Автоматизированная система гибкого производственного модуля шлифовки крупногабаритных изделий

Введение

В современных условиях экономического развития различных отраслей промышленности все большее внимание уделяется проблеме автоматизации технологических процессов и производств.
Автоматизация технологических процессов и производств - область науки и техники, которая включает совокупность средств, методов и способов внедрения и обеспечения оптимального функционирования систем автоматизации и управления технологическими процессами и производствами.
В последнее время существенно возросла роль автоматизации производственных процессов практически во всех сферах производства. Это объясняется необходимостью выживания предприятий в условиях российской рыночной системы, а, следовательно, повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции, обеспечения гибкости производства и улучшения условий труда.
Повышение уровня автоматизации актуально тем, что позволяет снизить экономические затраты на проведение ремонтных и укладочных работ, повысить качество обработки, освобождает человека от проведения тяжелой и монотонной работы. Все это ведет к общему повышению экономической прибыли отечественного производства в условиях жесткой конкуренции на отечественных и международных рынках продукции машиностроения, в частности повышения рентабельности базового объекта автоматизации, который имеет множество преимуществ и недостатков: технологических, функциональных, экономических, конструктивных и пр.
Среди технических средств автоматизации в последнее время широкое распространение получили промышленные контроллеры. Среди данных устройств выделяют две группы: программируемые логические контроллеры (ПЛК) и PC-контроллеры. PC-контроллеры имеют открытую архитектуру, ПЛК - закрытую. При использовании PC-контроллеров пользователь не привязывается к данной фирме, но имеет опасность поражения вредоносным программным обеспечением. Обе группы контроллеров широко применяются как в промышленности, так и в бытовом хозяйстве.
Актуальность выбранной темы курсового проекта состоит в повышении точности и производительности обработки деталей посредством применения станков с ЧПУ, освобождении рабочего персонала от монотонной работы, которой характеризуется технологический процесс точения деталей, установки заготовки и снятия обработанной детали.
Цель данной работы посвящена разработке автоматизированной системы гибкого производственного модуля шлифовки крупногабаритных изделий.
Главной задачей проекта является проектирование системы управления ГПМ, которая позволит управлять процессами загрузки разгрузки обрабатываемых деталей.

 
Глава 1. Обзор технологии и автоматизации

Разрабатываемая АСУ ТП должна выполнять задачи: автоматизированного сбора и первичную обработку информации, определение физических значений параметров по измеренным сигналам; сигнализирования при выходе параметров за установленные границы; управление исполнительными механизмами в реальном масштабе времени представление технологической и системной информации.
При расчете времени на обработку детали для неавтоматизированного производственного участка не учитывалось время на транспортировку заготовки по участку, а также время на отдых персонала.
Обработка ведется на универсальном оборудовании с выполнением большей части вспомогательных действий в неавтоматизированном (ручном) режиме.
Алгоритм автоматизированной обработки деталей на шлифовальных станках представлен в графической части. Алгоритм включает все основные и вспомогательные переходы обработки детали на выбранном станке с ЧПУ по УП.
В качестве основного технологического оборудования в проектируемом участке используются станки с ЧПУ. Заготовки и детали, а также инструменты, хранятся в автоматизированном складе и доставляются к рабочим местам посредством автоматизированной транспортной системы. На рисунке 1.1 показан ГПМ с применением шлифовального станка

1. Шлифовальный станок; 2. Станция загрузки спутников; 3. Стол накопитель; 4. Защитное ограждение; 5. Транспортный робот ТПР-1000; 6. Рельсовый путь; 7. УЧПУ ГПМ; 8. Стол-спутник с заготовкой; 9. Инструментальный магазин; 10. Электрооборудование станка; 11. Автооператор смены инструмента
Рис. 1.1. ГПМ с применением многоцелевого станка ИР800ПМ1Ф4


 
Глава 2. Разработка функциональный схемы автоматизации

Функциональная схема автоматизации (ФСА) является одним из основным проектных документов, определяющим структуру системы управления технологическим процессом, а также оснащение его средствами автоматизации. Она представляет собой чертеж, на котором схематически условными обозначениями изображены: технологическое оборудование; коммуникации; органы управления и средства автоматизации (приборы, регуляторы, вычислительные устройства) с указанием связей между технологическим оборудованием.
Функциональную схему выполняют в виде чертежа, на котором согласно нормативно-технической документации (ГОСТ 21.404 – 85), посредством соответствующих обозначений показывают технологическое оборудование, коммуникации, отборные устройства, первичные измерительные преобразователи, измерительные приборы и исполнительные механизмы
Функция дистанционного управления воспринимает команды оператора по управления устройствами, в соответствии с заданными приоритетами формирует команды управления в схемы управления исполнительными устройствами, по состоянию конечных выключателей и другой дополнительной информации формирует сигналы состояния исполнительного устройства для отображения на монограммах АРМ, регистрация состояния.
Функциональная схема представлена в графической части курсового проекта.
В состав ГПМ входят:
 ПР мод. PR16Р;
 манипулятор М4;
 круглошлифовальный станок GAH-3540CNC;
 торце-круглошлифовальный станок GA-2020CNC;
 торце-круглошлифовальный станок GU-3250CNC;
 круглошлифовальный станок GA-3580CNC;
 круглошлифовальный станок GA-3535CNC;
 накопитель;
 разгрузочное устройство;
 склад;
 конвейеры;
 тара для изделий.
С датчика на приемном столе, на котором установлены заготовки, приходит сигнал 1-1 и запускает мотор М1.
Манипулятор М4 поворачивается на 180°. После поворота мотора на 180° манипулятор опускается за заготовкой. После прихода сигнала 3-1 (манипулятор опущен) схват зажимает деталь и после прихода сигнала 4-1 (заготовка сжата) манипулятор поднимается вверх. Когда на контроллер приходит сигнал 2-1, он включает электродвигатель М1 в обратную сторону на 180°. Когда мотор М1 повернется на 180°, манипулятор опускается, разжимает схват и заготовка попадает на пресс для обработки. После обработки разгрузочное устройство 9 выталкивает обработанную заготовку из пресса в накопитель карусельного типа. Когда заготовка попадает в накопитель, срабатывает датчик и на контроллер приходит сигнал 10-1 и мотор М2 поворачивает накопитель на 120°.
После поворота накопителя срабатывает датчик 11-1 и начинает работу ПР мод. PR16Р (поз. 1 на схеме). Опускается ПР с помощью цилиндра и при срабатывании датчика 12-1. Схват зажимает заготовку на накопителе 10 и торце-круглошлифовальном станке GU-3250CNC (если присутствует). После прихода сигнала 14-1 ПР поднимается до срабатывания датчика 13-1 и электродвигатель реверсного типа поворачивает ПР до круглошлифовального станка GA-3580CNC первого манипулятора. Далее разжим схвата и заготовка