Курс лекций (темы 16-19) (1252159), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

- волновые

и др.

Основные характеристики ИП показаны на рис. 17.2

17.2 Основные схемы построения систем обратной связи в приводах подач станков с ЧПУ при применении различных ИП.

На рис. 17.3 показаны основные схемы построения систем обратной связи в приводах подач станков с ЧПУ:

а) с применением круглового ИП, установленного на ходовом винте (или встроенного в приводной электродвигатель) (рис. 17.3, а);

б) с линейным ИП (см. рис. 17.3, б)

17.3 Основные критерии выбора ИП и их условные обозначения

а) величина измеряемого перемещения (угла поворота);

б) дискретность измеряемых перемещений (углов поворота) (разрешающая способность);

в) максимальная скорость измеряемого перемещения;

г) способ измерения перемещений (непосредственно или косвенно);

д) вид выходного сигнала ИП (дискретный, аналоговый).

Условные обозначения ИП:

П – преобразователь;

Л – для линейных перемещений;

У – для угловых (круговых) перемещений.

Физический смысл эквивалентного преобразования – ИП:

Ф – фотоэлектрические и электронные;

И – индуктивные;

В – волновые и др.

Исходя из этого, имеем, например, такие условные обозначения:

ПЛИ-Л8 – преобразователь линейных перемещений индуктивный; Л8 – конструктивное исполнение.

ПУИ-«Индуктор 2» - преобразователь угловых (круговых) перемещений индуктивный; «Индуктор 2» - фирменное обозначение преобразователя.

ПУФ-ВЕ-178 – преобразователь угловых (круговых) перемещений фотоэлектрический; ВЕ-178 – конструктивное исполнение.

Пример технических характеристик конкретного ИП мод. ПУФ-ИЗГ-454 (изготовитель – Казанский оптико-механический завод):

1. Число импульсов основного сигнала за 1 оборот вала – 1000;

2. Максимальная частота вращения выходного вала – 12000 об/мин;

3. Напряжение питания – 5В;

4. Максимальная потребляемая мощность – 1,1 Вт;

5. Масса – 440 г;

6. Средний срок службы – 12 лет;

7. Габаритные размеры (диаметр х высота) – 58 х 100 мм

17.4 При оснащении современных станков с ЧПУ системами обратной связи к ИП предъявляются следующие требования:

а) разрешающая способность – 0,5-1 мкм;

б) максимальная длина измерения – 0,5-5 м для малых и средних станков, 12 м – для больших станков;

в) максимальная скорость при линейных измерениях – 15-40 м/мин и от 300 до 4000 об/мин

Тема 18. Системы технического диагностирования УЧПУ, узлов и механизмов станка.

18.1 особенностью конструкции и эксплуатации станков с ЧПУ является то, что:

а) современных станок с ЧПУ является совокупностью механических, гидравлических, электронных, электрических, пневматических узлов и блоков;

б) в соответствии с п.1 станки с ЧПУ являются сложными техническими объектами. Это затрудняет их техническое обслуживание и особенно поиск неисправностей как в узлах и механизмах самого станка, так и элементах системы ЧПУ;

в) на станках с ЧПУ выполняется большое число разнообразных технологических операций, производятся черновая и чистовая обработка заготовок на высоких режимах резания.

г) эксплуатация станков с ЧПУ, учитывая их большую стоимость, должна проводиться в три смены, включая, по-возможности, все выходные и праздники.

д) станки с ЧПУ имеют высокую степень автоматизации и работают часто практически в безлюдном режиме. Последнее создает проблему контроля износа режущих инструментов и их своевременную смену, которую желательно проводить автоматически без участия (или при минимальном участии) оператора.

Отмечается, что 80-90% всех неисправностей в автоматизированных станках приходится на их механическую, гидравлическую и электромеханическую системы (различные механические передачи, электродвигатели, гидравлические узлы, соленоиды, системы охлаждения и др.).

В соответствии с этим для станков с ЧПУ важной задачей является возможность проведения технического диагностирования узлов и механизмов станка, элементов и блоков системы ЧПУ и режущих инструментов.

18.2 Имеются следующие основные ГОСТы, регламентирующие техническое диагностирование:

а) ГОСТ 20911-75. Техническое диагностирование. Основные термины и определения.

б) ГОСТ 20417-75. Техническая диагностика. Общие положения о порядке разработки систем диагностирования.

Под техническим диагностированием в соответствии с ГОСТ 20911-75 понимают определение технического состояния объекта диагностирования (станка, его отдельных узлов и механизмов, систем управления и т.д.) с определенной точностью.

Его результатом является заключение о техническом состоянии объекта диагностирования с указанием места, вида и причины дефекта в режиме реального времени.

Применение этих систем позволяет:

а) быстро находить неисправности в станке и в системе ЧПУ и благодаря этому сокращать простои дорогостоящего оборудования.

б) прогнозировать состояние отдельных узлов и механизмов станка, а также блоков системы управления для последующей выдачи рекомендаций по проведению технического обслуживания и ремонта.

Система технического диагностирования является, как правило, частью системы управления станка и использует в основном те же информационные каналы.

Необходимо отметить, что система технического диагностирования только находит неисправности, но не устраняет их.

Система технического диагностирования сама по себе не повышает надежность станка с ЧПУ и не увеличивает среднее время наработки на отказ. Однако она обеспечивает более быстрое распознавание неисправностей или поломки, сокращая время простоя станка и приведения его в исправное состояние.

18.3 При создании системы технического диагностирования руководствуются следующими основными принципами:

а) система ТД должна быть составной частью системы управления станка, создаваться на единой методологической и элементной базе, чтобы использовать общие информационные каналы;

б) система ТД должна эффективно функционировать не только в процессе эксплуатации станка, но и при его наладке. Подготовке и ремонте;

в) система ТД по своим функциям, структуре, используемым технологическим средствам должна соответствовать уровню автоматизации соответствующего производства;

г) диагностическая информация должна подаваться в центральный пункт обслуживания станка в расшифрованном, доступном для пользователя виде. При необходимости должно проводиться накопление и запоминание этой информации в ЭВМ;

д) при необходимости подача диагностической информации должна сопровождаться подачей акустических или оптических сигналов.

При разработке системы ТД необходимо в первую очередь охватывать те неисправности, которые приводят к наибольшим простоям и к наибольшим затратам на устранение их последствий.

18.4 При поиске неисправностей различают:

- тестовую диагностику;

- функциональную диагностику.

В первом случае на станок с ЧПУ подаются тестовые воздействия (чаще всего на устройство ЧПУ).

Во втором случае диагностирование осуществляется во время функционирования станка с ЧПУ, и на него поступают только рабочие воздействия.

При необходимости могут использоваться оба вида диагностирования.

По степени охвата могут быть:

- локальные системы диагностирования (отдельных узлов станка);

- общие системы диагностирования (всего станка).

По используемым средствам диагностирования:

- с универсальными;

- со специализированными;

- со встроенными средствами;

- с внешними средствами.

По степени автоматизации: ручные, систематизированные, автоматические.

Системы диагностирования применяются при: производстве станков, эксплуатации станков, ремонте станка.

Для получения диагностической информации проводят измерение величин:

- вибраций;

- акустических колебаний;

- деформаций и усилий;

- производительности;

- длительности циклов обработки;

- температуры нагрева режущего инструмента и др.

18.5 По предложению ЭНИМСА системы ТД рекомендуется реализовывать в виде пяти подсистем (рис. 18.1):

а) контроль готовности станка и системы ЧПУ к работе;

б) оперативное цикловое диагностирование;

в) оперативное узловое диагностирование;

г) специальное диагностирование;

д) диагностирование по результатам обработок заготовок.

Рассмотрим кратко характеристики этих подсистем.

Контроль готовности станка с ЧПУ к работе.

Используем такие средства контроля, как: конечные выключатели, реле блокировки, датчики давления и др. Проверяет: наличие заготовки на станке, режущего инструмента в магазине, требуемую величину давления в гидросистеме, наличие и величину давления СОЖ, наличие необходимого объема масла в баке и др.

Оперативное цикловое диагностирование.

Использует конечные выключатели, реле, ИП систем обратной связи. Контролируется фактическая длительность суммарного цикла и его элементов (поворот руки, поворот стола и др.). Проводится анализ отличия времен заданного и фактического, и дается прогноз на необходимость регулирования или ремонта.

Оперативное узловое диагностирование.

Проверяются привода главного движения и подач, электроавтоматики станка, блоков УЧПУ и др. Результаты выводятся на экран дисплея УЧПУ.

Специальные методы диагностирования.

Используются специальные средства диагностирования и возможности основной ЭВМ. Проводится анализ состояния и нормативных требований, и на основе этого прогнозируется и оценивается техническое состояние.

Диагностирование по результатам обработки заготовки.

Измерение детали в процессе обработки устройством активного контроля или измерение изготовленной детали на контрольно-измерительной машине (КИМ).

Учитывая, что задачи ТД различны, будет различной частота и моменты времени получения данных диагностирования (непрерывно (1), с большой и мелкой частотой (2,3,4), по необходимости (5)) (рис. 18.2).

Ряд параметров, например, система централизованного смазывания, контроль зажима каждой заготовки и точность изготовления каждого изделия и др., должны контролироваться периодически, но с большой частотой.

Часть контрольных операций проводится с меньшей частотой, например один раз в смену или после каждой изготовленной партии деталей.

Такие параметры станка, как точность, жесткость, и другие, должны контролироваться через длительные промежутки времени с очень малой частотой, поскольку эти параметры изменяются очень медленно и для их измерений требуются значительные затраты времени и средств.

В отдельных случаях диагностирование может проводиться оператором в зависимости от конкретных требований и условий.

18.6 Техническому диагностированию узлов и механизмов станка с ЧПУ в последние годы уделяется все большее внимание, обусловленное возросшим требованием к повышению его надежности в условиях малолюдной и безлюдной технологии.

Станки с ЧПУ содержат две разнородные взаимодействующие системы: электронную систему ЧПУ, механические рабочие органы и вспомогательные механизмы. Для последних характерны параметрические отказы, когда происходит постепенное ухудшение их параметров. В этом случае перед системами технического диагностирования ставятся не только задачи распознавания их состояния, установления вида и места дефекта, но и задача прогнозирования состояния узлов станка с возможным учетом ухудшения параметров в процессе дальнейшей работы. Сложность задач технического диагностирования станка заключается также и в необходимости их решения в эксплуатационных условиях при ограниченном объеме контролирующей аппаратуры. Параметры основных сборочных единиц станка с ЧПУ, по которым проводится техническое диагностирование показаны на рис. 18.3.

Контроль и диагностика систем числового программного управления в основном проводится с помощью контрольных тестов, которые служат для выявления ошибок программ и неисправностей в системе ЧПУ. Основу тестовой диагностики устройства с ЧПУ составляет набор программных модулей, каждый из которых обеспечивает контроль работоспособности и локализацию места неисправности определенного блока устройства ЧПУ. Тестированию подвергаются все блоки системы ЧПУ. Контроль начинается с загрузки в оперативную память тест-программ для поиска неисправностей. Простейшие проверки заключаются в записи каких-либо данных и их чтении. При этом сравнивается то, что было записано, и то, что выводится на экран. При контроле шагового перемещения подается сигнал на перемещение суппорта на определенное расстояние и затем это перемещение контролируется.

Контурный контроль в рабочей зоне станка выявляет возможность столкновения рабочих органов. Проверяются правильность отсчета перемещений от базовой точки и правильность считывания УП. С помощью приборов контролируется охлаждение устройства ЧПУ, напряжение питающей сети, температура внутреннего пространства устройства ЧПУ. Кроме того, может проводиться контроль частоты вращения и положения оси шпинделя. Контролируется процесс входа и выхода из зоны резания и системы обратной связи.

В настоящее время наиболее передовые фирмы-изготовители станков с ЧПУ предлагают новый вид сервиса, который получил название «телефонная диагностика». Ее принцип состоит в том, что диагностирование проводится на предприятии – изготовителе станка с ЧПУ, может находиться в другом городе или даже в другой стране. Связь между этими предприятиями осуществляется по телефону.

На рис. 18.4 приведен пример телефонной диагностики. Станок с ЧПУ работает на предприятии потребителя. Установленные на нем ИП фиксируют основные технологические параметры и параметры узлов станка. В случае возникновения у потребителя проблемы с диагностированием отказа станка он обращается к фирме – изготовителю и по телефону перекачивает информацию со своего компьютера в компьютер фирмы-изготовителя. Последняя имеет мощную диагностическую систему, которая не только обслуживает потребителей, то и в основном работает по совершенствованию выпускаемого оборудования, а также по доводке опытных образцов новых станков с ЧПУ. Фирма-изготовитель также имеет в своем распоряжении обширный пакет диагностических программ, базу данных и пакет расчетных моделей.

Переданная по телефону информация в виде протокола измерений поступает в базу данных и служит исходной информацией для реализации расчетных моделей.

Характеристики

Список файлов лекций