5005

Выбор системы автоматического управления сверлильно-расточно-фрезерного станка модели 600V

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Выбрать систему автоматического управления сверлильно-расточно-фрезерного станка модели 600V, проспект Стерлитамакского станкостроительного завода прилагается. Список сокращений САУ – система автоматического управления УЧПУ...

Русский

2012-12-01

100 KB

19 чел.

  1.  Задание

Выбрать систему автоматического управления сверлильно-расточно-фрезерного станка модели 600V, проспект Стерлитамакского станкостроительного завода прилагается.

1.1 Список сокращений

САУ – система автоматического управления

УЧПУ – устройство числового программного управления

ЭШ – электрический шкаф

ПУ – пульт управления

ГПУ – главный пульт управления

РО – рабочий орган

КС – коробка скоростей

УТП – управляющая технологическая программа

БПМО – базовое программное математическое обеспечение

Ин. – инструмент

Из - изделие

  1.  Краткие характеристики конструкции и технические характеристики станка

На основании проспекта, станок выполняет технологические операции:

сверление, рассверливание, центрование и зенкерование отверстий

фрезерование плоскостей пространственных деталей

Особенности конструкции:

литые корпусные детали из чугуна, усиленные ребрами жесткости для лучшей устойчивости;

Высокоточный шпиндель( максимальная частота вращения 6000 об/мин, шпиндельные подшипники производства «F.A.G» Германия)

Большое рабочее пространство

Жесткий рабочий стол(максимальная масса заготовки 800 кг, направляющие качения производства “Rexroth Star”, 4 направляющие по оси Y, шариковые винты диаметром 50 – 10 мм.)

Нарезание резьбы в отверстии метчиками

Технические характеристики станка приведены в таблице 1

Таблица 1

Параметры обработки

Наибольший диаметр сверления, мм

40

Наибольший диаметр растачивания, мм

160

Наибольший диаметр торцевой фрезы, мм

125

Диапазон резьб, нарезаемых метчиками

М3-М24

Наибольшая масса детали, кг

800

Параметры стола

Размер рабочей поверхности стола, мм

1250x600

Параметры рабочей поверхности стола

Т-образные пазы: 1х18Н7,4х18Н11

шаг 160 мм

расстояние от торца шпинделя до стола, мм

800

Перемещения

Наибольшее перемещение по осям в мм

-- продольное перемещение стола(Х)

1000

-- поперечное перемещение стола (Y) 

570

-- вертикальное перемещение стола (Z)

600

Ускоренные хода по всем осям, м/мин

15

Точность

Точность позиционирования по всем осям в мм

±0,010

Повторяемость, мм

±0,005

Главный привод

Мощность главного привода, кВт

11

Диапазон частоты вращения, об/мин

0-6000

Прочие характеристики

Инструментальный магазин

Без манипулятора, 20  инструментов

Время смены, сек

7

Конус шпинделя 7:24

SK 40

Рабочие подачи мм/мин

1,,,10000

Масса, кг

8400

Габаритные размеры

(длина х ширина х высота)

2800х2700х3210

Рабочее напряжение

380В/3 фазы/50Гц

Система ЧПУ стандартное исполнение

Частота вращения главного двигателя, об/мин

2000

Частота вращения всех приводов подачи

2000

Момент по координатам x и y Н*м

27

Момент по координате z , Н*м

20

2.1 Схема движения для типовых технологических операций

Схема движения при сверлении и фрезеровании показана на рис. 1.

1 – станина

2- рабочий стол

3 – Изделие

4 – Шпиндельная бабка

5 – Шпиндель

6 - Стойка

Описание схемы движения.

Главное движение – вращение инструмента (сверла, фрезы) вместе со шпинделем – n.

Движения подачи:

  •  продольное движение шпинделя координата z S1
  •  движение рабочего стола S2 координата y
  •  движение рабочего стола S3 координата x

Всего 1 гл + 3 движения подачи. 4 движения.

  1.  Определение требований к САУ станка

3.1 Состав САУ

САУ  станка состоит из УЧПУ,и его компонентов(пультов, ПО)  силового преобразователя, двигателей с датчиками,

3.2 Требуемые технические характеристики САУ

Условия работы,внешняя среда:

Климатические условия температура окружающего воздуха 5 – 45 ˚С влажность не более 80%, высота над уровнем моря не более 100 м.

Электрическая сеть трехфазная 50 Гц, 220/380 В(±10%)

напряженность поля радиопомех, создаваемого САУ и ее компонентами, не должна превышать 60 дБ при 0,15 – 0,5 МГц, 54 дБ при 0,5 – 2,5 МГц и 46 дБ свыше 2,5 МГц

уровень акустического шума, создаваемого САУ (кроме электродвигателей), не должен превышать 65 дБ (электродвигатели 60 – 75 дБ).

Конструктивные требования

  •  степень защиты от внешних воздействий(пыли, дребезга и др) не менее IP54
  •  конструктивно модуль ЧПУ монтируется в ЭШ
  •  электродвигатели приводов подач и преобразователи встраиваются в ЭШ
  •  Двигатель главного движения находится в корпусе станка, на стойке
  •  Двигатели, элементы ЧПУ, преобразователи должны иметь по возможности унифицированную элементную базу. По заданию нужно выбрать элементы фирмы Сименс по каталогу

Характеристики точности САУ

  •  Дискретность – 1 мкм
  •  Точность позиционирования по всем осям 10 мкм
  •  Повторяемость 5 мкм
  •  Число одновременно управляемых координат 3
  •  Мощность главного привода 11 кВт
  •  номинальная скорость двигателя главного движения 2000 об/мин
  •  Номинальный момент на валу двигателя главного движения 50Нм

Параметры быстродействия САУ

  •  Номинальный момент двигателя подачи по координате z 27 Нм
  •  номинальная скорость двигателей подач 2000 об/мин  
  •  номинальный момент двигателей подач по координатам x и y 20 Нм
  •  Максимальная скорость вращения 6000 об/мин
  •  Диапазон частоты вращения 0-6000 об/мин
  •  Максимальная скорость подачи 15 м/мин

САУ должна обеспечивать следующие функции

  •  Управление РО по скорости и положению,
  •  Задание величины скорости аналоговое ±10 В и цифровое
  •  Корректировка величины скорости в ПУ в пределах 0-200 %
  •   ограничение рывка (ускорения);
  •    контроль рабочей зоны обработки;
  •  контроль и диагностика осей;
  •  число одновременно управляемых координат 3
  •  управление шпинделем:

  -по скорости вращения и углу поворота с указанными выше параметрами;

    -   задание величины скорости аналоговое (входной сигнал ЭПГ ±10В) и /или цифровое;

    - корректировка величины скорости с пульта управления в пределах 0-200 %;

    -  количество ступеней редукции в КС до 5;

    -  автоматический выбор ступени;

    - ориентированный останов шпинделя для автоматической смены инструмента;

  •  автоматическая смена инструмента:
  •  нарезание резьбы;
  •  синхронизация работы при многошпиндельной обработке;
  •  различные виды интерполяции в зависимости от конструкции станка и типа Из:

-  линейная;

-  круговая;

-  линейно – круговая;

-  винтовая;

-  электронный редуктор;

  •  управление Инструментом

-  использование типовых Ин – сверлильного, фрезерного,

-  в станке используется 1 инструментальный магазин, 20 инструментов;

-  коррекция инструмента по длине и диаметру в плоскости и пространстве;

-  смена инструмента;

-  загрузка/разгрузка инструмента;

-  контроль времени работы инструмента и количества изделий;

  •  измерения изделия и инструмента

-  количество измерительных щупов 1-2;

-  протоколирование результатов измерений;

-  активная коррекция инструмента и режима обработки;

  •  автоматические компенсации:

-  люфтов в кинематике станка и его узлов;

-  погрешности ходовых винтов;

-  погрешности измерительной системы;

-  тепловых деформаций и провисания шпинделя;

  •  программирование:

-  технологическое по типовым технологиям станка;

-  работа в полярных координатах;

-  ускоренная отработка УТП;

-  технологические циклы/подпрограммы;

-  измерительные циклы/подпрограммы;

-  программы прерывания УТП;

-  редактирование программ;

-  обеспечение безопасности станка и оператора, а также обслуживающего персонала;

-  диагностика работы станка с протоколированием;

-  открытая для пользователя архитектура ПО;

  •  моделирование процессов обработки:

-  траектории движения инструмента в плоскости и пространстве;

-  ускоренной отработки УТП;

-  обработки в реальном времени;

  •  коммуникация по вводу/выводу БПМО и УТП:

-  последовательный интерфейс связи с ЭВМ верхнего уровня (обычно RS 232C);

-  работа через дисковод;

-  возможность подключения различной периферии

-  управление с ГПУ и работа с дисплеем.

Для обеспечения полноценного и эффективного управления станком необходимо использование следующих компонентов в составе УЧПУ и ПУ:

  •  персональная ЭВМ (ПЭВМ) как аппаратная база УЧПУ;
  •  панель оператора УЧПУ;
  •   дисплей для вывода алфавитно–цифровой и графической информации;
  •   клавиатура УЧПУ (ПЭВМ);

Состав компонентов управления:

ГПУ со встроенными ПЭВМ, панелью оператора, дисплеем, клавиатурой и станочным ПУ;

дополнительный и/или вспомогательный (упрощенный) ПУ.

  1.  Обоснование выбора САУ и ее компонентов

4.1 Выбор УЧПУ

На основании технических требований выбираем УЧПУ модели SINUMERIK 810D. Компоненты УЧПУ :

  •  Модуль CCU 1 SINUMERIC 810D. Для внутреннего или внешнего охлаждения с 2 силовыми частями(не используются). Пользовательская память CNC 0,5 МБ, пользовательская память PLC 64 КБ. Номер заказа 6FC5447-0AA01-0AA0.
  •  Модуль блок питания для SIMATIC S7-300   6ES7307-1EA00-0AA0
  •  Модуль SIMATIC S7-300 цифровые входы SM 321 6ES7321-1BH02-0AA0
  •  Модуль SIMATIC S7-300 цифровые выходы SM 322 6ES7322-1BH01-0AA0
  •  Модуль SIMATIC S7-300 ANALOG INPUT SM 331 входы 6ES7331-7KF02-0AB0
  •  Модуль SIMATIC S7-300 SM 332 аналоговые выходы  6ES7332-5HD01-0AB0
  •  Интерфейсный модуль SIMATIC S7-300 IM 361 6ES7361-3CA01-0AA0
  •  Соединительный кабель для IM 361   6ES7368-3BB01-0AA0
  •  Штекеры для подключения модулей SM  6ES7392-1AJ00-0AA0
  •  Коммуникационный модуль CP-342-5 для подключения SIMATIC S7-300 к PROFIBUS DP      6GK7 342-5DA02-0XE0

  •  Панель оператора OP010    6FC5203-0AF00-0AA1
  •  Станочный пульт MCP 483C   6FC5203-0AF22-0AA0
  •  Промышленный компьютер SINUMERIK PCU 50566 MHZ, 128 MB RAM; 24 V DC;WINDOWS NT WORKSTATION V4.0  6FC5210-0DF20-0AA0
  •  Дисковод 3,5     6FC5235-0AA05-1AA1
  •  Монтажные разьемы для подключения PCU 6FC5248-0AF20-2AA0
  •  Программное обеспечение для 810D Toolbox 6FC5252-0AX21-0AB0
  •  Программное обеспечение для PCU HMI  6FC5253-0BX10-0AF0
  •  MPI кабель для подключения PCU   6FX2002-4EA01-1BA0

4.2 Выбор двигателей

Выбор двигателя из каталога производится по номинальному моменту и частоте вращения.

  •  Двигатели подачи по осям x иy. Выбираем двигатель 1FT6086Номинальная частота вращения 2000 об/мин, момент 27 Н*м, мощность 5,6 кВт. Исполнение IMB5, встроенный инкрементальный датчик sin/cos. Номер заказа 1FT6086-8AC71-1AG0
  •  Двигатель подачи по оси z . Выбираем двигатель  1FT6084 Номинальная частота вращения 2000 об/мин, момент 20 Н*м, мощность 3 кВт. Исполнение IMB5, встроенный инкрементальный датчик sin/cos. 1FT6084-8AC71-1AG0
  •  Двигатель главного движения. 1PH7107. Номинальная частота вращения 2000 об/мин. Максимальная 9000 об/мин. Мощность 26 кВт, инкрементальный sin/cos датчик. 1PH7107-2NG00-0BJ0


4.3 Выбор силового преобразователя

Силовой преобразователь SIMODRIVE 611. Он состоит из следующих частей

  •  Сетевой фильтр HF для модуля питания и рекуперации. 36 кВт  6SL3000-0FE23-6AA0
  •  Модуль ограничения перенапряжения для модуля сетевого питания больше 10 кВт 6SN1111-0AB00-0AA0
  •  Модуль контроля. Обеспечивает питания электроники и функции контроля для отдельной группы приводов. Необходим так как количество приводных модулей превышает мощность блока питания электроники 6SN1112-1AC01-0AA1
  •  Платы управления SIMODRIVE 611 UNIVERSAL HR  2-х осевое исполнение,.4 шт. для каждой подачи и гл движения 6SN1118-0NH01-0AA0
  •  Опционный модуль PROFIBUS DP для циклического и ациклического обмена данными. 3 шт для подач. 6SN1114-0NB00-0AA1
  •  Опционный модуль MOTION CONTROL  c PROFIBUS DP для главного движения. 6SN1114-0NB01-0AA0
  •  Силовой модуль с внутренним охлаждением. Для подачи по оси Z. 1-осевой, 25 А, 6SN1123-1AA00-0BA1
  •  Силовые модули для подачи X и Y. 1-осевые, 50 А. 6SN1123-1AA00-0DA1
  •  Силовой модуль для двигателя главного движения. 1-осевой 80 А. 6SN1123-1AA00-0DA1
  •  Модуль питания и рекуперации. 6SN1145-1BA02-0CA1
  •  ПО SIMODRIVE 611 UNIVERSAL SIMOCOM-U/611U TOOLBOX 6SN1153-0NX20-0AG0
  •  4 сигнальных кабеля для двигателей 6FX8002-2CA31-1AF0
  •  3 силовых кабеля для приводов подачи 6FX8002-5CA21-1AF0
  •  1 силовой кабель для привода главного движения 6FX8008-1BB31-1FA0


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37639. Тeоретично-eксперементальні дослідження роботи моделі люлькового конвеєра 43.63 KB
  Мета лабораторної роботи: ознайомитись з будовою і принципом дії моделі люльковою конвеєра механізованого стелажу; визначити основні геометричні параметри по моделі згідно з рис. дані занести в таблицю; визначити теоретичним і експериментальним шляхом продуктивність моделі; співставити теоретичну і експериментальну продуктивність моделі. 1 3 4 2 5 6 8 7 Двигун Втулковопальцева муфта Черв’ячний редуктор Карданний вал Проміжна зірочка приводу моделі Проміжна ланцюгова передача Привідний вал моделі Люлька...
37640. Основы работы в MS-DOS 27.41 KB
  В современных ОС Windows для работы с командами DOS используется командная строка, которую можно вызвать: Пуск/выполнить, в окне диалога ввести cmd и нажать ОК. Другой способ вызова командной строки – Пуск/Программы/Стандартные/Командная строка.
37641. Частотні фільтри 1.59 MB
  1 зображено схему фільтра НЧ побудованого на базі трьох реактивних елементів – двох індуктивностей і ємкості: Отже враховуючи що на частоті w=0 опір на індуктивностях буде дорівнювати нулю а опір на ємкості прямуватиме у нескінченність коеффіціент передачі буде дорівнювати 1. На певній частоті Kw різко почне зменшуватись і стане менше рівня 0.2 зображено схему фільтра ВЧ також побудованого на базі трьох реактивних елементів – двох індуктивностей і ємкості: Оскільки на частоті w=0 ємкість С2 фактично є розривом†кола то Кw на цій...
37642. Знайомство з об’єктно орієнтованим середовищем 26.48 KB
  Створив новий проект,для зручності додав допоміжну форму. Для виклику допоміжної форми достатньо клацнути по формі (подія FormClick)
37643. Дослідження типів, що визначаються, в мові Паскаль (інтервальний, перечислювальний, множинний) 19.02 KB
  Написати програму на мові Паскаль яка складається з наступних дій: Опису перечислювального типу згідно з варіантом завдання. Опису трьох інтервальних типів на основі перечислювального типу. Опису та ініціювання двох змінних різних інтервальних типів. Написати програму на мові Паскаль яка складається з наступних дій: Опису перечислювального типу згідно з варіантом завдання.
37644. ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ И КОММЕРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 2.54 MB
  Для выполнения своих функций муниципальный сектор располагает разнообразными природными, производственными, финансовыми, информационными и другими ресурсами, которые потребляются непосредственно населением муниципальных образований или через предприятия и учреждения
37645. Стабилизатор напряжения СТН 695.5 KB
  Лабораторная работа №01 Стабилизатор напряжения СТН Цель работы: определить неисправность в стабилизаторе напряжения СТН.1 Стабилизатор напряжения СТН 1.1 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ СТН: 1.
37646. Прохождение импульсов через реостатно – емкостные цепи 270.5 KB
  Цель работы: ознакомление с электрическими процессами в простейших реостатно – емкостных цепях при воздействии на них импульсных сигналов прямоугольной формы.
37647. Стабилизатор тока СТТ 655 KB
  Цель работы: определить неисправность в стабилизаторе тока СТТ. Оборудование: осциллограф С1 – 101, тренажер Т – 97, вольтметр В7 – 20.