Разработка мероприятий по эксплуатации и наладке ЭСПУ металлорежущих станков

1.Введение.

Курсовой проект по теме «Разработка мероприятий по эксплуатации и наладке ЭСПУ металлорежущих станков» является завершающей частью изучения предмета «Эксплуатация и наладка устройств программного управления в автоматизированном производстве».

Целью курсового проекта является приобретение навыков в выполнении эксплуатационных и наладочных операций и восстановлении работоспособности ЭСПУ, а также обеспечения надёжности работы ЭСПУ при их эксплуатации.

В соответствии с целью  ставится задача разработать методику эксплуатации и наладки электронной системы программного управления с применением контрольно-измерительной и диагностической аппаратуры.

Теоретическая часть  курсового проекта позволяет  всесторонне изучить назначение, принцип работы, состав заданного модуля устройства ЧПУ и заданного электропривода.

В период эксплуатации ЭСПУ под воздействием климатических факторов, агрессивных сред, электрических и магнитных полей, вибрации и ударов не исключена возможность выхода из строя отдельных её модулей или всей системы в целом. Поэтому хорошо продуманная организация профилактических и ремонтных работ, своевременное и тщательное их выполнение является важнейшим фактором, позволяющим поддерживать надёжность работы  ЭСПУ на необходимом уровне в период её эксплуатации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Общая часть.

2.1.Назначение  и функции выполняемые заданным  устройством в системе ЧПУ.

Функции устройства ЧПУ  можно определить через систему  его необходимых внешних взаимодействий.

УЧПУ выступает как  управляющий автомат к своему собственному объекту (станок и др.).

УЧПУ вместе со станком  и само является объектом управления в окружающей производственной среде.

Взаимодействие устройства ЧПУ с объектом станков состоит  в управлении формообразованием  детали – это геометрическая задача ЧПУ. В управлении дискретной автоматикой станка – логическая задача ЧПУ. В управлении рабочим процессом станка – это технологическая задача ЧПУ. Взаимодействие с окружающей производственной средой – терминальная, проявляется через диалог оператора и информационный обмен с ЭВМ высшего уровня.

 Взаимодействие УЧПУ  с объектом (станком) состоит в  управлении формообразованием детали (это геометрическая задача ЧПУ); в управлении дискретной автоматикой  (логическая задача ЧПУ); в управлении  рабочим процессом станка (технологическая задача). Взаимодействие с окружающей средой (терминальная задача) проявляется через диалог оператора и информационный обмен с ЭВМ высшего ранга.

Геометрическую задачу ЧПУ  можно определить следующим образом: отобразить геометрическую информацию чертежа в совокупность таких формообразующих движений станка, которые материализуют чертёж в конечном изделии. Формообразующие движения воспроизводятся следящими приводами станка. Следящие приводы подач расположены так, что они соответствуют координатной системе станка, которая осуществляет в процессе обработки управление относительно движения инструмента и заготовки.

Логическая задача ЧПУ называется ещё задачей технологического обеспечения. К числу вспомогательных операций относится управление автоматической смены инструмента, управление переключениями в приводах подач, ограничениями рабочей зоны, управление переключениями в приводе главного движения, управление зажигательными приспособлениями, охлаждением, смазыванием перемещений ограждений и т.д. Все эти функции выполняются цикловой электроавтоматикой, которая обеспечивает подготовку к работе станка.

При решении логической задачи ЧПУ в качестве исполнительной выступают исполнительные цикловые механизмы объекта, а функции  управления автомата выполняет система цикловой электроавтоматики.

Терминальная задача ЧПУ включает все проявления взаимодействий УЧПУ с окружающей средой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Назначение  и принцип работы заданной  принципиальной электрической схемы  устройства ЧПУ.

Блок питания стабилизирующий БПС 18-1 предназначен для питания микро-ЭВМ «Электроника НЦ-31», цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), датчиков положения, импульсных преобразователей, согласующих устройств и устройств автоматики, которые входят в состав системы программного управления.

Блок питания обеспечивает подачу постоянных напряжений на контакты разъёмов, с помощью которых он стыкуется с микро-ЭВМ «Электроника НЦ-31», цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП) и другими устройствами системы программного управления. Питание блока осуществляется от промышленной сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Кроме постоянных напряжений блок питания вырабатывает сигналы АСП и АИП, характеризующие режим его работы и состояние сети, которые передаются в микро-процессор через выходной разъём блока БПС 18-1-2 .

Сетевое напряжение предварительно понижается трансформаторами, выпрямляется и фильтруется. Блок питания имеет 7 стабилизирующих каналов и 1 нестабилизирующий. Все стабилизирующие каналы имеют электронную защиту от перегрузок по току и коротких замыканий.

Сохранение программы  при снятии канальных напряжений и автоматический пуск программы  при их восстановлении обеспечивается схемой логики, которая обнаруживает нарушение питания и вырабатывает канальные сигналы АСП и АИП, информирующие модули процессора о состоянии блока питания и уровне сетевого напряжения.

 

 

 

 

 

 

2.3. Назначение  и состав заданного электропривода

Электропривод КЕМРОС предназначен для привода главного движения в  металлорежущих станках.

Блочная схема преобразователя показана на рисунке 1, где

1 – Задатчик интенсивности

2 – Регулятор скорости

3 – Токоограничение

4 – Блок ограничения  момента

5 – Регулятор тока

6 и 7 – Блоки задания  предварительного угла открывания  тиристоров

8 – СИФУ(система импульсно-фазового управления) выпрямителем для якоря.

9 и 10 – Импульсные  трансформаторы

11 – Блок ЛОГИКА  определяет направления вращения, причём его сигналы разрешают  Лии не разрешают работу одного  из двух управляемых выпрямителей  напряжения на якоре

12 – Дифференциальная коррекция обратной связи по скорости

14 – Выпрямитель сигнала  обратной связи по току

15 – Блок определения  знака обратной связи по току

16 – Детектор направления  заданного тока

17 – Выпрямитель питания  сети якоря

18 – Блок задания  тока возбуждения

19 – Регулятор тока возбуждения

20 – СИФУ выпрямления  сети возбуждения

21 – Блок импульсных  трансформаторов

22 – Преобразователь напряжения на якоре

23 – Блок модуля  сигнала, пропорционального напряжению  на якоре

24 – Дифференцирующая  – интегрирующая цепь

25 – Выпрямитель питания цепи возбуждения

26 – Переключатель  заданного сигнала по скорости

27 – Блок позиционирования

28 – Блок питания  управляющей электроники

L – Сетевой дроссель

TV – Трансформатор возбуждения

B – Датчик тока возбуждения

TA – Датчики тока якоря

M - Двигатель

BR – Генератор тахометрический

PC – Пульскодер

 

При диагностике привода необходимо на вход платы «регулятора» подать напряжение задания (например +5В) и  с помощью осциллографа проконтролировать  его в контрольной точке 1107, оно должно быть примерно =+5В, далее проверяем суммирование сигналов Uзад и Uт на микросхеме DA62, при достижении заданной скорости на выходе П-регулятора напряжение должно быть =0 (1108). Аналогично проверяем регулятор скорости (1109). Далее проверяем регулятор тока в контрольной точке (1111). При неисправной работе микросхем заменяем их.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Описать работу функциональных узлов, входящих в заданную электрическую схему ЧПУ с диаграммами их работы.

Модуль электропитания состоит из следующих функциональных узлов:

- Силового трансформатора;

- Выпрямителей;

- Фильтров;

- Стабилизаторов;

- Схема логики.

 

Силовые трансформаторы на входе модуля электропитания БПС 18-1 предназначены для предварительного понижения сетевого напряжения.

 

 

 

 

Фильтры предназначены для сглаживания нелинейных характеристик модуля электропитания от напряжения питающей сети. Фильтры собраны на основе конденсаторов С1…С9, С11…С14.

 

 

 

 

 

Также перед фильтрами  устанавливаются выпрямители сетевого напряжения, которые находятся на плате ОЮ4.883.151. Выпрямители собраны на основе диодов VD1-VD16.

Модуль электропитания БПС 18-1 имеет 7 стабилизирующих каналов и 1 нестабилизирующий. Все стабилизирующие каналы имеют  электронную защиту от перегрузок по току и коротких замыканий. Кроме  того, каналы обслуживающие ЦАП и ОЗУ имеют электронные защиты от перенапряжений на выходе. При срабатывании хотя бы в одном канале схемы защиты от перегрузок и КЗ, запираются проходные силовые транзисторы обоих каналов и цепи их нагрузок обесточиваются.

 

 

 

 

 

Схемой логики осуществляется сохранение программы при снятии канальных напряжений и автоматический пуск программы при из восстановлении. Схема вырабатывает сигналы АСП и АИП, тем самым информируя процессор о состоянии модуля электропитания и уровне сетевого напряжения. Если величина напряжения больше 220 ±15%В, то логический сигнал АСП имеет высокий уровень. Если амплитуда 2-х полупериодов сетевого напряжения стала ниже установленного уровня, уровень АСП становится низким. При нормальных канальных напряжениях уровень канального сигнала АИП высокий. При понижении выходного напряжения хотя бы в одном из каналов уровень сигнала АИП становится низким. Низкий уровень сигнала АИП является командой для остановки процессора.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Конструкторская  часть

3.1. Разработать  структуру эксплуатационной службы с описанием вида профилактических работ.

 

Служба технического обслуживания станков с ЭСПУ в  своём составе должна иметь электроника, электриков, слесарей-ремонтников по механической и гидравлическим системам, которые объединяются в комплексные бригады. Они выполняют ежедневные профилактические мероприятия, проводят плановые текущие ремонты и устраняют отказы всех систем станков с ЭСПУ. Для внеплановых ремонтов пробных кинематических механизмов или работ, связанных со значительной разборкой оборудования привлекаются ремонтные бригады РМЦ.

В состав службы технического обслуживания и ремонта входят участки технического обслуживания, лаборатории ремонта электронных устройств и микропроцессорной техники, совершенствования оборудования с ЭСПУ и группы планирования производства.

На службы технического обслуживания и ремонта возлагаются  следующие задачи:

1. Обеспечить стабильную  техническую готовность оборудования  с ЭСПУ путём выполнения плановых  профилактических мероприятий и  внепланового ремонта.

2. Осуществлять технический  надзор за выполнением правил  эксплуатации ЭСПУ.

3. Участвовать в разработке  плановых профилактических мероприятий  и внеплановых ремонтов систем  закреплённого оборудования, совершенствовании методик  контроля параметров ЭСПУ и станков, внедрения прогрессивных методов ремонта.

4. Контролировать правильность  монтажа, участвовать в отладке оборудования с ЭСПУ.

5. Совместно с группой  планирования и подготовки производства  оформлять заявки на приборы,  запчасти, необходимые для выполнения ремонтных работ и модернизации оборудования с ЭСПУ.

 

 

 

3.2. Разработать  метод поиска заданной неисправности  в системе ЧПУ с использованием  контрольно-измерительных приборов.

 

Определение и отыскивание  неисправности – один из наиболее сложных процессов при ремонте устройства ЧПУ.

Для того, чтобы быстро найти причину неисправности, необходимо чётко представить себе принцип  работы УЧПУ (модуля), изучить его принципиальную электрическую схему, знать факторы, от которых зависят основные параметры, и правильно установить направление поиска неисправности.

Наладку и проверку модуля осуществляют с помощью диагностического оборудования. Техническое диагностирование представляет собой процесс определения  технического состояния объекта  диагностирования с определённой точностью. Задача диагностирования состоит в том, чтобы своевременно обнаружить дефекты, найти места и причины их возникновения, чтобы в конечном итоге восстановить нарушенное дефектом соответствие объекта техническим требованиям.

Техническое диагностирование с целью определения мест, причин и видов дефектов объекта называется поиском дефектов. Их поиск необходим для выполнения и замены дефектных компонентов или связи объекта для устранения ошибок монтажа и т.д. После устранения дефектов объект становится исправным, работоспособным или правильно функционирующим. Поиск дефекта является существенной составляющей наладки на этапе эксплуатации.