Обеспечение устойчивости и стабильности работы автоматизированного оборудования

Обеспечение требуемого уровня автоматизации станочного оборудования является сложной технико-экономической задачей. Максимальным уровнем автоматизации должно обладать оборудование, работающее при полном отсутствии персонала или при его незначительном участии, минимальным - оборудование с ручным управлением.

Станки оснащаются набором различных устройств и датчиков, с помощью которых организуется получение сведений о техническом состоянии станка (диагностическая функция), а также о материальных и информационных потоках, необходимых для его функционирования.

В табл. 12.1 указаны информационные устройства, используемые для диагностирования состояния станков; краткая характеристика материальных потоков приведена ниже. Главным входным потоком для станка является поток заготовок, имеющий регулярный непрерывный или дискретный характер и реализуемый с помощью загрузочного устройства. Аналогичный характер имеет поток обработанных деталей, реализуемый посредством разгрузочного устройства. К периодическим относятся потоки новых и изношенных инструментов, для организации которых служит инструментальный магазин, снабженный устройством загрузки-разгрузки инструментов и смены их в шпинделе станка, а также поток бракованных деталей, помещаемых в специальную тару. Регулярный поток СОЖ организуется системой ее подачи, а периодический или регулярный поток отходов - контейнером отвода стружки.

Для оценки состояния и управления функционированием станка служат адаптивные системы управления (рис. 12.9). На станке при этом устанавливается измерительная головка ИГ, а в системе управления расположен блок коррекции БК. От датчиков в БК поступают сигналы о температуре в шпиндельном узле, крутящем моменте Мкр, частоте пшвращения шпинделя, амплитуде А„ вибрации узлов, температуре гд обрабатываемой детали и погрешности ее размеров (длины 5/. и диаметра 50), а также температуре ^в стыках и рассогласовании А в приводах.

Устройства диагностирования состояния оборудования

Контрольные

характеристики

станка

Наименование

диагностического

устройства

Точность

контро

лируемого

параметра

Место располо- !

жения диагностического устройства

1

2

3

4

Контроль наличия за-

В загрузочном

готовок

устройстве

Счет числа обработан-

На станке

ных деталей

Материальные

Счет числа бракован-

Вне станка

потоки

ных деталей

Контроль давления

сож

и Л /Ч'Т'Л • V*/л

.

Контроль работы

±10%

па станке

устройства отвода стружки

На устройстве

IV« 1

отвода стружки

На станке или

Контроль размеров

измерительной

взаимного расположения

1 ЛЛП/

позиции у стан-

поверхностей заготовок

±20%

ка

То же на изме-

То же обработанных

ригельной пози-

деталей

±5%

ции у станка

Контроль шерохов-

атости обработанной по-

±10%

То же

верхности

Контроль силы реза-

Техническое

ния

±10%

—«—

состояние

Контроль мощности

і і /ло/

//

. резания

±10%

Контроль нагрева уз-

ППЙ (ТЯН^Я

±2°С

Лч/О V 1 СІ I 1 Г СІ

Контроль нагрева СОЖ

±2°С

Учет стойкости конк-

ретного инструмента

±10%

Учет наличия инстру-

мента в магазине

Контроль поступ л е-

ния на станок управляю-

щей программы

? ,

2

3

4

!

Контроль функциони-

рования терморегулирующих устройств на участке предварительной механической обработки

±2°С

В цехе

Производ

ственная

То же на участке финишной обработки

±1°С

среда(вне

То же на участке сборки

±ГС

станка)

То же в зоне располо-

±0,5°С;

жения измерительных устройств и КИМ

Контроль функциони-

т

±0,25°С

—«—

рования устройств обес-

печивающих чистоту воздуха в цехе

ПДК“

К подобным устройствам принадлежат вентиляторы, фильтры, заслонки и т.п.

*' ПДК - предельно допустимая концентрация содержания вредных веществ (в 1 м! воздуха не должно содержаться более 10 000 частиц размером более 0,5 мкм)

Для автоматизированных металлорежущих станков важным показателем является информация о состоянии режущего инструмента, которая может быть получена с помощью различных датчиков (тока, мощности, уровня вибрации и т.п.). На схеме, показанной на рис. 12.9, эта информация поступает от датчиков, измеряющих амплитуду Ар колебаний шпиндельного узла, и служит для вибродиагностического контроля состояния инструмента (по мере его изнашивания возрастают сила резания и уровень колебаний). Поскольку станки с адаптивным управлением, как правило, снабжаются автоматическими загрузочно-разгрузочными устройствами, необходим контроль правильности базирования заготовки в зажимном приспособлении станка (на рис. 12.9 — соответствующий информационный показатель А6).

Процедура адаптации системы управления к условиям обработки состоит в том, что сначала выполняют пробный проход (или обрабатывают первую заготовку), а затем измеряют обработанную поверхность и определяют необходимые параметры, т.е. получают недостающую информацию, требуемую для размерной настройки станка.

Другая группа адаптивных систем предназначена для управления режимом резания, что обеспечивает, кроме выполнения технологической наладки, защиту станка от поломок. В этом случае используют датчики усилий, мощности, вибраций и др. Они передают информацию о фактическом протекании процесса резания в систему управления, которая

Принципиальная схема металлорежущего станка с адаптивной системой управления

Рис. 12.9. Принципиальная схема металлорежущего станка с адаптивной системой управления: 1 - интерполирование и управление приводами; 2 -управление циклом обработки; 3 - стабилизация температуры шпиндельного узла; 4 - измерение отклонений формы и размеров обработанной детали; 5 -определение мощности резания; 6 - контроль амплитуды вибраций узлов; 7 -диагностирование состояния инструмента; 8 - проверка точности установки заготовки; 9 - контроль износа узлов станка; 10 - контроль нагрузки приводов; ИГ - измерительная головка; БК - блок коррекции; ДП - дополнительные

приводы; ПА - устройство путевой автоматики

в соответствии с выбранными критериями назначает и уточняет режим обработки. Такой метод (при наличии системы стабилизации температуры узлов) позволяет успешно защищать станки от поломок.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >