Технические разделы

Управление автоматической линией из неагрегатных станков

В современном машиностроении особое место принадлежит средствам электрической автоматизации и электрическому приводу. Электрическим приводом называют устройство, состоящее из электродвигателя, аппаратуры управления им и механических передач, связывающих электродвигатель с рабочими органами производственной машины.

Первый электрический двигатель был изобретен в 1834 г. русским академиком Б.С. Якоби. В 1838 г. Б.С. Якоби создал и первый электропривод. Его электродвигатель, установленный на лодке, двигал ее с 12 пассажирами по Неве. Б.С. Якоби своими работами доказал возможность практического применения электропривода. Решающее значение для развития электропривода имел изобретенный русским инженером М.О. Доливо-Добровольским в 1891 г. трехфазный асинхронный двигатель. Эти простые и надежные машины до настоящего времени являются основными двигателями на промышленных предприятиях.

Рассмотрим основные этапы развития электрического привода производственных машин. Долгое время для привода всех производственных машин предприятия применяли одну паровую машину достаточной мощности. Это был общезаводский паровой привод. В дальнейшем паровую машину заменил электродвигатель.

Неудобства распределения энергии внутри здания посредством междуэтажных механических передач послужили причиной возникновения группового привода. В этом случае производственные машины разбивали на большие группы, приводимые в движение отдельными электродвигателями достаточной мощности. Движение к производственным машинам по-прежнему передавалось посредством трансмиссий. Такой привод был малоэкономичным, так как потери энергии в трансмиссиях были велики.

Впоследствии групповой привод был заменен одиночным приводом, в котором каждый станок снабжали отдельным электродвигателем. При использовании одиночного привода уменьшались строительные расходы, облегчалась планировка цеха и работа подъемных кранов, значительно улучшались условия труда. Применение электропривода со специфическими электромеханическими свойствами и с удобным конструктивным оформлением приводит к постепенному слиянию электрооборудования с элементами производственной машины.

Когда станок имеет ряд подвижных узлов, применяют отдельные электродвигатели для перемещения каждого узла. На станке, снабженном таким многодвигательным приводом, рабочий должен лишь управлять отдельными двигателями посредством кнопок, переключателей, регуляторов частоты вращения. В результате сокращается время, затрачиваемое на вспомогательные перемещения, и повышается производительность труда.

Число электродвигателей, устанавливаемых на одном станке, может доходить до нескольких десятков. Быстрое и точное управление этими электродвигателями становится для рабочего трудным, а иногда и непосильным, при высокой производительности станка и малом времени обработки одной детали. К. тому же, при ручном управлении неизбежны ошибки. По этой причине применяют автоматизированный многодвигательный привод, в котором автоматизированные системы управления включают, отключают и реверсируют электродвигатели в нужное время и в требуемых сочетаниях. Для быстрого, точного и надежного управления приводами используют последние достижения электроавтоматики, электроники, вычислительной и полупроводниковой техники.

Система управления автоматизирует технологический процесс и обращает станок в автомат. Количество труда, затрачиваемое рабочим на обслуживание данного станка, уменьшается, и рабочий может перейти на многостаночное обслуживание. Производительность труда рабочего при этом возрастает.

Автоматизация обработки детали обычно приводит к снижению ее себестоимости. Себестоимость обработки детали А зависит от стоимости заготовок а, стоимости рабочей силы б, стоимости электроэнергии в и накладных расходов г. Если все указанные факторы отнести ко времени, в течение которого обрабатывают В деталей, то

При этом в машиностроении обычно (а + б) намного больше (в + г).

С увеличением степени автоматизации станка растет потребление электроэнергии и ее стоимость в, растет и величина накладных расходов г, поскольку станок становится более сложным и, следовательно, более дорогим. Стоимость рабочей силы по мере автоматизации уменьшается, а число деталей В, обработанных за то же время, сильно возрастает. Это ведет к уменьшению себестоимости А обработки детали.

Автоматизированные системы управления несколькими станками, обеспечивающими последовательную обработку одной детали, дают возможность создавать автоматические линии, автоматические участки, цехи и заводы-автоматы. Перенос деталей со станка на станок, их подъем, спуск и поворот, зажатие в приспособлении производят разного рода промышленные роботы: автоматические руки, транспортеры, подъемники, склизы, поворотные столы, барабаны, электроключи, электрогайковерты и пр.

Для автоматизации станков помимо электрического привода применяют гидравлические и, в отдельных случаях, пневматические приводы, а также механические, гидравлические и пневматические средства управления. Однако основные функции управления обычно выполняют электрические автоматизированные системы управления. Это объясняется тем, что электрическая автоматизация, электронная, полупроводниковая и вычислительная техника обеспечивают, как правило, более простые решения сложных производственных задач автоматизации современного машиностроения.

Изучение вопросов электрического оборудования станков необходимо для понимания современных средств и возможностей в области автоматизации современных станков, автоматических линий и заводов. Без этих знаний нельзя ни спроектировать новый станок, ни объяснить работу современного станка с автоматизированной системой управления. Кинематическая схема и конструктивное выполнение станка определяются видом и свойствами примененных приводов, а также средствами управления ими. Поэтому знание вопросов электрооборудования для инженера, конструирующего или эксплуатирующего современные станки и автоматические линии, является необходимым.

Автоматическими линиями называют комплексы автоматизированных производственных агрегатов, связанных транспортными устройствами, перемещающими детали между позициями, на которых производится обработка. Автоматические линии обеспечивают повышение производительности труда и качества продукции, а также снижение ее себестоимости. В состав автоматических линий в зависимости от их назначения входят следующие агрегаты.

Металлорежущие станки (общего назначения, агрегатные и специальные).

Транспортеры, подъемники и склизы (лотки).

Поворотные столы и барабаны (кантователи).

Накопители (бункеры).

Фиксирующие и зажимные устройства.

Контрольные и сортировочные автоматы.

Машины для обработки давлением.

Печи (отжигательные, закалочные, плавильные). .

Сборочные автоматы.

Упаковочные агрегаты.

Агрегаты для сварки, установки т. в. ч. и т. д.

Сложные производственные комплексы, включающие разнообразные виды обработки, а также сборку и упаковку, часто называют автоматическими цехами или автоматическими заводами.

В автоматических линиях применяют многочисленные узлы с механической автоматизацией посредством кулачков, узлы и целые станки с автоматизированными гидроприводами и пневматическими устройствами. Однако согласование работы всех этих разнообразных систем выполняется средствами электроавтоматики.

С помощью электроавтоматики достаточно просто можно объединить в единую систему разные производственные машины, расположенные на значительном расстоянии и различно ориентированные друг относительно друга. Решение таких задач посредством систем механического или гидравлического управления в подавляющем большинстве случаев оказывается практически невозможным.

В состав автоматической линии 1Л133 (рисунок 1.1) входит пять горизонтальных агрегатных станков С1-С5 с двумя силовыми головками на каждом станке.

Рисунок 1.1 - Автоматическая линия из агрегатных станков

Обрабатываемую деталь устанавливают в приспособлении-спутнике 2. Для фиксирования детали используют механизм фиксации 1, установленный в загрузочной позиции 7. В конце линии имеется разгрузочное устройство 9. Перемещение детали из одной рабочей позиции в другую осуществляет транспортер 10. Посредством транспортера возврата 5 и боковых транспортеров 6 и 11 спутники от конца линии передаются к ее началу. Стружка, образовавшаяся в процессе обработки, удаляется шнековым транспортером 3, расположенным под главным транспортером 10 ниже уровня пола. Управление линией производят с центрального пульта 8.

Аппаратура управления линией установлена в электрошкафах 12. Соединительные провода помещены в короба 13, которые устанавливают над станками линии. В состав линии входят также гидростанции Г1 и Г2, а также моечная станция 4. Для перехода через транспортер возврата 5 установлена эстакада (мостик) 14 с лесенками.

Электрическая система автоматической линии станков обеспечивает: централизацию управления и контроля; заданную последовательность движений механизмов; возможность переналадки при изменении технологического процесса; возможность широкого использования стандартных аппаратов и узлов.

Основной формой управления автоматическими линиями станков является управление в функции пути. Это обусловлено необходимостью в любой момент контролировать взаимное положение деталей и инструментов. Путевое управление обычно строится так, что команда на последующее действие подается тогда, когда предыдущее действие уже закончено. При этом, как правило, отдельные станки автоматической линий имеют свой замкнутый цикл управления в функций пути. Этот цикл начинается с подачи извне командного импульса. После окончания цикла со станка подается в систему новый командный импульс на выполнение следующего перемещения.

Для осуществления управления в функции пути на станках автоматических линий обычно используют путевые переключатели. У транспортных устройств подачу команды иногда осуществляет деталь, замыкая ту или иную цепь управления.

Управление разрабатывают так, что если по обработке детали на одном из станков возникает какая-либо неисправность, все остальные станки линии закончат свой производственный цикл так, как это было бы при отсутствии аварии, и автоматически остановятся. При этом сразу выявляется место неисправности.

Еще статьи по технике и технологиям

Разработка функционального блока для автоматизации диагностики бортовых волоконно-оптических линий связи
С течением времени используемая в ракетно-космической технике аппаратура постоянно претерпевает изменения. Совершенствование технологий приводит к увеличению потоков цифровой информации. Традиционно в бортовых системах космических аппа ...

Синтез устройства управления индикатором
Организовать функционирование двоичного счетчика на 8 состояний, тактируемого последовательностью импульсов. Синтезировать устройство управления семисегментным индикатором с общим катодом, которое обеспечивает высвечивание заданной ...

© 2018 | www.techexpose.ru