Асу для токарного станка

Автоматизация станков токарного типа

Автоматизация станков сводится к производству и внедрению устройств, которые в некоторой степени или полностью освобождают оператора от управления токарным станком. Для универсальных токарно винторезных станков характерна невысокая степень автоматизации управления циклом работы. На станках, у которых отсутствует автоматизация, установка и закрепление заготовки занимают примерно 25 — 30% штучного времени и требуют определенного физического напряжения рабочего. Применение механических зажимных приспособлений позволяет сократить это время в 8 — 10 раз при минимальной затрате ручного труда простым нажатием кнопки, поворотом рукоятки и т. п.

Для автоматизации станка в операции зажима заготовок чаще всего применяют специальные патроны, пневматические или гидравлические. На рис. 1 изображен патрон с пневмоцилиндром, установленным на заднем конце шпинделя.

Рис. 1. Трехкулачковый пневматический патрон токарного станка.

Поворотом крана, установленного на станке, сжатый воздух из сети подается через неподвижную муфту 1 либо в правую, либо в левую полость пневмоцилиндра 2 и перемещает поршень з со штоком 4. Тягой 9, проходящей через центральное отверстие шпинделя, шток 4 связан со втулкой 5 патрона; при осевом смещении втулка поворачивает рычаги 6, которые разводят и сводят кулачки 8. Кулачки можно переставлять винтом 7 соответственно диаметру зажимаемой заготовки. Автоматизация станка выключает его, если давление в сети падает ниже допустимого.

Для механизации движения пиноли задней бабки служит пневмоцилиндр 3 (рис. 2) двустороннего действия, поршень 2 которого перемещает винт 1 пиноли. Предварительная установка пиноли производится маховичком 4, который проворачивает винт во втулке поршня.

Читайте также:  Станок для заточки ножей украина

Рис. 2. Пневмоцилиндр перемещения пиноли задней бабки токарного станка.

В токарно винторезных станках широко применяют устройства, автоматизирующие останов суппорта и выключение станка при достижении заданного размера обрабатываемой заготовки (работа по упорам). На рис. 3 показан многопозиционный упор, ограничивающий продольные перемещения суппорта, корпус упора 1 с помощью планки 2 и болтов 7 закрепляется на передней направляющей станины. Диск 6 с упорами 3, регулируемыми по длине, можно поворачивать на оси 4 рукояткой 5. Диск фиксируется в каждом из четырех положений.

Рис. 3. Многопозиционный упор станка токарного типа

После того как суппорт дойдет до упора, в фартуке срабатывает предохранительное устройство, отключающее цепь подач. Сходные по конструкции упоры применяются и для ограничения хода поперечной каретки суппорта. Это позволяет производить точную обработку на заданные диаметры, не пользуясь для этого отсчетными устройствами суппорта и измерительными инструментами.

Применение продольных и поперечных упоров позволяет автоматизировать обработку деталей типа ступенчатых валиков. Применение загрузочно разгрузочных устройств в сочетании с механизацией закрепления заготовок и автоматизацией цикла управления станком позволяет превратить универсальное токарно винторезное оборудование в автоматизированный станок и встроить его в автоматическую линию.

Источник

АСУ Токарно-револьверный станок

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение Удмуртской Республики
ГЛАЗОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по МДК 04.02 «Автоматизированные системы управления технологическими процессами»
ТЕМА: Проектирование автоматизированной системы управления технологического процесса токарно-револьверного станка

Токарно-револьверный станок применяется для обработки заготовок или деталей из калиброванного прутка.
На станке производятся следующие виды токарной обработки: обточка, расточка, подрезка, проточка и расточка канавок, сверление, зенкерование, развёртывание, фасонное точение, обработка резьб метчиками, плашками и резцами.

Содержание
Введение
1. Характеристика установки 6
1.1 Область применения 6
1.2 Режим работы 7
1.3 Составные части 8
2. Таблица спецификаций установки 15
3. Планово-предупредительный ремонт 16
4. График ППР 19
5. Описание технологического процесса 20
6. Выбор измеряемых, контролируемых и регулируемых параметров технологического процесса
7. Выбор оборудования для автоматизации технологического процесса 22
8. Разработка схемы автоматизации технологического процесса 23
9. Сметно-финансовый расчет 24
10. Основные неисправности и способы их устранения 25
11. Охрана труда 27
Заключение 34
Список используемой литературы 35

Состав: Принципиальная схема, схема электрическая монтажная, ПЗ

Источник

Способ автоматизированного управления токарным станком

Владельцы патента RU 2245774:

Изобретение относится к области управления металлорежущими станками, в частности станками с ЧПУ. Способ включает генерирование управляющих сигналов и их подачу на шаговые двигатели станка. Для повышения степени автоматизации и качества обрабатываемых деталей генерирование управляющих сигналов производят на основании информации о взаимодействии плоских изображений объектов, участвующих в процессе резания, формируемых на мониторе компьютера в процессе изменения контура изображения заготовки и придании ему формы готовой детали.

Изобретение относится к способам автоматизированного управления металлорежущими станками.

Ныне существующие способы автоматизированного управления токарными станками основаны либо на логике ручного повторения контура детали с последующим его многократным автоматизированным воспроизведением, либо предусматривают для изготовления каждой новой детали создания оригинальной программы, реализующей алгоритм работы токарного станка.

Общими недостатками этих систем являются низкая степень автоматизации производства, нестабильный уровень качества производимых деталей, высокие издержки подготовительных этапов и, как следствие, необходимость активного участия человека на всех этапах процесса изготовления детали. Кроме того, такие системы достаточно дороги, так как предусматривают для своего производства изготовления оригинального оборудования.

Техническая задача заключается в принципиальном устранении названных недостатков путем применения новой логики управления токарным станком, основанной на идее конструирования адаптивных регуляторов нового класса: самоорганизующихся оптимальных регуляторов с экстраполяцией (см. Современная прикладная теория управления: Оптимизационный подход в теории управления / Под ред. А.А.Колесникова. — Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч. 1 — 400 с.)

Указанная задача достигается тем, что предлагаемый алгоритм управления предусматривает подключение токарного станка, оснащенного шаговыми двигателями, к персональному или удаленному компьютеру через любой стандартный либо оригинальный двусторонний интерфейс и основана на формировании управляющих команд на шаговые двигатели станка на основе графической информации о взаимодействии плоских изображений объектов — участников процесса резания (деталь, заготовка, резцы и т.п.) по ниже описываемой схеме.

На мониторе компьютера формируются плоские изображения объектов — участников процесса резания. Цвет изображения каждого объекта должен быть оригинальным. Способ формирования изображений (фотографирование, сканирование, черчение средствами встроенного либо любого стандартного графического редактора) определяется логикой работы управляющей программы. Далее, по специально реализованному алгоритму, учитывающему специфику работы токарного станка, изображения объектов вступают во взаимодействие друг с другом с целью изменения контура изображения заготовки и придания ему формы контура готовой детали. При этом формируются команды управления, которые через любой доступный интерфейс передаются на шаговые двигатели приводов станка. Алгоритм взаимодействия объектов должен быть достаточно универсальным, предусматривать возможность работы с широкой номенклатурой режущих инструментов и поддерживать различные режимы резания. Поэтому для изготовления на токарном станке с предлагаемой логикой работы произвольной детали необходимо произвести только подготовительные работы. В основном они предусматривают формирование плоских изображений заготовки, детали и резцов в памяти компьютера. Используемый видеорежим монитора компьютера не влияет на процесс работы и может быть любым. Обратная связь может быть реализована любым из известных способов. При этом можно контролировать как положение, так и степень износа режущего инструмента с одновременной корректировкой изображений взаимодействующих объектов.

Точность изготовления детали определяется шагом дискретизации управляющих команд, который ограничен лишь ресурсами видеоподсистемы и геометрическими размерами заготовки (классом станка), а также конечной степенью точности, которой обладают токарные станки (шаг

50 мкм). Последний фактор будет являться определяющим.

Интерфейс между компьютером и токарным станком некритичен к пропускной способности и может быть любым. В простейшем случае можно использовать любой стандартный двунаправленный интерфейс, но оптимальным, по-видимому, является создание специального контроллера, лишенного специфических функций. Эта задача не представляется сложной, так как номинально назначение контроллера заключается лишь в двусторонней передаче сигналов. Можно предусмотреть возможность управления из одной программы одновременно большим числом станков.

Требования к характеристикам аппаратной части компьютера минимальны и сводятся к требованиям к производительности видеоподсистемы компьютера. Теоретически требования к типу операционной системы отсутствуют. Поскольку основную нагрузку будет испытывать видеоподсистема, можно порекомендовать MacOS или Windows-совместимую, но в принципе подойдет любая современная.

Сам токарный станок может быть оригинальным либо серийным. Приводы суппорта, подачи охлаждающей жидкости, вращения резцедержателя, подачи резцов должны быть (до)оснащены шаговыми двигателями достаточной мощности.

Предлагаемая автоматизированная система является достаточно автономной и способна полностью заменить ручной труд. При решении вопроса автоматической смены заготовок и использовании интерфейсов соответствующей протяженности она может быть локализована в отдельном помещении и не требовать отдельных затрат на освещение, кондиционирование и т.п.

Способ автоматизированного управления токарным станком, включающий генерирование управляющих сигналов и их подачу на шаговые двигатели станка, отличающийся тем, что генерирование управляющих сигналов производят на основании информации о взаимодействии плоских изображений объектов, участвующих в процессе резания, формируемых на мониторе компьютера в процессе изменения контура изображения заготовки, и придании ему формы готовой детали.

Источник

Оперативные системы управления станками ч.2

Существуют различные варианты реализации оперативной системы управления (ОСУ) станком. Каждый из них имеет свои особенности. Однако, исходя из оборудования,взятого за основу ОСУ, их можно разделить на две группы:

  • ОСУ на базе серийных комплектов ЧПУ (CNC) ;
  • ОСУ на базе программируемого контроллера и панели оператора.

Реализация ОСУ на базе ЧПУ

Недостатки данного варианта реализации ОСУ:

  • возрастает стоимость станка, так как приходится покупать станок с ЧПУ и докупать программный модуль ОСУ. Так же следует учитывать, что для реализации удобного и практичного интерфейса ОСУ требуются существенные графические мощности, которые не характерны для бюджетных ЧПУ.
  • наличие оболочки ОСУ не позволяет воспользоваться всеми возможностями станка с ЧПУ.

Использование станков с ЧПУ, оснащенных такими ОСУ, может быть оправдано в нескольких случаях:

Во-первых, если на станке обучается будущий оператор станка с последующим плавным переходом от ОСУ к ЧПУ. Такая система должна обеспечивать сохранение заданных в оболочке ОСУ циклов в виде программы из G-кода ;

Во-вторых, когда на станке попеременно обрабатываются как детали со сложным профилем, так и простые детали. В этом случае программы для сложных деталей создает технолог у себя в кабинете, а простые детали задаются оператором станка в оболочке ОСУ, которая служит для облегчения работы оператора.

Достоинства подобного решения:

  • использование в качестве базы программного модуля ОСУ уже известных многим аппаратных решений (модуль ЧПУ);
  • возможность обмена программами обработки деталей между разнотипными станками с такой системой (G-код).

Реализация ОСУ на базе программируемого контроллера и панели оператора

К недостаткам данного решения можно отнести:

  • трудоемкость разработки ОСУ на базе программируемого контроллера;
  • зависимость формата хранения программ обработки от конкретной реализации ОСУ.

К достоинствам же относятся:

  • снижение стоимости комплектации системы управления, что в конечном счете снижает себестоимость станка;
  • возможность создания удобного и гибкого операторского интерфейса, который можно оперативно адаптировать как под стандартные задачи, так и под особые требования заказчика.
  • применение при построении ОСУ программируемых панелей и контроллера позволяет гибко конфигурировать систему в соответствии с технологическими задачами и финансовыми возможностями.

Компания «КоСПА», используя рассмотренные выше положения, разработала системы ОСУ для следующих типов станков:

Источник

Оперативные системы управления станками ч.1

В связи с последними новостями о сокращении профессиональных специальностей еще более актуальными становится специализированные решения для автоматизации обрабатывающих станков.

Одним из факторов, сдерживающих в последние годы рост машиностроительного производства в России, является ощутимая нехватка квалифицированных операторов универсальных станков и, главное, станков, оснащенных ЧПУ. Причины этого – развал профессионально-технического образования и общая тяжелая экономическая ситуация, сложившаяся в 90-е годы. Множество предприятий оказалось в затруднительном положении из-за отсутствия необходимого кадрового резерва станочников. К тому же, подготовка персонала, обслуживающего, например, станки с ЧПУ, требует значительных затрат. А они не всегда оправданы, так как снижают рентабельность производства. Эти два обстоятельства ограничивают возможности производственников использовать как универсальные станки, так и станки с ЧПУ.

ОПЕРАТИВНАЯ СИСТЕМА КАК ВОЗМОЖНОЕ РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Решение данной проблемы видится во внедрении станков с оперативной системой управления (ОСУ, EASY CNC). Они органично вписываются в нишу между универсальными станками (в том числе и оснащенными УЦИ) и станками с ЧПУ.

Станки с ОСУ незаменимы в производстве деталей нормальной и повышенной точности мелкими или средними партиями. Особенно выгодно ОСУ при изготовлении однотипных деталей, например, на трубных и колесотокарных станках. Следует учитывать, станки с ОСУ ориентированы на производство наиболее распространенных типовых деталей. Тогда как для получения специальных деталей (например, с параболической поверхностью высокой точности) более применимы станки с ЧПУ.

Отличительным свойством ОСУ является доступность ее освоения операторами станков с минимальным опытом: выпускниками школ, работниками механических цехов, токарями низкой квалификации.

Не стоит расценивать идею ОСУ как очередной «особый российский путь». Проблема нехватки кадров и вопрос экономической целесообразности применения станков с ЧПУ для ряда задач характерна не только для современной России, но и для других, во многом более благополучных, стран.

Что же такое оперативная система управления? Это совокупность технических, программных и технологических решений, которые базируются на возможностях современной промышленной электроники и приводной техники, и направлены на повышение производительности труда и снижение нагрузки на оператора станка.

Современная оперативная система управления (ОСУ) призвана обеспечивать:

  • Возможность выполнения в ручном режиме отдельных операций или изготовления простых единичных деталей, как на универсальном станке;
  • Возможность задания последовательности обработки детали на основе типовых технологических циклов в пошаговом диалоговом режиме с последующей автоматической реализацией этой последовательности;
  • Возможность задания и выполнения технологических циклов, основанных на линейной и круговой интерполяции. Это шаг от универсальных станков к станкам с ЧПУ;
  • Возможность хранения множества подготовленных программ для обработки деталей;
  • Наглядность, интуитивную понятность, однозначность и эргономичность операторского интерфейса.

На станке, оснащенном ОСУ, программа изготовления детали делается «по месту» самим оператором, а не специально под готовленным программистом-технологом. Достаточно подойти к станку с чертежом или эскизом детали, выбрать базовые циклы обработки (например, проточка шейки вала или нарезание многозаходной резьбы) в нужной последовательности и задать минимальное количество понятных параметров для каждого цикла.

Здесь же могут быть заданы и такие технологические переходы, как точение конуса или галтели на месте сопряжения двух диаметров вала. Так исключается необходимость в специальных приспособлениях (коническая линейка для конуса) и смена инструмента (для галтели). Все это повышает производительность станка и точность изготовления деталей.

Дополнив систему возможностью хранения созданных программ, получаем значительную экономию времени на перенастройку станка с одной детали на другую. Для этого оператору достаточно вызвать ранее подготовленную программу и установить нужный инструмент. При этом она может многократно использоваться, точно так же, как и на станке с ЧПУ.

Операторский интерфейс станка должен содержать диалоговый режим, быть графическим, интуитивно понятным и обеспечивать минимальные действия оператора в процессе работы.

В станке, оснащенном ОСУ, заинтересованы две стороны: конечный потребитель, для которого станок – это средство производства, и производитель, для которого – это товар. Рассмотрим преимущества, которые получает каждая из этих сторон в случае оснащения станка ОСУ.

Преимущества, получаемые потребителем:

а) Для работы на станках с ОСУ от станочника не требуется такая высокая квалификация, как при работе на универсальных станках, или дополнительных знаний, как для работы на станках с ЧПУ. Диалоговый режим позволяет работать у станка оператору с минимальными знаниями, способному разобраться с интерфейсом сотового теле фона. Это значительно облегчает проблему поиска и оплаты труда квалифицированных специалистов;

б) По сравнению с универсальными станками, станки с ОСУ позволяют повысить производительность труда в среднем в 2 раза за счет обработки детали в полуавтоматическом или автоматическом режиме;

в) Для обработки деталей со сложной геометрией, содержащих конусы, сферы, различные резьбы, нет необходимости использовать сложные приспособления и переналаживать станок. А это – экономия времени и материальных затрат в производстве станка;

г) Применение сервоприводов подач и ШВП значительно повышает точность и надежность станка с ОСУ, снижает эксплуатационные расходы по сравнению с универсальными станками.

Преимущества станкозаводов, наладивших выпуск станков с ОСУ:

а) Использование на станке с ОСУ сервоприводов подач и ШВП позволяет отказаться от изготовления фартука, коробки подач и ходового винта, что приводит к значительному сокращению номенклатуры требуемых деталей, уменьшению трудоемкости мехобработки, сокращению цикла производства станка и времени на пусконаладочные работы (как у изготовителя, так и у конечного потребителя). Все это приводит к снижению себестоимости станка и увеличению полезной части жизненного цикла станка.

б) Станки с ОСУ привлекательны не только для средних и малых предприятий, но и для крупных машиностроительных холдингов, что означает расширение рынка сбыта для производителя таких станков.

Существуют различные варианты реализации ОСУ. Каждый из них имеет свои особенности. Их мы рассмотрим в следующей части.

Источник

Оцените статью