматизация сварочных процессов работа 25
Дата	04.07.2022
Размер	4.93 Mb.
Формат файла
Имя файла	25 работа.docx
Тип	Курсовая #624520

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»
Политехнический институт ТулГУ

Кафедра «Сварка, литье и технология конструкционных материалов»

КОНТРОЛЬНО-КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу

Автоматизация сварочных процессов

работа №25

Выполнил: _________________

ст-т гр.

Проверил: _________________

проф

Оценка______________

(баллы)

Тула 2022

Содержание
Введение………………………………………………………………………...…3

Описание работы оборудования…………………………………………………4

1. Определение параметров исполнительных устройств установки………..5

2. Разработка цикла нормальной работы установки…………………..……….8

3. Разработка методов автоматического контроля исправности механизмов и систем установки…………………………………………………………….…..10

4. Определение параметров датчиков…………………………………...……...11

Заключение…………………………………………………………………….…16

Введение
Точечная сварка — способ контактной сварки, при котором детали соединяются по отдельным локальным участкам касания (по ряду точек).

При точечной сварке детали собирают внахлестку, сжимают усилием Fсв электродами, к которым подключен источник электрической энергии (например, сварочный трансформатор, выпрямитель, инвертор и т.д.). Детали нагреваются при кратковременном прохождении сварочного тока Iсв через участок электрод—электрод до образования зоны совместного взаимного расплавления деталей, называемой ядром. Нагрев зоны сварки сопровождается пластической деформацией металла, вызываемой усилием сжатия, в зоне контакта деталей (вокруг ядра), где образуется уплотняющий поясок. Он предохраняет жидкий металл от выплеска и от взаимодействия с окружающим воздухом, поэтому специальной защиты зоны сварки не требуется. После выключения тока расплавленный металл ядра быстро кристаллизуется, в результате чего образуются металлические связи между соединяемыми деталями.

Описание работы оборудования

Разработать функциональную электрическую схему блока управления механизмом для сварки линейного шва из 8-ми точек, свариваемых контактной точечной сваркой, работающим в следующем автоматическом цикле.

1. При нажатии пусковой кнопки КП включается цикл сварки.

2. По завершению сварки включается двигатель ДП перемещения изделия на шаг точек.

3. По завершению перемещения, что фиксируется путевым выключателем ПВ, для номеров срабатывания ПВ с 1-го по 7-е включительно повторяется цикл сварки.

4. При 8-м срабатывании ПВ двигатель ДП включается для перемещения в исходное положение

5. В исходном положении, соответствующему точке 1, двигатель ДП выключается.

Цикл точечной контактной сварки следующий.

1. В момент пуска П включается клапан К1 – пневмосистемы механизма сжатия деталей электродами машины

2. По истечении времени Т1=0,5…1с, достаточного для сжатия деталей, включается тиристорный контактор ТК в цепи питания сварочного трансформатора.

3. После отсчёта длительности Т2 импульса сварочного тока выключаются контактор ТК.

4. После отсчёта времени Т3 на охлаждения металла выключается клапан К1.

В схеме исключить воздействие нажатия кнопки П на работу блока при выполнении сварки, а также блокировать пуск при отсутствии изделия, давления воздуха и напряжения питания сварочного трансформатора. При выявлении неисправности должны быть отключены все исполнительные устройства и включена сигнализация.

Определение параметров исполнительных устройств установки.

Электромагнитный клапан.

Электромагнитный клапан SMC JSX, 2/2 с прямым электроуправлением.

Рис.1 Внешний вид электромагнитного клапана.

Рабочая среда: воздух, вода, масло;
Расход до 25 л/мин (вода);
Диаметр проходного сечения: ø3,2 мм;
Присоединение: 1/8";
Материал корпуса и катушки: нержавеющая сталь;
Степень защиты: IP67.

Тиристорный контактор.

Контактор тиристорный КТ-07

Рис.2 Внешний вид тиристорного контактора.
Технические характеристики:

Напряжение питания: 220/380 В;
Частота: 50/60 Гц;
Номинальный ток при импульсе 0,5 с и ПВ = 5% 800 A;

0,5 с и ПВ=20% 480A;

0,5 с и ПВ=50% 240A;

0,5 с и ПВ=100% 145A.
Двигатель подачи

Асинхронный двигатель АИР 3ф 71A4

Рис.3 Внешний вид двигателя подачи.
Технические характеристики:

Напряжение питания: 380 В;
Частота: 50 Гц;
Мощность: 0,55 кВт ;
Частота вращения: 1500 об/мин.

2. Разработка цикла нормальной работы установки.
Циклограмма представляет собой описание последовательности включения и выключения исполнительных устройств установки, при которой установка осуществляет нормальную сварку узла. Цикл сварки состоит из отдельных фаз, внутри которых состояние исполнительных устройств не изменяется.

Сварочный цикл состоит из 5 фаз. Окончание 1, 2 и 3-ей фаз происходит по истечении соответствующих промежутков времени T1, T2 и T3. О завершении 4 и 5-ой фаз сигнализирует датчик ПВ (путевой выключатель).

Исполнительные устройства

Сигналы датчиков

Сигналы управления

Т1

Т2

Т3

ПВ1-7

ПВ8

К1

С1

ТК

С2

ДП

Вперед

С3

Назад

С4

Фаза тех. цикла

Ф1

Ф2

Ф3

Ф4

Ф5

Примечание: Х-устройство включено в данной фазе

Табл.1. Циклограмма работы автомата для сварки прямолинейного шва в углекислом газе.

Описание работы циклограммы.

Перед началом сварки надо установить деталь в сварочной машине.

Дальнейшие действия сварочная машина делает автоматически. После установки заготовки нужно нажать кнопку Пуск. В первой фазе включается клапан пневмосистемы и деталь сжимается электродами машины. Во второй фазе включается тиристорный контактор и образуется точечное соединение. По окончанию сварки выключается тиристорный контактор. В третьей фазе постепенно охлаждается зона сварки и выключается клапан пневмосистемы. В четвертой фазе по завершению цикла сварки включается двигатель перемещения детали на шаг точек. По завершению перемещения двигатель отключается, и цикл сварки повторяется сначала. Пятая фаза наступает после повторения цикла сварки 8 раз, включается двигатель перемещения для возврата детали в исходное положение.

После завершения сварки, оператор вынимает деталь. Проверяет качество точечного соединения и подготавливает новую деталь для сварки.
3. Разработка методов автоматического контроля исправности механизмов и систем установки.
Важным элементом автоматического цикла сварки является отслеживание возможных неисправностей установки, способов их выявления и действий, которые должны быть автоматически осуществлены для уменьшения вреда, который без специальных мер лавинообразно нарастает при продолжении работы автомата с возникшей неисправностью.

Перечень предполагаемых неисправностей машины точечной контактной сварки:

Отсутствие напряжения питания сварочного трансформатора;
Отсутствие давления в пневмосети;
Отсутствие изделия.

Методы выявления неисправностей и действия при их обнаружении:

Отсутствие напряжения питания сварочного трансформатора можно выявить датчиком напряжения. При отсутствии напряжение пуск установки запрещается;
Отсутствие давления в пневмосети можно выявить датчиком давления;
Отсутствие изделия можно выявить с помощью датчика усилия, контролирующего вес загрузки.

Перечень устройств сигнализации:

С1 – устройство сигнализации, предупреждающее об отсутствие напряжения в источнике питания;

С2 – устройство сигнализации, предупреждающее об отсутствии изделия;

С3 – устройство сигнализации, предупреждающее об отсутствии давления в пневмосети.

Определение параметров датчиков.

Датчики классифицируются по параметрам, которые они контролируют или измеряют, по физическому принципу действия и по характеру сигнала, который они вырабатывают.

В машине контактной точечной сварки применяются датчики для контроля напряжения, отсчета времени, контроля положения, контроля давления, контроля загрузки.
Таймер.

Реле времени на микроконтроллере STM8.

Рисунок Реле времени.
Технические характеристики:

Напряжение питания: 6-30 В;
Выдержка: 0.02-1 с;
Рабочий сварочный ток до 600 А.

Путевой выключатель.

Выключатель путевой AZ-7311.

Рисунок Внешний вид путевого выключателя.
Выключатели предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного напряжения до 660 В, частоты 50 и 60 Гц., и постоянного напряжения до 440 В, под воздействием управляющих упоров в определенных точках пути контролируемого объекта.
Технические характеристики:

Напряжение питания: 220 В;
Потребляемый ток: 1 А.

Датчик напряжения.

Цифровой вольтметр.

Рисунок Внешний вид цифрового вольтметра.
Технические характеристики:

Напряжение питания: 6-30 В;
Потребляемый ток: 3 мA +/-10%;
Диапазон измеряемых напряжений: 0…+99 В;
Дискретность измерения: 0,1 В;
Погрешность измерения: 2%.

Датчик давления.

Датчик давления для различных сред SMC PSE570.

Рисунок Внешний вид датчика давления.
Технические характеристики:

Применимые среды: газ или жидкость, не оказывающие агрессивное или коррозионное воздействие при непосредственном контакте;
3 диапазона номинального давления: от 0 до 1 МПа, от -100 до 100 кПа, от 0 до 500 кПа, 0 до 2 МПа, 0 до 5 МПа, 0 до 10 Мпа;
Испытательное давление: в 3 раза выше номинального;
Выдерживаемое напряжение: 500 В;
Защита корпуса: IP65.

Датчик усилия.

Алюминиевый одноточечный тензодатчик.

Рисунок Внешний вид датчика усилия.
Технические характеристики:

Максимальная нагрузка: от 3–30 кг до 50–750 кг;
Максимальные размеры платформ от 35 x 35 см до 60 x 60 см;
Материал: пассивированный алюминий;
Степень защиты: IP67.

Заключение
В ходе данной курсовой работы была разработана схема блока управления механизмом для сварки линейного шва из 8-ми точек, свариваемых контактной точечной сваркой. Были построены циклограмма и алгоритм работы системы, выбрано и описано необходимое оборудование. Также были определены возможные неисправности работы системы и методы борьбы с ними.