Коротко о файле:Колледж / Актуальность моей работы связана с тем, что: с постоянным ростом требований к качеству изготовления и обработке деталей, сложности изготовления форм заготовок, как следствие в отрасли, возникает необходимость в постоянном совершенствовании процессов и внедрения все более современных разработок систем. Подобным решением является интеграция системы SINUMERIC 820 D на примере токарно-винторезного станка модели 16К30Ф3 с описанием процессов использования частотного преобразователя. / Состав: 8 листов чертежи + ПЗ (57 страниц)
Целью выпускной квалификационной работы «Разработка системы аппаратного управления токарно-винторезного станка 16К30ФЗ» является: выполнение технического анализа системы управления, технический анализ токарного станка, а также анализ требований подключения преобразователя.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
рассмотреть общие сведения о системах управления и станках с программным управлением;
произвести анализ и структуризацию материала по вопросам подключения, управления системы SINUMERIC 820D;
проанализировать структурную, принципиальную и силовую схему оборудования;
произвести анализ возможных неисправностей силовой схемы и способы их устранения;
изучить и систематизировать материалы технической литературы по вопросам организации и общих принципов программного управления станком с ЧПУ;
изучить и систематизировать материал технической литературы по вопросам управления преобразователей ALTIVAR.
Объектом исследования является система ЧПУ SINUMERIC 820D
Предметом исследования является станок 16К30Ф3.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 6
Основная часть
Разработка системы аппаратного управления токарно-винторезного станка 16К30ФЗ 10
1 Описание и назначение основных узлов станка 10
1.1 Назначение станка 10
1.2 Область применения 12
1.3 Принцип работы станка 12
1.4 Устройство и работа основных узлов 12
1.5 Механизм быстрого отвода суппорта 15
1.6 Смазывание и обслуживание станка 16
1.7 Описание системы смазки 17
1.8 Построение графика частоты вращения 18
2 Общие сведения о автоматизации и программном управлении 20
2.1 Описание подхода и принципа 20
2.2 Общие сведения о программном управлении станками 23
2.3 Цикловое программное управление станками 23
2.4 Общие сведения о понятии ЧПУ 25
2.5 Базовые принципы управления автоматикой станка 25
3 Разработка цифровой системы SINUMERIC 820 D с подключением привода
ALTIVAR 29
3.1 Сведения о подключении станка к системе управления 29
3.2 Базовые функции УЧПУ объединенная схема 29
3.3 Размещение оборудования станка 31
3.4 Подключение цифровых входов (X100 ...X105) 40
3.5 Подключение цифровых выходов (X200, X201) 43
3.6 Питание СЧПУ (X1) 47
3.7 Преобразователь частоты на примере модели Altivar 48
3.8 Назначение преобразователя 49
3.9 Принцип работы преобразователя 49
4 Охрана труда и техника безопасности 53
5 Экономический расчет проекта 55
5.1 Сумма годовых амортизационных отчислений до и после внедрения 55
5.2 Основные рабочие 56
5.3 Время простоя оборудования за год до и после модернизации 56
5.4 Ремонтные рабочие 56
5.5 Начисление в социальное страхование 57
5.6 Затраты на силовую энергию 58
5.7 Затраты на дорогостоящую технологическую оснастку 58
5.8 Затраты на ремонт и содержание станка 59
5.9 Экономический эффект 59
Заключение 61
Список использованных источников 62
Приложение 64
Приложение А. Ведомость дипломного проекта 65
Чертежи проекта:
1.Общий вид станка 16К30ФЗ
2. Кинематическая схема и рафик частот вращения
3. Функциональная схема ЧПУ
4. Схема обменных сигналов
5. Схема подключения SINUMERIC к станку
6. Схема подключения входов и выходов
7. Частотный преобразователь
8. Принцип действия частотного преобразователя
В моей работе будет рассматриваться система SINUMERIK 820 D за многие года своего существования хорошо зарекомендовала себя и утвердилась на рынке станков. Развитие технологии требует от систем УЧПУ всё большей производительности и функциональности промышленного оборудования. На этапе разработки продукта определяются его возможные воздействия на окружающую среду: поэтому многие изделия автоматизации отвечают требованиям директивы ЕС RoHS (Restrictionof Hazardous Substances), а производственные комплексы сертифицированы по DIN EN ISO 14001. Наилучшим примером этого является система SINUMERIC 820 D для управления металлорежущим оборудованием.
В моем проекте так же рассматривается преобразователь частоты от компании SchneiderElectric, Altivar.
Токарно-винторезный станок модели 16К30Ф3 предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем различной сложности в один или несколько проходов в замкнутом полуавтоматическом цикле и нарезание крепежных резьб.
Технические характеристики
№
Наименование
Величина
1.
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм
200
2.
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие в шпинделе, мм
50
3.
Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм
1000
4.
Наибольшая длина продольного перемещения каретки, мм
900
5.
Наибольшая длина хода поперечного суппорта, мм
250
6.
Высота резца, мм
25
7.
Масса станка (без гидроагрегата, электрошкафа, стоек ЧПУ, приводов подач и привода главного движения), кг
500
8.
Частота вращения шпинделя, об/мин
12,5-2000
9.
Пределы частоты вращения шпинделя, устанавливаемые вручную, об/мин:
I диапазон
12,5-200
II диапазон
50-800
III диапазон
125-2000
10.
Пределы программируемых подач, мм/об:
продольных
0,01-40
поперечных
0,05-20
11.
Скорость быстрых ходов, не менее, об/мин:
продольных
2000
поперечных
2000
12.
Дискретность перемещения, мм
продольных
0,01
поперечных
0,005
13.
Пределы шагов нарезаемых резьб, мм
0,01-40,35
14.
Количество позиций автоматической поворотной
6
15.
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Н*м
2200
16.
Максимальное усилие резания, Н
2800
17.
Максимальное усилие подачи в направлении оси Х, Н
21000
18.
Максимальное усилие подачи в направлении оси Y, Н
22000
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В выпускной квалификационной работе на тему «Разработка системы аппаратного управления токарно-винторезного станка 16К30ФЗ» рассмотрена разработка методов интеграции системы SINUMERIC 820 D. Одним из внедряемых компонентов управления, был рассмотрен частотный преобразователь. В процессе работы был 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. В результате модернизации повышается производительность оборудования, снижаются эксплуатационные расходы, снижается брак.
Модернизация оборудования для сокращения машинного времени осуществляется путем повышения технологических характеристик, обычно это бывает путем повышения жесткости и виброустойчивости узлов станка, повышения жесткости крепления инструмента. Модернизация для сокращения вспомогательного времени проводят по пути оснащения различными защитными, загрузочно-разгрузочными устройствами.
Повышение точности модернизируемых станков получают в результате повышения кинематической точности (усовершенствование отсчетных устройств). Геометрической точности (усовершенствование конструкции опор шпинделя, установка высокоточных подшипников, повышения жесткости узлов), уменьшение температурных деформаций. Разработаны рекомендации по последовательности производства монтажных работ.
Результатом выполненной работы можно считать, всестороннее рассмотрение цифровой системы управления применяемой для управления частотным преобразователем на токарном станке. Для выполнения данной работы, были изучены массивы технической литературы по вопросам автоматизации, способов управления и подключения. Рассмотрен выбранный нами станок с технической составляющей. Изучена литература по обслуживанию станка, его применению и эксплуатации на производстве.
В Экономической части проекта была рассчитана себестоимость разработки системы аппаратного управления токарно-винторезного станка 16К30Ф3 составляет 2371883,28руб
Таким образом, цели и задачи, поставленные и выпускной квалификационной работе считаю выполненными.
