Разработка мероприятий по эксплуатации и наладке ЭСПУ металлорежущих станков

Система технического диагностирования представляет совокупность технических  средств и объекта диагностирования. Различают системы: тестового диагностирования (возможность подачи на объект диагностирования специальных организуемых тестовых воздействий от средств диагностирования) и функционального диагностирования (на объект поступает только рабочее воздействие). С помощью системы тестового диагностирования решают задачи проверки исправности и работоспособности объекта, а также поиска неисправностей, нарушающих работоспособность. Процесс диагностирования может состоять из отдельных узлов, характеризуемых подаваемым на объект тестовым или рабочим воздействием и составом контрольных точек, в которых имеются ответы объекта на эти воздействия. Эти части процесса называются элементарными проверками объекта. В результате её получают значение ответа объекта, т.е. последовательность диагностических значений параметров в контрольных точках. Тогда формальное описание процесса диагностирования, т.е. алгоритм технического диагностирования, представляет собой безусловную или условную последовательность элементарных проверок, с правилами анализа их результатов.

В конструкции станков  с ЧПУ предусмотрены технические  решения, улучшающие и облегчающие  обслуживание, поиск неисправностей и проведение ремонта. К ним можно  отнести: модульный принцип создания станков с ЧПУ из унифицированных элементов, способствующих повышению надежности; оснащение станков с ЧПУ диагностическими системами, обеспечивающими быстрое обнаружение неисправностей и индикацию их на дисплее устройства ЧПУ, а также применение для поиска сложных неисправностей тестовых программ и др., разработку документации для диагностирования и ремонта конкретного станка с ЧПУ или группы этих станков. На практике диагностирование станков с ЧПУ заключается в логической обработке некоторой объективно существующей информации, поступающей от рабочего оборудования в определённый промежуток времени в виде внешних признаков, характеризующих состояние оборудования.

Основными неисправностями  в системах ЧПУ являются:

- выход из строя  (отказ) отдельного элемента (микросхемы, модуля);

- нарушение монтажа (разрыв  токоведущей цепи печатной платы или замыкание соседних токоведущих цепей);

- нарушение контактов  в разъёмах.

При ремонте неисправные  электронные элементы заменяются. Токоведущие  цепи припаиваются. При обнаружении  некачественной пайки контакты запаиваются заново. При нарушении монтажа в разъёме чаще всего достаточно вынуть блок и вставить его заново. Если это не помогает, контакты очищают спиртом или заменяют.

 

3.3. Разработать  алгоритм поиска неисправности  в системе ЧПУ

Алгоритм представляет собой последовательность циклов исходящих из условий и приводящих все действия к одному конечному условию.

Опираясь на технологическую  документацию, можно составить алгоритм по нахождению заданной неисправности (индикация прохождения РПТ отсутствует).

После устранения данных неполадок возникшая ошибка будет  устранена, если же нет, то начинаем осмотр сначала.

Алгоритм представлен  на формате А1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Разработать  функциональную электрическую схему  заданной принципиальной схемой.

Основное назначение функциональной схемы – это показать принцип функционирования и работы данного устройства, а также связи  между отдельными узлами данного  устройства. В функциональной схеме  все функциональные узлы изображаются в виде прямоугольников, а связи между ними – в виде стрелок. Микросхемы же изображаются в соответствии с их УГО.

Зная состав и работу отдельных функциональных узлов  устройства ЭСПУ «Электроника НЦ-31» составим его полную функциональную схему.

Функциональная схема  устройства представлена на формате А1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5 Разработать  метод диагностирования электроавтоматики  заданного станка.

^{Вместе с системой ЧПУ электроавтоматика обеспечивает логическую задачу (задача вспомогательных операций). К их числу относится автоматическая смена инструмента, управление переключениями приводов подач связанными с ограничениями рабочей зоны, управление переключением в приводе главного движения, управление зажимным приспособлением инструмента, охлаждением, смазыванием, перемещением ограждения. Все эти функции выполняются цикловой электроавтоматикой которая обеспечивает работу станка в заданных режимах, а также индикацию состояния электрооборудования станка, выход из аварийной ситуации хранение информации при отключении питания, защиту электрооборудования и др. При решении логической задачи в качестве исполнительной части выступают исполнительные цикловые механизмы объекта (станка), а функции управления автомата выполняет система электроавтоматики.}

^{Элементами электроавтоматики  служат различные  реле, магнитные пускатели, концевые выключатели, электромагнитные гидравлические вентили, а также некоторые кнопки пульта станка. Для нормальной работы системы УЧПУ необходимо своевременно проводить чистку контактов пускателей и реле, поднастройку блоков концевиков. При каких-либо неисправностях электроавтоматики необходимо правильно и быстро продиагностировать работу всех реле и пускателей. Вначале необходимо проверить питание  реле электроавтоматики. Напряжение питания составляет 24В постоянного напряжения. При этом необходимо проверить работоспособность блока питания электроавтоматики. Обмотки питания магнитных пускателей запитываются от переменного напряжения 220В, которое поступает со вторичной обмотки трансформатора, служащего для питания магнитных пускателей. Если  питание 24 и 220 вольт присутствует, следует проверить выходные платы КЭ. Если загораются светодиоды на соответствующем выходе КЭ, а реле подключённое на этот выход КЭ не срабатывает – значит не работает соответствующая плата выходов.  При исправности выходных плат КЭ следует проверить входные платы с оптронной развязкой. Их исправность и наличие сигналов ответа соответствующих органов станка и приводов с индуктивных бесконтактных датчиков, а также блоков концевых выключателей и датчиков срабатывания тепловых реле.}

^{Диагностирование  последовательности срабатывания реле электроавтоматики  следует проводить  с соответствующей  документацией на станок.}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6 Рассчитать надёжность заданной принципиальной электрической схемы устройства  ЧПУ.

Станки с программным  управлением в связи с их значительной стоимостью экономичны только при интенсивном  использовании во времени (двухсменном, а иногда и трёхсменном) и при эксплуатации без простоев. Станки работают в напряжённом режиме, так как на них выполняют разнородные работы как чистовые, так и черновые. Возрастают требования к сохранению станками требуемой точности в течение всего периода эксплуатации.

Свойства объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимами условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования, называют надёжностью. В свою очередь, надёжность характеризуется безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой  наработки.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Безотказность и долговечность  – свойства изделия сохранять  работоспособность, различие между  ними заключается в том, что безотказность охватывает ограниченное время, а долговечность распространяется на ресурс работы объекта с возможными перерывами на ремонт.

Под надёжностью понимают совокупность свойств изделия, определяющих степень  его пригодности для использования по назначению и связанных с возможностью появления неисправностей при его эксплуатации.

Сначала необходимо определить интенсивность  отказов λ(t), которое определяет число отказов n(t) устройства в единицу времени, отнесённое к среднему числу N устройств, работоспособных к моменту времени

       (1)

где

- заданный отрезок времени.

Надёжность устройства как системы характеризуется  потоком отказов  , численно равным сумме интенсивности отказов его отдельных устройств

 

                   (2)

По данной формуле  рассчитывается поток отказов устройства и отдельных узлов, состоящих. В  свою очередь, из различных элементов, характеризующихся своей интенсивностью отказов.

Формула (2) справедлива для расчёта  потока отказов системы из n элементов в случае, когда отказ любого из них приводит к отказу всей системы в целом. Такое соединение элементов получило название логически последовательного или основного.

Устройство работает в закрытом помещении при температуре  окружающей среды t=20-25 C в непродолжительном режиме.

Для расчёта принимаем  интенсивность отказов базового элемента.  Обычно в качестве базового элемента выбирается металлоплёночный резистор.

. Учёт нормальной запылённости  помещения учтём коэффициентом К=1. Таким образом, интенсивность отказов базового элемента составит

При расчёте принимаем  логически последовательную (основную) схему.

Расчёт показателей  надёжности проводим, используя все  необходимые коэффициенты по надёжности компонентов устройства.

 

 

 

 

 

Расчёт надёжности устройства (с различной интенсивностью отказов)

Тип элемента	Кол-во элементов  в устройстве, n	Интенсивность оказов элементов этого типа, lэ, 1/ч	Произведение n · lэ (интенсивность отказа всех (содержащихся в устройстве) элементов этого типа
Диод кремниевый	39	0,000000189	0,000007371
Конденсатор керамический	13	0,0000014	0,0000182
Конденсатор металлобумажный	0	0,000002	0
Конденсатор электролитический  алюминиевый	31	0,0000024	0,0000744
Резистор	43	0,0000005	0,0000215
Резистор подстроечный	8	0,00000756	0,00006048
интегральная  микросхема цифровая	4	0,000000378	0,000001512
интегральная  микросхема аналоговая	0	0,00001512	0
Стабилитрон	0	0,000004649	0
Транзистор  кремневый	8	3,02E-07	2,4192E-06
Транзистор  полевой	0	1,32E-06	0
Итоговая интенсивность  отказов изделия	l	1/ч	0,000185882
Период, для  которого необходимо рассчитать вероятность  безотказной работы	t	ч	5000
Вероятность безотказной  работы в течение			0,394786171
указанного  периода
Средняя наработка  до первого отказа			5379,75	ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Технологическая  часть.

4.1. Описать  виды профилактических работ  проводимые для повышения безотказной  работы системы ЧПУ.

Прежде всего следует сказать, что каждый электропривод типа «Кемрос» подвергается на заводе-изготовителе тщательному контролю и наладке, поэтому всегда следует весьма критически подходить к изменению величины сопротивления того или иного регулировочного потенциометра.

Дать однозначную методику наладки электропривода главного движения с двухзонным регулированием не представляется возможным. Здесь возможно применение нескольких вариантов:

  – первоначальная наладка преобразователя возбуждения, а затем преобразователя якоря;

  – первоначальная  наладка преобразователя якоря,  а затем преобразователя возбуждения;

  – предварительная наладка систем управления при отключённой нагрузке;

  – предварительная  наладка преобразователей при  активной нагрузке;

  – контроль и  наладка при подключённых силовых цепях якоря и возбуждения и другие варианты наладки, в том числе и в комбинациях перечисленных выше методов.

Все монтажные работы следует проводить при выключенном  напряжении.

Рекомендуется следующая  последовательность наладки:

1. Провести внешний осмотр всех компонентов электропривода, проверить надёжность контактных и разъёмных соединений. При необходимости подтянуть винтовые соединения, устранить замеченные неисправности.

2. Выполнить монтаж внешних соединений в соответствии с комплектностью поставки привода.

3. Убедиться в правильности чередования фаз питания силового преобразователя якоря и цепей синхронизации.

4. Проверить работоспособность  и правильность направления вращения  вентилятора двигателя.

5. Запаять резисторы R451-20кОм в цепи обратной связи регулятора скорости DA78 и R459=51 кОм в цепи обратной связи регулятора тока В79, сделав их пропорциональными.

6. Выключить тумблер «Работа» (ON).

7. Включить силовое питание. При этом должен светиться светодиод VH11 (FL). Через выдержку времени около двух секунд VH11 гаснет и загорается светодиод VH18 (RD), сигнализирующий о готовности привода к работе. Отсутствие сигнала «Готовность» свидетельствует о неисправности.

8. Проверить величины  выходных напряжений источников  питания преобразователя, стабилизированного  (контрольные точки 121, 122), нестабилизированных (контрольные точки 116, 117), - 30 В.