Автоматизация техпроцессов виброобработки на базе установок ВУ - 5

Гепта Дмитрий Петрович,
доцент кафедры «Технология машиностроения» АТИ (филиала) ДГТУ.

Автоматизация вибрационного оборудования, технологических систем и комплексов с использованием микропроцессорной техники, роботов, манипуляторов, транспортных и загрузочных устройств открывает возможности, отвечающие требованиям гибкого автоматизированного производства, повышению его эффективности при частом обновлении выпускаемой продукции. Характер решаемых при автоматизации задач зависит от содержания процесса, объекта виброобработки, типа производства, отраслевой специфики.

В общем случае, автоматизация виброобработки должна предусматривать создание систем и устройств, обеспечивающих контроль его параметров и их оптимизацию:

  • режима и продолжительности (A, f, t°);
  • характеристики состояния и состава обрабатывающей и обрабатываемой среды с учетом периодической дозировки и корректировки;
  • контроль выходных параметров - качества продукции, производительности;
  • управление подачей исходного сырья, заготовок на обработку (в рабочую камеру) и выдачей после обработки с учетом сепарации; в ряде случаев возникает необходимость управления передачей обрабатываемых заготовок полуфабрикатов, продуктов, деталей от станка к станку, т.е. речь идет об управлении работой транспортных, загрузочно-разгрузочных и сепарируемых устройств, являющихся в большинстве случаев неотъемлемой часть автоматизированных вибрационных станков и модулей.

 

Все чаще в качестве обязательного элемента цикла вводится требование мойки исходного продукта (заготовок деталей) до и после обработки, их сушки.

При создании ГПМ ВиО управляющая система (или ее подсистемы) должны предусматривать поддержание работоспособности оборудования, оптимальные условия его эксплуатации (диагностику состояния машины, станка, смазку и охлаждение подшипников, контроль шумовых характеристик, аварийную защиту).

Для создания гибкого программного управления функциональных систем вибрационных станков целесообразным является разработка совокупности универсальных измерительно-управляющих и анализирующих комплексов (ИУАК). Это позволяет целенаправленно влиять на обеспечение заданных технологических параметров качества изделий путем соответствующей переналадки и поднастройкой функциональных систем станка с учетом работы всей ГПС.

Система ИУАК, включает в себя передающие механизмы и исполнительные органы, воспринимающие те или иные команды автоматически (механическими, гидравлическими, пневматическими и электрическими средствами).

При этом необходимо использовать не только станки с компьютерным управлением, обеспечиваемые роботами и манипуляторами, но и соответствующие мониторы и программные контрольно-измерительные устройства, координирующие весь процесс в ГПС.

Для работы вибрационных станков (машин) в условиях ГПС необходимо решать следующие задачи:

  • обеспечение 100 %-ого контроля заданных технологических параметров качества изделий;
  • создание на базе микропроцессоров соответствующих исполнительных органов, воспринимающих и анализирующих те или иные команды специфики работы его функциональных узлов, а также других параметров технологического процесса;
  • создание соответствующих транспортных, загрузочных устройств, манипуляторов и роботов, обеспечивающих связь вибрационного станка с соответствующим технологическим оборудованием в ГПС;
  • создание банка данных оптимальных технологических процессов вибрационной обработки для различных операций.

 

В конкретном случае поставлена задача автоматизации техпроцесса виброобработки мелких деталей на установке типа ВУ - 5 с рабочей камерой торовой формы.

Автоматизация должна комплексной и включать следующие направления:

  • применение автоматизированного электропривода;
  • использование программного управления и датчиков ОС;
  • применение в конструкции ВУ автоматического механизма регулировки амплитуды колебаний рабочей камеры;
  • применение устройств для автоматизированной загрузки и выгрузки деталей, их сепарации и мойки.

 

В качестве электропривода для ВУ предлагается использовать стандартный или оригинальный тиристорный привод переменного тока для управления асинхронным электродвигателем мощностью 0,55 КВт с диапазоном регулирования не менее 10. Это позволит плавно менять частоту колебаний в заданном диапазоне в соответствии с технологией виброобработки. Электропривод должен иметь ОС по частоте вращения.

В качестве устройства ПУ можно использовать программируемый контроллер (желательно совместимый с PC). Программируемый контроллер (ПК) должен иметь не менее 10 каналов управления и не менее 5 каналов обратной связи (ОС), поскольку он должен управлять частотой колебаний (f), амплитудой (A), температурой технологической жидкости (t°), загрузкой и разгрузкой рабочей камеры, временем работы в каждом цикле, работой насосов и гидроклапанов гидравлической системы ТЖ и МЖ, возможно, работой клапанов пневматической системы (если она осуществляет привод загрузки или разгрузки). Датчики ОС должны контролировать частоту (f), амплитуду (A), температуру (t°), а также, выполнение движений по загрузке или разгрузке рабочей камеры, включение и выключение других исполнительных механизмов (можно использовать концевые выключатели или герконы).

Для плавной регулировки амплитуды колебаний предлагается использовать механизм аналогичный механизму, используемому в вибрационном станке УВГ-7М. Дисбалансный груз вибратора выполнен в виде двух грузов, один из которых жестко связан с валом, а другой может поворачиваться относительно вала на заданный угол без продольного перемещения от индивидуального привода. Применение такого механизма позволяет достигать с большой степенью точности заданной амплитуды колебаний, исключая возникновение резонанса, что позволяет снизить мощность привода и уменьшить массу фундамента.

Для автоматической загрузки рабочей камеры ВУ можно использовать малогабаритные механизированные устройства элеваторного типа с цепным приводом описанное в книге Бабичева А.П. и Трунина В.Б. "Вибрационные станки ...", а также скиповое погрузочно-разгрузочное устройство конструкции РИСХМа (ДГТУ). Для разделения деталей и рабочей среды применяют сепараторы механические, в виде вибросит, а также магнитные, струйные и другие. Представляется интересным применение подъемника в виде манипулятора для разгрузки и разделение деталей и рабочей среды с помощью электромагнита. Его применение ограничивается лишь тогда, когда обрабатываются детали из немагнитных материалов, что бывает не часто. Такой манипулятор может быть, по сути, промышленным роботом, если будет иметь широкое разнообразие действий не только по разгрузке с помощью электромагнита, но и по смене схватов для осуществления загрузки и разгрузки немагнитных деталей. Для автоматизации загрузки и выгрузки необходимо предусмотреть иную конструкцию рабочей камеры и механизировать открывание и закрывание крышки. Возможно применение опрокидывающейся конструкции рабочей камеры. При использовании автоматического манипулятора его управления можно осуществлять от того же ПК.

Строго говоря, установка ВУ-5 мало пригодна для автоматизации по конструктивным соображениям. Поэтому для упрощения конструкции вспомогательных устройств, и достижения непрерывности работы, что важно при работе в составе АЛ или ГПС, предлагается кардинально изменить конструкцию виброустановки. Такая ВУ должна иметь спиральную форму рабочей камеры, где совмещается обработка, транспортировка и сепарация деталей на выходе. Подобную конструкцию имеют автоматизированные станки типа OVST фирмы "Roto-Finish" и станки фирмы "Walther Trowal".

Поставленные задачи по автоматизации виброобработке можно выполнить силами студентов АТИ ДГТУ во время курсового и дипломного проектирования.





Создание сайтов,
продвижение сайтов: WEB-TRIO
©2008 Гепта Дмитрий Петрович
При использовании материалов сайта ссылка на автора обязательна.