ЛЕКЦИЯ ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ. Особенности электрооборудование автоматических линий
 Скачать 31.18 Kb.
|
|
ЛЕКЦИЯ ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ Автоматической линией называется группа станков, связанных транспортерами в единую систему и выполняющих последовательно весь процесс обработки деталей. Применение таких линий позволяет значительно повысить производительность труда, качество выпускаемой продукции, а также заметно снизить ее себестоимость. В состав автоматических линий в зависимости от их назначения входят технологические агрегаты, транспортные средства, кантователи, накопители, фиксирующие и зажимные устройства, устройства загрузки и разгрузки деталей, системы контроля и сигнализации. Содержание: Технологическое оборудование автоматических линий Электрические схемы автоматических линий Контрольные операции Электрооборудование автоматических линий Методические указания Ознакомьтесь с основными типами автоматических станочных линий, с принципом построения схем управления автоматическими линиями, с электрооборудованием автоматических линий. Разберитесь какими достоинствами обладают автоматические линии с теми или иными транспортными связями. Изучите схемы управления транспортерами, поворотными столами и механическими ключами. Изучите управление станками автоматических линий. Изучите блокировки, автоматический контроль и сигнализацию на станочных линиях. 1.Технологическое оборудование автоматических линий В качестве технологического оборудования широко применяют универсальные металлорежущие станки общего применения, специализированные станки, а также силовые электромеханические и гидрофицированные агрегатные головки. Число входящих в линию станков может достигать 80—90. При этом значительно усложняется управление ими. В автоматических линиях обязательно четкое взаимодействие всех механизмов в требуемой последовательности. Определенные условия, при которых возможна работа как механизмов, так и всей автоматической линии, создаются блокировочными устройствами. Блокировочные устройства контролируют положение механизмов станков. Работа всех механизмов и агрегатов зависит от системы управления, которая задает последовательность технологических циклов и режимов обработки. Как правило, в электрооборудовании автоматических линий применяют те же электродвигатели, электрические аппараты и приборы, что и в металлорежущих станках: асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, двигатели постоянного тока, магнитные пускатели, электромагниты и реле, путевые выключатели, кнопочные станции и т. д. 2. Электрические схемы автоматических линий Электрические схемы оборудования автоматических линий выполняют по тем же правилам, с такими же условными обозначениями, что и схемы электрооборудования металлорежущих станков. Из-за сложности этих схем для механизмов и аппаратов автоматических линий установлены единые позиционные обозначения. Прочитав в схеме позиционное обозначение механизма, можно легко определить его назначение и место установки. С этой целью позиционные обозначения аппаратов, установленных на станках линии, имеют номер станка. Если станок оснащен двумя головками — правой и левой, то аппараты, установленные на левой головке, обозначаются нечетными позициями, а на правой — четными. Система управления линией включает в себя как централизованную систему, так и системы управления отдельными механизмами. С помощью централизованной системы управления выбираются режимы работы линии, последовательность технологического цикла, контролируется выполнение команд, наличие смазки, давление жидкости и другие операции. Системы управления отдельными механизмами осуществляют заданный цикл и требуемые технологические режимы обработки на станках. В зависимости от входящих в автоматическую линию станков и транспортных средств различают автоматические линии с жесткими и гибкими транспортными связями. Линии, в которых работа транспортеров строго зависит от работы станков, т. е. существует четкое взаимодействие всех входящих в состав линии механизмов в определенной последовательности, являются линиями с жесткими транспортными связями. В отличие от них в линиях с гибкими транспортными связями детали передаются от одного станка на другой транспортером, работа которого не зависит от цикла работы станка. По способу электрического управления работой автоматических линий различают управление в функции пути, времени, нагрузки и скорости. Наиболее рациональным и широко распространенным способом управления является управление в функции пути. При таком управлении команда на последующее действие подается только тогда, когда завершится предыдущее, т. е. движение каждого механизма определяется положением смежных механизмов. При управлении в функции пути на станках автоматических линий применяют различные путевые выключатели и переключатели. Управление в функции времени, нагрузки и скорости чаще применяют для вспомогательных операций: зачистки без подачи инструмента, зажима и разжима деталей, торможения механизмов и др. С помощью программируемых командоаппаратов, устанавливаемых в системах управления автоматическими линиями, можно выделять командные позиции, обеспечивать жесткую последовательность движений всех механизмов, выдавать команды и контролировать их выполнение. Однако такие командоаппараты могут вносить в работу автоматической линии дополнительные собственные неполадки, снижая тем самым ее надежность и безотказность. Поэтому в автоматических линиях с жесткими связями применяют системы управления как с командоаппаратами, так и без них. Обычно командоаппараты используют при простых циклах работы. Иногда в автоматических линиях с жесткими транспортными связями управление проводится не централизованно от единого командного органа, а с выделением автономного управления входящих в линию станков. В этом случае каждый станок может полностью выполнять определенную технологическую операцию в независимом наладочном режиме. При автономном управлении возможно вмешательство оператора в работу отдельных агрегатов, что позволяет значительно снизить простои оборудования, так как неисправный или переналаживаемый станок может быть отключен без остановки всей линии. Для отключения какого-либо агрегата служат в схеме управления специальные кнопки, переключатели и блокировочные устройства. К числу линий с автономным управлением относятся автоматические линии, предназначенные для обработки тел вращения (поршней, шестерен, валов и др.). Действие всех механизмов линии обусловлено командами, поступающими от станков к транспортным средствам и обратно. От станков поступают команды о переключении станков на автоматический режим, о нахождении механизмов в исходных положениях, об окончании работы станков и др. Команды, получаемые станками от транспортеров, свидетельствуют о режиме их работы, об окончании цикла перемещения и т. д. Все команды выполняются с помощью реле, контакты которых включаются в электрические цепи механизмов автоматической линии. В необходимых случаях отдельные станки с помощью переключателей могут быть отключены и будут управляться кнопками, расположенными на пульте управления станка. Тем самым они не будут воздействовать на работу других механизмов и станков автоматической линии. Отличительной особенностью автоматических линий с гибкими транспортными связями является независимая работа станков и транспортных устройств, которая может выполняться при наличии межоперационного задела деталей. Работа станков в таких линиях независима и разновременна. Обычно на каждой рабочей позиции имеются управляемые устройства зажима и разжима деталей, транспортер и накопитель. В качестве транспортных средств в линиях с гибкими связями применяют наклонные лотки, вибрационные, цепные и другие транспортеры, выполняющие кроме транспортирования функцию промежуточных накопителей. Электрические схемы автоматических линий с гибкими связями содержат большое количество блокировок, связывающих их работу с работой станков, вспомогательных и транспортных устройств. Для этого в схему станка вводят контакты аппаратов, установленных на других агрегатах. В свою очередь, каждый станок имеет реле, выдающие команды на другое оборудование (транспортеры, накопители и т. д.). 3. Контрольные операции Технологический процесс обработки деталей на автоматических линиях невозможен без значительного числа контрольных операций. К ним относится контроль: размеров и допустимых отклонений, наличия или отсутствия деталей, состояния режущего инструмента, положения механизмов линии, возможных неисправностей и т. д. В зависимости от выполняемых функций электрический контроль делится на оперативный, технологический и схемный. К оперативному контролю относится контроль: исходных положений механизмов, начала и конца цикла обработки, постоянно включенных электродвигателей, фиксации и расфиксации деталей на позициях, наличия давления в гидро- и пневмосистемах. Технологический контроль включает в себя контроль размеров обрабатываемых деталей, поломки или износа инструмента. Выходные цепи устройств технологического контроля выдают команды на останов или переключение отдельных агрегатов или всей линии. Схемный контроль позволяет выявлять возможные неисправности и повреждения электрических цепей. К нему относится контроль наличия напряжения, повреждения изоляции, неправильности срабатывания контактных и других электрических аппаратов. Оперативный, технологический и схемный контроль проводится различными приборами и устройствами. При оперативном контроле наличие деталей на исходных позициях автоматической линии определяется контактными и бесконтактными преобразователями. С помощью различных фотореле возможно контролировать не только наличие и отсутствие деталей, но и производить их подсчет. Путевыми выключателями и переключателями контролируют исходное положение и работу механизмов, фиксируют крайние положения подвижных узлов, необходимые для управления в функции пути. Выполнение заданного цикла обработки осуществляется с помощью реле, которое ставится на самопитание и тем самым запоминает, что механизм находится в крайнем положении, т. е. проведен полный цикл обработки. При этом выдается команда на разрешение следующего цикла. Реле контроля цикла включается, в свою очередь, при срабатывании командных аппаратов, выдающих управляющий сигнал после окончания последней операции цикла. В качестве командных аппаратов для контроля положения механизмов также применяют конечные выключатели. Реле давления и максимального тока служат для контроля работы ключей зажима и разжима деталей. К технологическому контролю относится активный контроль размеров деталей. Применение средств активного контроля позволяет без увеличения количества оборудования и производственной площади увеличить производительность труда и повысить точность обработки деталей на линиях. Средства активного контроля разделяются на две группы: визуальные и автоматические. При использовании визуальных средств оператор по показаниям сигнальных ламп и шкал отсчетных приборов выполняет необходимые операции по управлению линией: изменяет режимы, прекращает обработку и т. д. Автоматические средства при достижении определенных размеров сами выдают в цепи управления соответствующие команды. Большой объем технологических операций, совершаемых в автоматических линиях, определяет значительное число режущих инструментов. Поломка режущего инструмента может привести к браку всей партии обрабатываемых деталей. Оператор не в состоянии следить за всеми инструментами, поэтому в автоматических линиях эту работу выполняют электрические устройства контроля состояния режущего инструмента. Эти устройства дают возможность проверять целостность и местонахождение поломки. Все контролирующие устройства выдают необходимую информацию в систему управления и одновременно подключают различные устройства сигнализации. Поэтому контроль и сигнализация представляют собой единую систему, следящую за состоянием узлов и агрегатов автоматической линии. Выбор сигнализации зависит от особенностей линии, от числа механизмов, входящих в нее, и сложности взаимосвязи между этими механизмами. По назначению электрическую сигнализацию подразделяют на аварийную, оповещаемую и поисковую. Аварийная сигнализация служит для контроля аварийных состояний, при возникновении которых автоматически выключаются соответствующие элементы схемы. При этом обычно включается сигнальная, чаще всего с мигающим светом лампа. Для контроля исходного положения и работы механизмов служит оповещающая световая сигнализация, совмещенная с мнемонической схемой, представляющей собой упрощенный контур автоматической линии, отражающий только входящие в ее состав механизмы и место их установки с помощью отдельных мнемонических символов. При неисправности какого-либо механизма зажигается аварийная лампа на этой схеме. В сложных автоматических линиях, где имеется возможность продолжения цикла при любом промежуточном состоянии ее механизмов, применяется световая сигнализация, совмещенная с развернутой циклограммой линии — диаграммой, отражающей все перемещения транспортных и силовых механизмов автоматической линии. В этом случае циклограмма работы механизмов располагается на панели центрального пульта управления. Сигнальные лампы загораются только в том случае, если выполнены все движения и поданы все необходимые команды. Это дает возможность оператору определять место повреждения. На пульте управления располагаются также сигнальные лампы смены инструмента, смазки, наличия давления в гидросистемах и аварийного состояния. 4.Электрооборудование автоматических линий Электрооборудование автоматических линий содержит огромное количество электрических аппаратов, в том числе и релейно-контактных. При выходе их из строя значительное время тратится не на их замену, а на поиск в них неисправности. Для облегчения поиска возможных неисправностей и сокращения времени простоя применяют поисковую сигнализацию. При наличии неисправности искателем повреждений замыкаются контакты, подсоединенные к соответствующим контактам электрических аппаратов, и в месте обнаружения источника неисправности сигнальная лампа включится на полное напряжение. В автоматических линиях длина электрических проводов достигает нескольких километров. Нарушение их изоляции приводит к замыканиям, нарушающим нормальную работу, а в некоторых случаях к аварийному состоянию линии. Качество и нарушение изоляции контролируются лишь при профилактическом осмотре оборудования. Эта проверка трудоемка и ведется нерегулярно, поэтому опасность замыканий остается. Для облегчения поиска места замыкания на «землю» электрическая схема управления делится на секции, подключаемые к сети через собственные автоматические выключатели, которые служат для защиты цепей управления от перегрузок и коротких замыканий. Для предотвращения выхода из строя электрооборудования и снижения времени простоев применяют устройства защиты. Они не должны срабатывать при всплесках тока в переходных режимах (включение, выключение, торможение и т.д.). Ложные срабатывания приводят к неоправданному простою механизмов. Аппаратами защиты силовых цепей автоматических линий служат автоматы и тепловые реле. Последние находят более широкое применение вследствие своей простоты и дешевизны. Однако они нуждаются в дополнительной защите от коротких замыканий. Для защиты от токов коротких замыканий используют плавкие предохранители и автоматические выключатели (автоматы). Автоматические выключатели имеют целый ряд преимуществ, связанных с малым временем повторного включения и возможностью защиты как от токов короткого замыкания, так и от перегрузок, в результате чего отпадает необходимость в использовании тепловых реле. Иногда цепи нескольких двигателей защищают с помощью одного аппарата. Для предотвращения самоходов при исчезновении и повторном появлении напряжения питания в электрических схемах управления применяют нулевую защиту. Для этого в исходном положении механизмов устанавливают реле нулевой защиты, которое при исчезновении напряжения отключается и включается лишь при нахождении механизмов в исходных положениях. Эти реле своими контактами подготавливают цепи к автоматической работе. При срабатывании аппаратов нулевой защиты электропривод сразу же отключается от сети. Остановка главного привода станка во время резания может привести к браку и поломке самого станка. Причем стоимость вышедших из строя изделий и инструмента может значительно превышать стоимость электродвигателя привода. Система защиты строится так, что при срабатывании аппаратов защиты от перегрузки двигателя подается световой сигнал, а двигатель должен продолжать работать до окончания обработки детали и отвода подвижного узла в исходное положение. Контрольные вопросы: 1. Приведите устройство, принцип работы автоматической станочной линии с жесткой транспортной связью. 2. Приведите устройство, принцип работы автоматической станочной линии с гибкой транспортной связью. 3. Объясните принцип построения схем управления автоматическими линиями. 4. Приведите электрооборудование автоматических станочных линий. Литература 1. Правила устройства электроустановок. / Минэнерго СССР – 6-е издание, переработанное и дополненное – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 640 с. 2. Зимин, Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок: учебник для техникумов/ - Е.Н. Зимин, В.И. Преображенский, И.И. Чувашов. – М.: Энергоиздат. 1981. – 552с. 3. Шеховцов, В. П. Электрическое и электромеханическое оборудование: учебник/ - В.П.Шеховцов. – 2-е издание.- М.:ФОРУМ: ИНФРА-М. 2009-416с. 4. Технический кодекс установившейся практики. ТКП 339 – 2011 (02230). / Министерство энергетики Республики Беларусь. – Минск: Энергопресс. 2011. – 600с. ПереченьТНПА ГОСТ 2.710 -81 Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения ГОСТ 21.613-88 Силовое электрооборудование. Рабочие чертежи ГОСТ 21.614-88 Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах ГОСТ 2.709-89 Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах ГОСТ 30331 Электроустановки зданий |