Разработка АСУ процессом производства конической шестерни среднего и заднего моста 6520-2402017

/>/>Содержание
Введение
1. Аналитическая часть
1.1 Анализ объекта — служебнаяхарактеристика, анализ поверхностей
1.2 Анализ существующих компоновок АЛ
1.3 Анализ основного и вспомогательногооборудования
1.4 Выявление недостатков существующего техпроцесса
1.5 Пути улучшениясуществующего тех. процесса
1.6 Цели и задачи дипломного проектирования
2. Проектно-пояснительная часть
2.1 Определение типа производства
2.2 Выбор типа оборудования иопределение его количества
2.3 Разработка компоновки автоматической линии
2.4 Выбор и разработка вспомогательногооборудования
2.4.1Разработка устройства ориентации
2.4.2 Разработка гравитационного транспорта
2.4.3 Выбор промышленного робота
2.5 Выборосновного оборудования
3. Расчетная часть
3.1 Расчет усилийзахватного устройства
4. Разработка системы управления
4.1 Разработка функциональной модели СУ
4.2 Разработка структурной схемы
4.3.1 Математическая модель
4.3.2 Функциональная спецификация
4.3.3 Определение программной иаппаратной частей
4.3.4 Описание входных сигналов
4.3.5 Описание выходных сигналов
4.3.6 Описание исполнительных устройств
4.4 Выбор элементов СУ
4.5 Разработка электрической схемы соединений СУ
4.6 Разработкаалгоритма работы программного обеспечения СУ
5. Безопасность жизнедеятельности
5.1 Требования по обеспечениюкомфортности на рабочем месте
5.2 Расчет
5.3 Организация техники безопасности нарабочем месте
5.4 Организация системы пожаро — и электробезопасности нарабочем месте
5.5 Правовые вопросы обеспечения БЖД
5.6 Заключение
6. Технико-экономическое обоснованиепроекта
6.1 Расчет инвестиционных вложений
6.2 Расчет экономии затрат напроизводство
6.3 Расчет эффективности проекта
6.4 Вывод
Заключение
Список использованных источников
Введение
Дальнейшее развитие и повышение эффективностимашиностроения возможно при существенном росте уровня автоматизации производственногопроцесса. В последние годы широкое распространение получили работы по созданию новыхвысокоэффективных автоматизированных механосборочных производств и реконструкциидействующих производств на базе использования современного оборудования и средствуправления всеми этапами производства.
Производственные процессы должныобеспечивать выпуск продукции необходимого качества и требуемое количество изделийв заданный срок при минимальных затратах живого труда и вложенных капитальных затратах.
Для успешного решения всех этих задачнеобходимо, чтобы технологическое оборудование, будучи высокопроизводительным иобеспечивая требуемую точность, было способно к переналадке в процессе его эксплуатациипри смене выпускаемого изделия.
Автоматическая линия есть сложноемногогранное понятие, которое следует рассматривать с нескольких точек зрения. Еслипервые переналаживаемые автоматические линии были ориентированы, как правило, наручную переналадку на два-три наименования деталей, то современные переналаживаемыеавтоматические линии ориентируются, как правило, на автоматическую переналадку навыпуск любой детали, если только она входит в заранее определенную группу. Числодеталей в такой группе по мере технического прогресса имеет тенденцию возрастать,а длительность периода между запускаемыми в обработку партиями деталей, как и величиныэтих партий, — уменьшаться.
Автоматические линии машиностроениямогут строиться по агрегатно-модульному принципу из комплектов унифицированных узлов,а могут снабжаться сменяемыми в процессе эксплуатации по программе шпиндельнымиголовками, перемещаемыми по базе станка.
Необходимо учитывать, что унификацияузлов подачи выдвигает свои специфические требования.
Применение унифицированных узловподачи возможно, если обрабатываются одноименные или одинаковые поверхности на различныхдеталях или же если обрабатываются одноименные или одинаковые поверхности на однойи той же детали, но на разных режимах.
При эксплуатации унифицированныхузлов подачи возникают следующие три случая:
обрабатываются одинаковые поверхностиразличных деталей.
Эти поверхности характеризуются одинаковымиконструктивными и технологическими параметрами, например при обработке отверстийпод гильзы в блоках цилиндров автомобильных двигателей одинаковыми являются их длины,диаметры, требования по отклонениям от цилиндричности, параллельности, перпендикулярностик базовой поверхности, шероховатости и др. Разница в расположении этих отверстийу различных блоков цилиндров здесь заключается только в расстоянии этих отверстийот базовой плоскости;
обрабатываются различные поверхностиу одной или у различных деталей.
В этом случае обычно используютсяузлы, включающие в работу различные инструментальные блоки, такие как револьверныешпиндельные бабки, поворотные шпиндельные головки и т.п. Это узлы, обеспечивающиепоследовательную и последовательно-параллельную обработку;
обрабатывается одна и та же поверхностьу одной детали, но режимы обработки во время эксплуатации данной автоматическойлинии могут изменяться.
В этом случае используемый силовойузел подачи должен обладать определенными резервами, допускающими изменение скоростейподач, как правило, заключающееся в их повышении.
коническая шестерня унифицированный узел
Для проектирования автоматическойлинии в настоящее время применяются принципы групповой технологии. Это значит, чтогибкая автоматическая линия изначально проектируется под определенную номенклатурудеталей, выбранных в качестве представителей. Наибольшим разнообразием отличаютсяразличные корпусные детали, поэтому именно их в первую очередь следует специальнораспределять по соответствующим группам.
Технологические операции механическойобработки, выполняемые на станках, образующих автоматическую линию, характеризуютсямногими параметрами, к числу которых относятся вид данной операции, расположениеобрабатываемых на данной операции поверхностей относительно базовых, достигаемаяточность, а также режимы, на которых она выполняется. В настоящее время с цельювыбора математическими методами деталей — представителей для обработки на автоматическихлиниях принято рассматривать два основных параметра, используемых для проектирования.
К этим параметрам относятся координатыприложения действия режущего инструмента, а также точность позиционирования рабочегооргана по этим координатам. Что касается таких параметров операции, как рабочиережимы или вид сменяемых инструментов, необходимость и последовательность их смены,то они задаются по командам от системы управления.
Оценка возможности и целесообразностизапуска в производство новой детали на существующей переналаживаемой автоматическойлинии сводится к следующим действиям:
- составляется информационная модель новой детали;
- производится анализ массогабаритных характеристик новой детали;
- производится анализ технологического маршрута обработки новой детали;
- производится анализ достигаемой точности и качества обработки новойдетали;
- производится анализ ожидаемой производительности существующей автоматическойлинии при выпуске новой детали;
- производится анализ экономической эффективности выпуска новой деталина существующей автоматической линии.
Составление информационной моделиновой детали базируется на анализе рабочего чертежа новой детали и рабочего чертежаее заготовки. Рабочий чертеж новой детали включает в себя данные о конфигурацииновой детали, ограничивающих ее рабочих поверхностях, материале детали и его твердости,твердости некоторых поверхностей детали, например закаливаемых поверхностях, требованияхк точности обрабатываемых поверхностей, требованиях к шероховатости и качеству обрабатываемыхповерхностей, о взаимном расположении поверхностей, об «увязке» черновыхи чистовых обрабатываемых поверхностей.
Технологический процесс, реализованныйна действующей автоматической линии обработки детали, помимо всего прочего, дляцелей проводимой оценки должен включать в себя данные о базовых поверхностях, поверхностяхдля транспортирования, а также о маршрутной технологии. Эти данные могут быть представленыкак совокупность методов обработки детали и совокупность переходов в зависимостиот требований к шероховатости, качеству и точности обработки данной поверхности,а также могут привести к определенному группированию переходов обработки даннойповерхности. Для анализа требуемой производительности при выпуске новой детали следуетисходить из производственной программы выпуска этой детали. Общий фонд времени существующейавтоматической линии, который может быть выделен для производства новой детали,складывается из времени, затрачиваемого на перекомпоновку, переналадку, а в случаенеобходимости, и на модернизацию этой линии, и времени, необходимого для выполненияэтой переналаженной автоматической линией рабочих операций нового технологическогопроцесса.
Проведя анализ всех этих показателей,можно сделать заключение о целесообразности или нецелесообразности использованиядля производства новой детали уже существующей автоматической линии.
1. Аналитическая часть1.1 Анализ объекта — служебная характеристика, анализповерхностей
Деталь шестерня ведущая заднего моста 6520-2402017 (чертеж вприложении А.1) изготовлен из стали 20ХГНМТА ТУ 14-1-5509-2005, масса 13,6 кг. Годовой план выпуска детали 25000 шт.
Шестерня ведущая среднего моста 5320-2502017 (чертеж в приложенииА.2) изготовлен из стали 20ХГНМТА ТУ 14-1-5509-2005, масса 6,53 кг. Годовой план выпуска детали 25000 шт.
Оборудование которое использовалось для обработки ведущей коническойшестерни заднего и среднего моста в нынешнем технологическом процессе приведенана таблице 1. Исходный технологический маршрут нуждается в корректировке, т.к. онне удовлетворяет многим требованиям проектирования автоматической линии. Технологическиймаршрут состоящий из нескольких операций преобразуем в одну операцию. Разбивка операцийпо переходам осуществляется таким образом, чтобы количество основного оборудованиябыло наименьшим и достигалась необходимая производительность участка.
Обе детали характеризуются простой конфигурацией, образованапростыми геометрическими поверхностями, которые могут быть использованы в качествеустановочных баз на первой механической операции. (представляет собой тело вращения,симметричное относительно оси).
Коническая форма деталей говорит о их технологичности при получениизаготовки, обработки, контроле. В тоже время с точки зрения механической обработкизаготовки не технологичны, т.к. операция получения зубьев со снятием стружки производитьсяв основном малопроизводительными методами. Конструкция двух шестерен несмотря наступенчатую коническую форму, позволяет вести обработку зубьев на одинаковых зуборезныхстанках с ЧПУ с небольшой переналадкой. Большинство элементов шестерен технологичныи позволяет вести обработку стандартными покупными инструментами.
Самые точные и ответственные элементы обоих шестерен — это шейкии зубья. Одна из главных шеек шестерни заднего моста имеет размер Ø65мм идругая шейка 75мм, а шейки шестерни среднего моста имеют размеры Ø70мм иØ107мм. Шероховатость этих шеек 1,25 мкм. Такую же шероховатость имеют зубьяобоих шестерен, поэтому их нужно шлифовать. Для этого можно подобрать одну группушлифовальных станков с ЧПУ. Посадочные места под подшипники требуют высокую чистотуповерхности с шероховатостью Ra 1,25мкм.Остальные поверхности детали, имеют шероховатость более грубые.
Конструкция двух деталей похожа и состоит из стандартных и унифицированныхконструктивных элементов. Большинство обрабатываемых поверхностей деталей имеютправильную простановку размеров, оптимальные степень точности и шероховатости. Конструкциядеталей позволяет изготавливать их из стандартных и унифицированных заготовок илизаготовок, полученных рациональным способом. Так же конструкция обеспечивает возможностьприменения типовых и стандартных технологических процессов при изготовлении.
Проведя анализ двух деталей, а это шестерни ведущих заднего исреднего мостов, можно сделать вывод о том, что для их изготовления можно подобратьодну группу обрабатывающих станков, отвечающим всем требованиям точности, качестваи последующей эксплуатации.
Ведущие мосты предназначены для восприятия вертикальных, продольных,поперечных усилий, действующих на колеса, обеспечения постоянного увеличения моментадвигателя и поведения его к ведущим колесам.
На автомобилях семейства КамАЗ на некоторых моделях устанавливаетсядва ведущих моста — средний и задний. Конструкция мостов аналогична, отличие заключаетсяв установке на среднем мосту межосевого блокируемого дифференциала и отдельных оригинальныхдеталей, сопрягаемых с ним.
Ведущая коническая шестерни является основной частью главнойпередачи автомобиля КамАЗ. Главная передача состоит из картера редуктора, пары спиральныхконических шестерен и пары косозубых цилиндрических шестерен. На среднем мосту установленмежосевой дифференциал.
Ведущая коническая шестерня заднего моста отличается от коническойшестерни среднего моста длинной ступицы. Каждая шестерня имеет отверстие. При этому шестерни среднего моста оно цилиндрическое, предназначенное для обеспечения прохождениявала привода заднего моста, у шестерни заднего моста — шлицевое, предназначенноедля соединения с ведущим валом. Ведущий вал среднего и заднего моста предназначендля передачи крутящего момента от карданной передачи к ведущим мостам автомобиля.Шестерни установлены в картере редуктора на двух конических подшипниках. Подшипникизаднего и среднего мостов взаимозаменяемые, однако установка шестерни для каждогомоста оригинальна.
Шестерня среднего моста установлена на двух конических подшипниках.Внутреннее кольцо заднего подшипника напрессовано на шейку шестерни. Наружное кольцопереднего подшипника запрессовано в гнездо стакана. Между подшипниками установленораспорная втулка и регулировочные шайбы предназначенные для регулировки преднатягаподшипников.
Шестерня заднего моста установлена на валу и вместе с валом надвух конических подшипниках в картере. Внутреннее кольцо заднего подшипника напрессованона шейку шестерни. Наружное кольцо переднего подшипника запрессовано в гнездо стакана.Между подшипниками установлено опорная шайба и регулировочные шайбы, предназначенныедля регулировки преднатяга подшипников.
Ведущие шестерни заднего и среднего моста изготовлены из стали25 ХГНМ, проходят цементацию на глубину 1,6 мм и закалку для обеспечения твердости 60-64HRC.
Таблица 1Наименование детали Оборудование фрезерно-центровальный станок МР-71 5320-2502017 специальный агрегатно-сверлильный станок барабанного типа 11А243 токарный гидрокопировальный станок ЕМ-425 токарный гидрокопировальный полуавтоматный станок ЕМ-427 шлицефрезерный полуавтомат 5350А  горизонтакльно-фрезерный станок 6Р82Г круглошлифовальный полуавтоматический станок круглошлифовальный полуавтоматический станок зуборезный полуавтоматический станок Глисон зубофасочный полуавтоматический станок ВС-320 зуборезный полуавтоматический станок Глисон 116 моечная машина 198К зубоконтрольный станок Глисон 51 резьбошлифовальный полуавтоматический станок МВ-145 круглошлифовфальный полуавтоматический станок BHS25/630 TOS круглошлифовальный полуавтоматический станок SAST 6520-2402017 фрезерно-центровальный станок МР-71 гидрокопировальный станок ЕМ-473-1-08 гидрокопировальный полуавтоматный станок ЕМ-427 шпоночно-фрезерный станок ДФ-814 торцекруглошлифовальный станок “Кикинда AFD-630” зубофасочный станок BC-520 зуборезный станок Глисон — 16 моечная машина 198К резьбошлифовальный станок MB145C1
/>/>/>1.2 Анализ существующих компоновок АЛ
Критерием оценки вариантов служат минимальные затраты на обработкуи максимальная производительность. Основополагающий этап создания компоновки Автоматическаялиния (А. л.) — это система машин, комплекс основного и вспомогательного оборудования,автоматически выполняющего в определённой технологической последовательности и сзаданным ритмом весь процесс изготовления или переработки продукта производстваили части его. В функции обслуживающего персонала А. л. входят: управление, контрольза работой агрегатов или участков линии, их ремонт и наладка. Линии, которые длявыполнения части операций производственного процесса требуют непосредственного участиячеловека (например, пуск и остановка отдельных агрегатов, закрепление или перемещениепродукта переработки), называются полуавтоматическими. На современных А. л. механизированыи автоматизированы многие вспомогательные операции (например, уборка отходов производства),контроль качества продукции, учёт выработки и др. На многих А. л. автоматическирегулируются параметры технологических процессов, осуществляются автоматическоеперемещение рабочих органов, наладка и переналадка оборудования. Создание и внедрениеА. л. — один из важнейших этапов автоматизации производства.
Автоматические линии широко применяются в пищевой промышленности,производстве бытовых изделий, в электротехнической, радиотехнической и химическойотраслях промышленности. Наибольшее распространение автоматические линии получилив машиностроении. Многие из них изготовляются непосредственно на предприятиях сиспользованием уже действующего оборудования.
Автоматические линии для обработки строго определённых по формеи размерам изделий называются специальными; при изменении объекта производства такиелинии заменяют или переделывают. Более широкими эксплуатационными возможностямиобладают специализированные автоматизированные линии для обработки однотипной продукциив определённом диапазоне параметров. При изменении объекта производства в такихлиниях, как правило, лишь перенастраивают отдельные агрегаты и изменяют режимы ихработы; основное технологическое оборудование в большинстве случаев может быть использованодля изготовления новой однотипной продукции. Специальные и специализированные автоматическиелинии применяются главным образом в массовом производстве.
В серийном производстве автоматические линии должны обладатьуниверсальностью и обеспечивать возможность быстрой переналадки для изготовленияразличной однотипной продукции. Такие А. л. называют универсальными быстропереналаживаемыми,или групповыми. Несколько меньшая производительность универсальных А. л. по сравнениюсо специальными компенсируется их быстрой переналадкой для производства широкойноменклатуры продукции.
Структурная компоновка автоматических линий зависит от объёмапроизводства и характера технологического процесса. Существуют линии параллельногои последовательного действия, однопоточные, многопоточные, смешанные (с ветвящимсяпотоком). Автоматические линии параллельного действия применяются для выполненияодной операции, когда продолжительность её значительно превышает необходимый темпвыпуска. Продукт переработки автоматически распределяется (из магазина или бункера)по агрегатам линии и после обработки приёмными устройствами собирается и направляетсяна последующие операции. Многопоточные автоматические линии представляют собой системуиз автоматических линий параллельного действия, предназначенную для выполнения несколькихтехнологических операций, каждая из которых по продолжительности больше заданноготемпа выпуска. В единую систему могут быть объединены несколько А. л. последовательногоили параллельного действия. Такие системы называются автоматическими участками,цехами или производствами.
Управление автоматическими линиями. осуществляется системамиавтоматического управления, которые подразделяются на внутренние и внешние. Внутренниесистемы управления обеспечивают выполнение отдельным агрегатом или механизмом линиивсех основных и вспомогательных операций технологического процесса на данном агрегате.Внешняя система (как правило, система путевого контроля, организованного по принципуобратной связи) обеспечивает согласованную работу агрегатов и участков линии. Взависимости от конкретных условий системы управления автоматической линией, онимогут строится на электрических, механических, гидравлических, пневматических иликомбинированных связях. Для автоматического регулирования технологического процессаи переналадки оборудования на автоматических линий (преимущественно групповых) применяютсистемы электронного программного управления. Крупные комплексные автоматическиелинии оснащаются электронными управляющими машинами и другими средствами вычислительнойтехники. На агрегатах автоматических линий преимущественно применяется индивидуальныйили многодвигательный электропривод и реже — регулируемый электрический, гидравлическийили механический привод.
Перемещение обрабатываемых деталей (продукта переработки) с однойрабочей позиции на другую осуществляется жёсткой или гибкой системой транспортирования.Жёсткая система транспортирования может пересекать рабочее пространство агрегатовА. л. или располагаться параллельно и иметь перпендикулярно смонтированные устройствадля загрузки и разгрузки рабочих позиций. Рабочие позиции каждого агрегата находятсяна одинаковом расстоянии одна от другой. После обработки на одной позиции детальраскрепляется и передвигается на следующую рабочую позицию; при этом на первой позицииустанавливается новая заготовка, а на последней снимается готовое изделие. В зависимостиот конструкции, размеров и формы изделий используются транспортёры шаговые, штанговоготипа, а также грейферные, пластинчатые, цепные и др. Жёсткие системы транспортированияприменяются преимущественно на однопоточных линиях последовательного действия приизготовлении крупных штучных изделий (например, на линиях из агрегатных станковили линиях для механической обработки цилиндрических зубчатых колес). При гибкойсистеме транспортирования установка заготовок и снятие обрабатываемых изделий производятсянезависимо на каждом агрегате автоматизированной линии; передача изделий с однойпозиции на другую может быть совмещена с рабочим процессом. Транспортирование обрабатываемыхизделий между агрегатами осуществляется при помощи наклонных или вибрационных лотков,цепных, ленточных или желобчатых конвейеров и т.п. Гибкая система транспортированиянаиболее эффективна при обработке мелких изделий на автоматических линиях параллельногодействия, а также на многопоточных и смешанных автоматических линиях. Обычно пригибкой системе транспортирования на каждой рабочей позиции устанавливают магазиныили бункера-накопители. Их назначение — обеспечить работу автоматизированной линиипри остановках отдельных агрегатов и облегчить обслуживание линий. Количество иёмкость накопителей определяются сложностью и протяжённостью автоматической линии,степенью надёжности и безотказностью работы агрегатов. Магазины (бункера-накопители)применяются также и на автоматической линии с жёстким транспортированием; в этомслучае их встраивают в общую транспортную систему, обеспечивая независимую работуотдельных участков.
Изделие при обработке остаётся неподвижным или перемещается прямолинейно(автоматическая линия бесцентрово-шлифовальных станков), совершает круговое иливращательное движение (в автоматической роторной линии). Неподвижные или вращающиесяизделия перед обработкой фиксируются в требуемом положении непосредственно на рабочейпозиции или в приспособлении-спутнике. Прямолинейное или круговое перемещение изделияв процессе обработки обычно осуществляется транспортными средствами.
Стабильность процесса на автоматической линии характеризуетсявременем, в течение которого необходимые параметры процесса выдерживаются в требуемыхдопусках. Стабильность качества продукции и устранение влияния погрешностей во времяобработки на автоматических линиях достигаются применением систематического контролязаданных параметров и активным воздействием на технологический процесс.
Непосредственная эффективность автоматической линии сказывается,в частности, в уменьшении числа рабочих, ранее занятых на этом производстве. Норабота на автоматических линиях требует более высокой квалификации обслуживающегоперсонала. Наиболее эффективны А. л. при комплексном внедрении совершенных технологическихпроцессов. В условиях социалистического производства автоматические линии применяютдля трудоёмких операций и вредных процессов, если это значительно облегчает трудрабочих и улучшает его условия. Однако, как правило, автоматизированные линии даюти необходимую экономическую эффективность, особенно высокую при комплексной автоматизациипроизводства. Стоимость продукции, изготовляемой на автоматической линии, зависитглавным образом от стоимости исходных материалов и полуфабрикатов, производительностиавтоматизированной линии и затрат на их создание.
Стоимость автоматической линии. определяется количеством технологическихопераций, их сложностью, объёмом выпускаемой продукции, сложностью оборудованияи систем управления, серийностью производства. При прочих равных условиях решающийфактор, определяющий стоимость автоматизированной линии, — серийность производстваеё оборудования. Стоимость автоматических линий снижается при использовании нормализованныхузлов, механизмов и инструментов, при централизованном изготовлении систем транспортированияи управления, сокращении длительности монтажа и наладки. Снижение стоимости автоматизированныхлиний расширяет экономически целесообразные области их применения, позволяет вводитьв действие автоматические линии, необходимые для технического перевооружения промышленности.
Производительность автоматической линии. зависит от времени,затрачиваемого на непосредственное осуществление рабочего процесса, времени на выполнениевспомогательных перемещений (несовмещенные транспортные операции, закрепление иоткрепление обрабатываемого изделия, отвод и подвод рабочих органов), времени напереналадку, наладку и восстановление работоспособности линии. Сокращение временирабочего процесса достигается применением высокопроизводительной технологии. Уменьшениевремени на вспомогательные перемещения достигается сокращением числа холостых перемещенийили увеличением их скорости, совмещением во времени холостых перемещений с рабочимпроцессом. Для оценки производительности автоматической линии важен показатель цикловойнепрерывности работы, который определяется (для дискретных процессов) отношениемвремени выполнения рабочего процесса к общему времени цикла. Время на подналадку,переналадку и ремонт сокращается при использовании автоматического регулирования,повышении стабильности рабочих инструментов и своевременной их замене.
/>/> 1.3 Анализ основного и вспомогательного оборудования
К основному технологическому оборудованию относятся станки, накоторых происходит механическая обработка деталей.
В настоящее время существует большое разнообразие групп станков(токарные, сверлильные, расточные, фрезерные, шлифовальные и др.), которые в зависимостиот конструктивных исполнений и характера выполняемых работ делятся на типы (токарно-револьверные,координатно-расточные, внутришлифовальные, резьбофрезерные, вертикально-сверлильныеи многие другие). Кроме того, по степени универсальности различают станки универсальные,специализированные и специальные. Первые предназначены для выполнения самых разнообразныхопераций и позволяют обрабатывать детали, сходные по конфигурации, но имеющие различныеразмеры, например зубообрабатывающие или резьбонарезные станки. На специализированныхстанках выполняют более узкий круг операций, а специальные станки вообще предназначеныдля обработки деталей одного типоразмера.
По своему устройству станки делятся на автоматы и полуавтоматы.Автоматом называют станок, в котором автоматизированы все основные и вспомогательныедвижения, необходимые для выполнения технологического цикла обработки заготовок,включая загрузку и выдачу обработанной детали. Обслуживание автомата сводится кпериодической наладке, подаче материала на станок и контролю обрабатываемых деталей.Полуавтоматом называется автоматический станок, в котором часть движений неавтоматизирована.В большинстве случаев это движения, связанные с загрузкой и снятием заготовок.
Вспомогательное оборудование включает в себя транспортно-накопительныеустройства, обеспечивающие накопление, хранение, ориентацию, поштучную выдачу итранспортирование деталей (промышленные роботы, тактовые столы, лотки, магазины,автоматизированные тележки и др.).
/>/> 1.4 Выявление недостатков существующего техпроцесса
Техпроцессы по обработке ведущей конической шестерни заднегои среднего моста состояли из нескольких операций, выполняемых на разных станках.Поэтому в процессе изготовления детали часто переустанавливались, что приводилок большим потерям времени. Кроме того, в конечном итоге снижалось качество изделияи уменьшалась общая производительность.
Потребность в большом количестве рабочих кадров. Не выполнениевысокой точности обработки деталей из-за старого оборудования, которое постояннонуждается в наладке и вследствие этого падает производительность. Кроме того имеетсяряд вредных воздействий причиняющий ущерб здоровью человека: шум, пары, газы, опасностьпопадания в глаза стружки и т.д. Условия труда в на участке считаются вредными т.е.характеризуются наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиеническиенормативы и оказывающих неблагоприятное воздействие на организм работающего.
Нерациональное использования внутрицеховой площади в связи сбольшим количеством оборудования.1.5 Пути улучшения существующего тех. процесса
Одним из путей улучшения тех. процесса является комплексная автоматизацияпроизводственного участка, т.е. исключение человека из процесса обработки. Текущиестанки полностью сменить на станки с ЧПУ.
Станки с ЧПУ характеризуются целым рядом достоинств. Посколькутехнологический процесс автоматизирован, т.е. управление производится по занесеннойв систему программе, увеличивается точность обработки материала. В результате, станкис ЧПУ позволяют существенно снизить процент брака. Кроме того, автоматизация процессаобработки станками с ЧПУ способствует ощутимому повышению производительности.
Таким образом, благодаря высокой скорости и точности обработкиматериала, управляемые станки с ЧПУ увеличивают эффективность производства в несколькораз.
Предлагается автоматизировать транспорт детали, их загрузку-выгрузку.Для целей загрузки может послужить робот-манипулятор, гравитационный транспорт дляперемещения деталей между отдельными роботами манипуляторами, для ориентации заготовкиможно использовать вибробункер.
Достоинства использования робототехники:
Повышение точности выполнения технологических операций и, какследствие, улучшение качества;
возможность использования технологического оборудования в трисмены, 365 дней в году;
рациональность использования производственных помещений;
исключение влияния человеческого фактора на поточных производствах,а также при проведении монотонных работ, требующих высокой точности;
исключение воздействия вредных факторов на персонал на производствахс повышенной опасностью;
достаточно быстрая окупаемость.1.6 Цели и задачи дипломного проектирования
Целью дипломного проекта является повышение технико-экономическихпоказателей за счет создания автоматизированного производства детали коническойшестерни среднего и заднего моста.
На основе анализа компоновок автоматических линий и основногои вспомогательного оборудования необходимо решить следующие задачи:
определение исходных данных;
провести анализ существующих автоматических линий;
подбор оборудования;
проектирование;
выбор и расстановка датчиков, разработка циклограммы;
выбор управляющей системы (контроллер) и его программированиеотносительно расстановленных датчиков;
рассчитать экономическую эффективность дипломного проекта;
разработать мероприятия по безопасности жизнедеятельности.
2. Проектно-пояснительная часть2.1 Определение типа производства
В технологии машиностроения можно выделить следующие типы решаемыхзадач: экономические, организационные и технические. Для того чтобы сократить времяи издержки на решение этих задач все технологические процессы разделили на три группы,то есть по принадлежности к определенному типу производства — единичному, серийномуили массовому. От типа производства зависит направление проектирования технологическогопроцесса, основной целью которого является сокращение организационно-технологическихиздержек. Два фактора оказывают существенное влияние на тип производства: заданнаяпрограмма выпуска и трудоёмкость изготовления детали. На основе заданной программыопределяется такт выпуска изделия t, а трудоёмкостьизготовления изделия находится по среднему штучному временем Тшт. српо операциям, действующим на производстве или аналогичного технологического процесса.
Тип производства по ГОСТ 14.004-83 характеризуется коэффициентомсерийности по формуле:
/>/> (1)
где /> - такт выпуска изделия вычисляетсяпо формуле:
/> (2)
/> - годовой фонд работы оборудования4300 ч.
/>-годовая программа выпуска 50000шт. />
Такт выпуска:
/>.
Определение типа производства по формуле:
/> /> (3)
/>производство крупно серийное.2.2 Выбор типа оборудования и определение его количества
Количество станков определяем по следующей формуле:
/> (4)
где N — объем выпуска,
Тшт — штучное время выполнения операции,
Fd — годовой фонд работыоборудования.
Определение количества оборудования приведены в таблице 2
Таблица 2Наименование операции
tшт, мин
nпр
nпр (штук)
np / nпр Фрезерная 3,0265 0,6 1 0,6 Токарная 2,3719 1,05 1 1,05 Шлицефрезерная 2,8318 1,1 1 1,1 Зубонарезная 5,65 0,7 1 0,7 Шлицешлифовальная 3,366 0,45 1 0,45 Зубошлифовальная 3,7153 1,125 1 1,125 Круглошлифовальная 2,2241 0,7 1 0,7
Расчетное количество станков вычисляется по формуле:
/> (5)
где Тшт — штучное время на соответствующей операции.
Фактическое количество станков />расчетноеколичество станков округляется в большую сторону.
Загруженность станков по времени их использования:
Коэффициент загрузки оборудования вычисляется по формуле:
/> (6)
Всего количество оборудования: nпр= 7 штук.2.3 Разработка компоновки автоматической линии
При разработке планировки участка необходимо учитывать следующиетребования:
Компактность при расстановки оборудования.
Выполнение техпроцесса.
Оптимальное количество вспомогательного оборудования.
Размеры участка должны вписываться в сетку колонн корпуса.
Связывание с транспортнымисистемами.
Состав производственныхотделений и участков механических цехов определяется типом производства, технологическимпроцессом на изготовление детали и типом оборудования. В условиях массового и крупносерийногопроизводства оборудование на участке расставляется по мере следования технологическихопераций. При укрупненном проектировании участка вначале необходимо определить общуюпроизводственную площадь участка по формуле:
/> (7)
где />-удельная производственная площадьзанимаемая оборудованием;
nпр — принятое количествооборудования.
Sуд=25м2; nпр=10; Sоб=250м2
Участок, разработанныйдля выполнения технологического процесса по изготовлению конической шестерни ведущегосреднего и заднего моста, представлен на чертеже ДП 0.220301.65.17.10.45.00.00 ВО.
Каждому типу станка соответствует условное графическое изображение.При разработке планировки необходимо, чтобы участок был замкнутым, т.е. начало иконец технологического процесса были расположены на одной оси. В этом случае конфигурациярасположения оборудования образует «овал», внутри которого следует расположитьтри группы станков и три промышленных робота для перемещения заготовки от станкак станку. Первая группа станков «привязывается» к следующей группе станков.Далее располагается следующая группа станков для выполнения последующих операций.На каждой группы станков необходимо предусмотреть рабочее место для робота манипулятора,радиус рабочей зоны станков от 800 до 1400 мм. В начале и конце технологического маршрута необходимо поставить тару под заготовки и детали.
Переналадка автоматической лини по выпуску деталей коническойшестерни среднего и заднего моста осуществляется переводом операции зубонарезногостанка позиции 7 на позицию 8 путем установки позиции загрузки и выгрузки роботаманипулятора на соответствующий станок.
В устройство ориентации заготовки выгружает погрузчик, послетого как заготовка выходит уже ориентированной, робот манипулятор 1 помещает в позицию1, после того как цикл станка закончиться, робот манипулятор 1 перемещает в позицию2, после окончании обработки на позиции 2, робот кладет заготовку на склиз-скат,под своей гравитацией заготовка скатывается к следующей группе станков. Такой циклповторяется до тех пор пока не закончатся заготовки в ориентирующем устройстве.Далее заготовка скатившиеся по склизу скапливается на его конце, а робот манипулятор2 при появлении заготовки в зоне загрузке на позиции 5, перемещает заготовку в позицию6, после того как обработка заготовки закончится, робот 2 перемещает в позицию 7или 8 (в зависимости от конструкции детали), когда обработка закончиться, робот2 перемещает заготовку в позицию 9, робот манипулятор начинает заполнять тару. Такойцикл повторяется до тех пор пока не закончатся заготовки в склизе. После заполнения,заготовки отправляются на термическую обработку. После термической обработки заготовкапомещается в вибробункер 2, после того как заготовка выйдет в ориентированном виде,робот манипулятор 3 берет заготовку и перемещает в позицию 11, после окончания обработкина станке, робот манипулятор перемещает в позицию 12, после обработки на этой позиции,робот манипулятор перемещает в позицию 13, и после обработки на этой позиции, роботманипулятор перемещает готовую деталь в позицию 14, где заполняет тару. Такой циклповторяется как и в первой группе станков.
Устройство числового программного управления линией и электрошкафырасположены за ограждениями.
/>/>/>2.4 Выбор и разработка вспомогательного оборудования
Вспомогательное оборудование необходимо для выполнения работне связанных с обработкой детали. К таким работам относятся перемещение заготовкиот одного станка к другому, к конвейеру, межоперационного накопления заготовок,деталей, транспортировка заготовок и готовых деталей.
К вспомогательному оборудованию данной автоматической линии относятся:
Устройство ориентации (вибробункер)
Транспортная система (склиз-скат)
Промышленный робот манипулятор.
С развитием вычислительной техники и повышением надежности средствавтоматизации стало возможным и экономически выгодным автоматизировать различныевспомогательные операции.2.4.1Разработка устройства ориентации
Конструкция устройства ориентации показана в приложении Б.
Механизм ориентации и захвата, выполняется виде бункера-воронки.В которой бункер имеет форму конуса, направленной вершиной вниз, так как отвод ориентированныхдеталей производиться вниз по наклонному двухрельсовому лотку. В самом низу лоткавырезано отверстие Т — образного типа под ориентацию детали. За прорезью бункеразакреплен траверс. Бункер крепиться на 4-ех стойках с направляющими, по 2 с каждойстороны. Для обеспечения подвижности бункер подпружинен. На дне, с внешней стороныбункера крепиться электромагнит. Электромагниты ЭМ 34 переменного тока, однофазные,предназначенные для применения в качестве комплектующих изделий для дистанционногоуправления исполнительными механизмами различного промышленного назначения для эксплуатациив стационарном состоянии. Электромагниты рассчитаны для включения в сеть переменноготока частоты 50 и 60 Гц на номинальное рабочее напряжение до 660 В. Чертеж представленв приложении В.
Технические характеристики электромагнита представлены в таблице2.
Таблица 2
Режим
работы ПВ, %
Номинальное
тяговое усилие, Н
Время
срабатывания, с Время возврата, с Номинальная частота включений, в час Номинальная активная мощность, Вт 100 4,0 0,075 0,055 2400 13.5 40 5,0 0,085 0,059 2000 16 15 6,3 0,12 0,055 1200 20 0,08 0,055 2400 18
Принцип работы устройства ориентации:
Детали насыпанные навалом в бункер устремляются вниз под действиемсил тяжести. И по инерции возникающим в результате направленного колебательногодвижения, в которое от электромагнитного вибратора приводиться бункер вместе с массойдеталей. От вибрации детали ориентируются и выходят вниз из “Т” — образного разрезав бункере на траверс. Вдоль траверса ставиться оптический датчик, для распознаванияроботом манипулятором наличие детали.2.4.2 Разработка гравитационного транспорта
Чертеж гравитационного транспорта показана в приложении В.
Гравитационный транспорт содержит наклонный желоб. Желоб можетиметь наклон от 40до 70. Желоб состоит из каркаса выполненногоиз уголков различных размеров и трех прутков для увеличения износостойкости, пруткидержаться на двух стойках, на конце желоба имеется траверс для накопления деталии захвата робота манипулятора.
Принцип работы гравитационного транспорта:
По наклонному желобу движется деталь вниз, под своим весом.
/>/> 2.4.3 Выбор промышленного робота
На каждую пару станков предлагается установить по одному роботу-манипулятору.Робот производил бы обслуживание двух станков последовательно. В качестве оборудованиядля обслуживания станков предлагается напольный робот Fanuc-2 L-2400.
Основное назначение — для установки заготовок на металлорежущиестанки и снятие готовых деталей; штабелирование грузов, обслуживание конвейерови другие операции. Характеристика промышленного робота
Fanuc-2 L-2400 приведены в таблице 3.
Таблица 3Наименование Значение Номинальная грузоподъемность, кг 68,1 Число степеней подвижности 4 Число рук/захватов на руку 1/2 Тип привода пневмо и электро Устройство управления позиционное Число программируемых координат 4 Ёмкость памяти системы, число положений рабочего органа 60 Погрешность позиционирования, мм ±1,27 Максимальный радиус зоны обслуживания R, мм 1450 Линейные перемещения со скоростью 0,914м/с, r, z мм 1450, 1067 Угловые перемещения
3300
/>/> 2.5 Выбор основного оборудования
При выборе основного технологического оборудования следует руководствоватьсяконструктивно-технологическими особенностями обрабатываемого изделия, режимами резания.Так как в данной работе идёт проектирование гибкого автоматизированного участка,то выбираемое оборудование должно быть с ЧПУ предназначенное для работы в условияхавтоматизированного производства. На данном автоматизированном участке может идтиобработка не только конической шестерни среднего и заднего моста, но и других аналогичныхдеталей, поэтому производство должно быть быстропереналаживаемым в случае переходана изготовление другой аналогичной детали.
Выбор станка осуществляем по следующим признакам:
частота вращения шпинделя;
размеры рабочей поверхности стола;
мощность электропривода главного движения;
скорость быстрого перемещения стола;
подача стола;
наибольшее перемещение стола.
Для обработки деталей конической шестерни среднего и заднегомоста предлагается использовать следующие станки с ЧПУ:
- вертикально-фрезерный станок FANUC XD-40, токарно-патронный станок16К20РФ3, зубошлицефрезерный станок 5Б352ПФ2, Зуборезный станок 5А270ВФ3, шлицешлифовальныйстанок ОШ-628Ф3, зубошлифовальный станок 5А868Ф,
- круглошлифовального станка ЗМ151Ф2.
Вертикально-фрезерный станок разработанный с использованием последнихмировых технологий представляет новое поколение вертикально-фрезерных станков сЧПУ которые идеальны для крупносерийного и массовых производств средних и малоразмерныхдеталей.
Такие характеристики станка, как 3-х осевое параллельное управление,высокоуровневое программирование (макрокоды), графический дисплей, гарантируют превосходнуюточность исполнения команд и позволяет оператору быстро добиться желаемого результата.
Сервопривод постоянного тока с цифровым управлением обеспечиваетточные и быстрые перемещения по всем 3 — м осям. Большое количество операций, такихкак фрезерование, растачивание, сверление, нарезание резьбы и т.п., можно осуществитьза одну установку детали.
Стол и суппорт станка отливается из специального высокопрочногочугуна, они компактны, имеют большую область загрузки, высокую жесткость и отличныеантивибрационные характеристики, способные обеспечить самую высокую точность обработкина станках подобного класса.
Конструкция включает в себя мощный высокомоментный шпиндель ивстроенную систему подачи СОЖ в зону резания, что обеспечивает высокоскоростныережимы резания. Как дополнительное оборудование может быть заказан поворотный стол(4ая-ось), управляемый центральной системой ЧПУ станка. С помощью него возможна4х-осевая обработка контуров любой сложности. Технические характеристики вертикальнофрезерного консольного станка Fanuc XD40 представлены в таблице 4.
Таблица 4Наименование Значения Размер стола, мм 420x800 Размер T-паза, мм 18x125x3 Максимальный вес заготовки, кг 300 Перемещение по X/Y/Z, мм 600/420/520 Расстояние от шпинделя до колонны, мм 519 Подача по X/Y/Z, мм/мин 1-10000 Быстрые перемещения по X/Y/Z, мм/мин 24/24/24 Мощность, кВт 7,5/11 Максимальная скорость, об/мин 6000 (8000) Конус шпинделя №40 7: 24 Точность позиционирования по X/Y/Z, мм 0,02/0,016/0,02 Точность возврата в координату X/Y/Z, мм 0,008/0,006/0,008 Максимальный диаметр сверления, мм 22 Максимальный растачиваемый диаметр, мм 100 Максимальный момент на шпинделе, Н*м 53,7 Габариты станка, мм 2310x2040x2317 Масса станка, кг 4000
Токарно-патронный станок 16К20РФ3 предназначены для выполненияразнообразных токарных работ: обтачивания и растачивания цилиндрических и коническихповерхностей, нарезания наружных и внутренних метрических, дюймовых, модульных ипитчевых резьб, а также сверления, зенкерования, развертывания, и т.п. Отклонениеот цилиндричности 7 мк, конусности 20 мк на длине 300 мм, отклонение от прямолинейности торцевой поверхности на диаметре 300 мм — 16 мк.
Станок оснащен механическим фрикционом, приводом быстрых перемещенийсуппорта, задняя бабка имеет аэростатическую разгрузку, направляющие станины закаленыHRC 49.57. Технические характеристики токарно-патронного станка 16К20РФ3 приведеныв таблице 5.
Таблица 5Наименования Значения
Наибольший диаметр обрабатываемого
изделия над станиной, мм 400 Наибольший диаметр обрабатываемого изделия при 5 инструментах, мм 250 Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие в шпинделе, мм 50 Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм 150 Наибольшая длина продольных перемещений каретки, мм 900 Наибольшая длина хода поперечного суппорта, мм 250 Частота вращения шпинделя, об/мин 35-1600 Количество рабочих скоростей шпинделя 12 Количество автоматических переключаемых скоростей, об/мин 9
Диапазон скоростей подач, мм/мин:
Продольных
поперечных
3-700
3-500 Продолжение таблицы 5 Наименование Значения
Скорость быстрых подач, мм/мин:
продольных
поперечных
4800
2400
Дискретность перемещения, мм/мин:
продольных
поперечных
0,01
0,005 Суммарная мощность электродвигателей, кВт 19,1 Суммарная мощность электродвигателей, квт 19,1 Суммарная мощность станка, кВт 21,7 Габарит станка без приставного оборудования, мм 3360х1710х1750 Масса станка без приставного оборудования, кг 4250
Зубошлицефрезерный повышенной точности с горизонтальной осьюизделия предназначен для нарезания шлицевых валов, цилиндрических прямозубых и косозубыхколес, а также червячных колес червячными фрезами методом обката. Полуавтоматы оснащеныУЦИ и системой позиционирования. Технические характеристики зубошлицефрезерногостанка 5Б352ПФ2 приведены в таблицы 6.
Таблица 6Наименования Значения Высота центров над станиной, мм 300 Наибольшая длина заготовки, мм 1000 Продолжение таблицы 6 Наименования Значения Диаметр обрабатываемой поверхности, мм 300 Наибольшая длина нарезаемых шлицев, мм 820 Модуль, мм 8 Наибольший угол наклона зубьев, град 45 Наибольший диметр червячных фрез, мм 160 Наибольшая длина червячных фрез, мм 200 Диапазон частоты вращения шпинделя червячной фрезы, мин — 1 50…500 Пределы рабочих осевых подач, мм/мин 1,0…900 Пределы рабочих радиальных подач, мм/мин 1,0…500 Диаметр сквозного отверстия шпинделя изделия, мм 90 Скорость быстрых перемещений салазок, мм/мин 900 Скорость быстрых перемещений стойки, мм/мин 500 Суммарная мощность, кВт 27 Масса, кг 8000 Габаритные размеры, мм (длина х ширина х высота) 3640х2190х1970 Параллельность боковых поверхностей зубьев между собой и осью изделия, мкм 20 Точность положения профилей любых зубьев по всей окружности, сек 80 Точность положения профилей соседних зубьев, сек 25 Точность направления зуба (для косозубого колеса), мкм 15
Зуборезный станок 5А270ВФ3 предназначен для чистовой и черновойобработки зубчатых колес конических и гипоидных передач с круговыми зубьями в условияхединичного, серийного и крупно-серийного производства. Технические характеристикизуборезного станка 5А270ВФ3 приведены в таблице 7.
Таблица 7Наименования Значения Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм 500
Наибольший внешний окружной модуль, мм
Наибольшая внешняя высота зуба, мм 12 Наибольшее среднее конусное расстояние, мм 26 Наибольшая ширина зубчатого венца, мм 307 Наименьший угол делительного конуса, градусы 80 Число зубьев изделия 5 Наибольшее гипоидное смещение, мм 5-150 Диаметр конусного отверстия шпинделя бабки изделия, мм ±70 Расстояния от торца шпинделя бабки изделия до центра станка, мм 100 Наименьший диаметр зуборезных головок, мм 100-400 Наибольшая радиальная установка инструментального шпинделя относительно оси люльки, мм 270 Частота вращения инструментального шпинделя, об/мин 20-250 Угловая скорость подачи обкаткой, град/с 0,3-9,0 Суммарная мощность установленных электродвигателей, кВТ 21 Габаритные размеры станка с отдельно расположенными станцией гидропривода и электрошкафом, мм 3100х3095х2090 Масса станка, кг 8700
Шлицешлифовальный ОШ-628Ф3 предназначен для шлифования шлицевыхпазов прямого или эвольвентного профилей. Технические характеристики шлицешлифовальногостанка ОШ-628Ф3 приведены в таблице 8.
Таблица 8Наименования Значения
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки:
длина х диаметр, мм 1600х200 Предельные размеры обрабатываемых поверхностей: 1500х200х50 Возможное число обрабатываемых шлицев, шт 1.999 Размеры рабочей поверхности зеркала стола — длина х ширина, мм 2100х350 Расстояние от зеркала стола до оси центров, мм 180 Мощность главного привода, кВт 6 Частота вращения шлифовального шпинделя, об/мин 12000 Наибольшее расстояние от зеркала стола до оси шпинделя, мм 600 Дискретность перемещения шлифовальной головки и суппорта, мкм 0,5 Дискретность поворота шпинделя передней бабки, град 0,001 Габаритные размеры полуавтомата 4200х2770х2460 Масса станка с приставным оборудованием, кг 10000
Зубошлифовальный станок, работающий профильным кругом, с ЧПУ5А868Ф предназначены для шлифования колес наружного и внутреннего зацепления с возможностьюизмерения прошлифованного зубчатого колеса непосредственно на станке.
Зубошлифовальный полуавтомат 5А868Ф для обработки прямозубыхцилиндрических колес, работающий профильным кругом, предназначен для шлифованиязубчатых колес наружного зацепления диаметром до 800 мм и модулем до 12 мм.
Полуавтомат работает как с автоматическим, так и с ручным цикломи может быть использован в крупносерийном производстве транспортного и тяжелогомашиностроения.
Ввод в УЧПУ данных по изделию и режимам (непосредственно из чертежаили технической карты), а также подналадка по результатам шлифования осуществляетсяв диалоговом режиме, исключающим необходимость владения знаниями по программированииУЧПУ. Технические характеристики зубошлифовального станка 5А868Ф приведены в таблице9.
Таблица 9Наименования Значения
Предельные размеры устанавливаемого изделия:
диаметр, мм
длина, мм
150.950
120.700 Наибольшая масса изделия, кг 400
Предельные размеры обрабатываемого изделия:
Наибольший наружный диаметр, мм
Наименьший диаметр окружности впадин, мм
900
150 Модуль 1,5…12 Число зубьев, шт 1…999 Наибольшая длина прямозубоговенца, мм 200 Наибольший диаметр шлифовального круга, мм 400 Система управления, шт Синумерик 840D Правка 2 Деление 1 Подача на врезание 1 Ход стола 1 Дискретность задания перемещений, мкм 0,1 Мощность RU; привода шлифовального круга, кВт 15 Суммарная мощность установленных на станке электродвигателей, кВт 40,0 Габаритные размеры станка: 5100х 3200х 2200 Масса станка, кг 13000
Круглошлифовальный станок ЗМ151Ф2 предназначен для наружногошлифования гладких и прерывистых цилиндрических поверхностей валов с несколькимиступенями. Обработка ступеней ведется последовательно одним кругом. Станок используетсяв условиях серийного и крупно-серийного производства. Технические характеристикикруглошлифовального станка ЗМ151Ф2 приведены в таблице 10.

Таблица 10
Наибольшие размеры устанавливаемого изделия, мм:
диаметр
длина
200
700
Диаметр шлифования, мм:
с прибором активного контроля
по датчику
20-85
20-180 Высота центров над столом, мм 125 Наибольшее продольное перемещение, мм 700 Скорость гидравлического перемещения стола, м/мин 0,05÷5 Частота вращения изделия, об/мин 50-500 Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной бабки, мм 235 Частота вращения шпинделя шлифовального круга, мм 1590 Скорость поперечной подачи шлифовального круга, мм/мин 1,2-0,02
Питающая электросеть:
род тока
частота, Гц
напряжение
переменный трехфазный
50
380 Габарит станка с приставным оборудованием, мм 5400х2400х2170 Масса станка, кг 6500
3. Расчетная часть3.1 Расчет усилий захватного устройства
Усилия, возникающие в местах контакта объекта с рабочими элементами,зависят от способа закрепления объекта в захватном устройстве и направления действиявектора равнодействующей силы, приложенной к объекту.
Считаем, что центр масс объекта совпадает с центром схвата илиимеет небольшое смещение. При движении исполнительного устройства с ускорением объекттакже будет двигаться ускоренно. Вектор равнодействующей силы Q от силы веса объекта и максимальной инерционной силы равен поформуле:
/>, (8)
где />
/>
m=20 кг.
Q=20* (9,8+1,5) =226 Н
Усилия в местах контакта объекта с рабочими элементами показанына рисунках 1 и 2.
/>
Рисунок 1
/> (9)
/>
/>
Рисунок 2
/>
/> (10)
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Найденная сила является минимально необходимой, которая требуетсядля удержания объекта. Для надежного закрепления объекта в рабочих элементах необходимоприложить усилие захватывания больше минимального.
4. Разработка системы управления
Спроектировать систему управления для автоматизированного комплекса,предназначенного для процесса обработки деталей конической шестерни ведущего среднего(5320-2502017) и заднего моста (6520-2402017-10), согласно требованиям пользователяи используя при разработке метод нисходящего проектирования.
Управление РТУ должно производится в автоматическом режиме.
Проектируемая система должна:
Управлять станками.
Станки с ЧПУ должны автоматически начинать свою работу при наличиив заготовки/детали в зоне загрузки. Рука ПР при этом должна находиться вне рабочейзоны станков.
Управлять ПР.
ПР должен осуществлять функции передвижения руки в зоне загрузки,над склизом, над станком 1, над станком 2, над станком 3, над станком 4, над станком5, над станком 6, над станком7; подъема руки; опускания; зажима/разжима заготовки(детали); вращения ЗУ в положение 0° и 90°.4.1 Разработка функциональной модели СУ
Функциональная модель объединяет одинаковые функции системы вмодули. Функциональная модель СУ представлена на рисунке 3. Глобально система состоитиз трёх модулей:
Ввод;
Обработка;
Вывод
Производя детализацию, получим следующий набор модулей:
Модуль преобразования входного напряжения. На вход его поступаютсигналы с датчиков с различными электрическими уровнями. Здесь они преобразуютсяв унифицированные значения тока и напряжения необходимые для подачи на вход следующегомодуля. Этот модуль реализуется аппаратно;
Модуль гальванической развязки сигналов. Является аппаратныммодулем. Функциональная модель представлена на рисунке 3.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>
Рисунок 34.2 Разработка структурной схемы
Структурная схема СУ представлена на рисунке 4. Структурная схемасостоит из блока контроллера и из трех больших блоков, а каждый блок состоит изнескольких подблоков. Первый блок состоит из подблока Робота 1, подблока станкамис ЧПУ и подблока устройства загрузочно-ориентирующего. Подблок робота 1 имеет датчикиположения, наличия и зажима и управляющих сигналов движением пневмоцилиндров и электродвигателя.Датчики положения, наличия и зажима отправляют сигнал на контроллер. Контроллеробрабатывает сигналы с датчиков и посылает сигнал на управлением движением пневмоцилиндрови электродвигателя. Подблок станков с ЧПУ состоит из датчиков зажима и окончанияцикла обработки и запуска цикла обработки. Датчики посылают сигнал на контроллер.После обработки сигнала с датчиков, контроллер посылает сигнал на запуск цикла обработки.Подблок загрузочно-ориентирующего устройства состоит из датчиков наличия деталии управляющих сигналов. При срабатывании датчика наличия детали, сигнал идет наконтроллер а после обработки с контролера, посылается сигнал управления устройстваориентации. Блок скат-склиз имеет аналогичный датчик как и в предыдущем подблоке,датчик наличия отправляет сигнал на контроллер.
/>
Рисунок 4
Определение сигналов с датчиков и сигналов управления.
В состав автоматической линии по обработке детали «Коническойшестерни среднего и заднего моста» входят следующие виды технологического оборудования:
- Семь станков с ЧПУ;
- Два загрузочно-ориентирующих устройства;
- Три промышленных робота;
- Разрабатываемая система управления должна:
- Обеспечить согласованную работу оборудования на участке в соответствиис представленной на чертеже циклограммой.
- Управлять включением/выключением программы обработки на станках.
- Управлять приводами промышленного робота.
- Получение сигнала наличие заготовки в загрузочно-ориентирующих устройствахи склизе.
/>/>4.3 Разработка циклограммы
Циклограмму работы АЛ и назначения датчиков представлена на листена листе ДП 0.220301.65.17.10.45.00.00 ДЦ.
Для управления ходом технологического процесса необходимо насоответствующем оборудовании расставить датчики. Количество и тип датчиков определяетсяисходя из определённых соображений.
Количество датчиков должно быть достаточным, но не избыточным.При увеличении количества датчиков увеличивается стоимость системы в следствии необходимостиустановки дополнительных средств сопряжения.
Тип датчика зависит от того на какие действия он должен срабатывать(перемещение, вращение, угол поворота, наличие объекта в рабочей зоне, изменениеразличных физических параметров окружающей среды, таких как температура, освещённость,давление и проч.).
Наличие заготовки в вибробункерах 1 и 2, X1,X70 и у гравитационного транспорта X22,заготовки определяются при помощи оптических датчиков которые реагируют на прерываниесигнала.
Зажим/разжим заготовки в роботах манипуляторах также контролируетсяпарой бесконтактных путевых выключателей X13, X35, X58, X14,X36, X59. Они располагаются в крайнихположениях штока гидроцилиндра. То при контроле подъёма (X11,X33, X56) и опускания (X12, X34, X57).Тип датчика тот же.
Зажим-разжим заготовки на станках контролируется при помощи такихже датчиков (X16, X17, X19, X20, X38,X39, X41, X42,X44, X45, X61,X62, X64, X65,X67, X68).
X1, X70, X22 — путевые бесконтактные выключатели. Каждый из них «считывает»,есть ли в наличие заготовка. Если есть, то он даёт сигнал лог.1, иначе — лог.0.Таким образом, система анализируя полученный от датчиков код, сопоставляет его сзаданным и определяет «пришла» ли заготовка в зону загрузки.
/>В первую очередь в загрузочно-ориентирующемустройстве проверяется на наличие заготовки (X1, X71). Если заготовка в зоне загрузки, то включается, то включаетсяэ/д, поворачивающий робота в нужную позицию (X1, X2, X3, X4, X23, X24, X25,X26, X48, X49,X50, X51). Перед поворотом опрашиваютсядатчики о втянутом положении толкателя ЗУ (X7, X28, X53).
После поворота робота на соответствующую позицию у ЗУ проверяетсяна завершения цикла обработки заготовки на станке. Если цикл обработки заготовкикончился то ЗУ выдвигает толкатель (X6, X28, X52). Если шпиндель станка зажат(X16, X19, X38,X41, X44, X61,X64, X67) Робот разжимает ЗУ и втягиваеттолкатель. Если робот втянул толкатель то начинается цикл обработки заготовки.
Все выбранные датчики ВКБ-200 имеют постоянное напряжение питания24В. Датчик преобразует входной сигнал в электрический сигнал двух уровней.«Нулевой» сигнал — когда нет детали. Выходное напряжение с датчика околонуля вольт. «Единичный» — когда есть деталь. Выходное напряжение с датчикаоколо 16-24 вольт.
Были выбраны бесконтактные путевые выключатели, так как обеспечиваютопределённую точность и надёжность срабатывания. Кроме того, эти датчики лишенынедостатка окисления контактов и имеют больший рабочий ресурс по сравнению с концевиками.
Эти датчики обладают хорошей помехозащищённостью. Скорость изменениясигнала с высокого уровня на низкий достаточная, чтобы обеспечить необходимое быстродействиесистемы. К тому же использовать унифицированное оборудование эффективнее в эксплуатации,чем разнотипное.4.3.1 Математическая модель
Математическая модель системы состоит из системы логических уравнений,описывающих поведение различных исполнительных устройств в зависимости от значенийсигналов поступающих с датчиков.
Математическая модель составляется по циклограмме работы системы.
Здесь приняты следующие обозначения:
/> - входные сигналы, поступающие с датчиков;
/> - управляющие сигналы для исполнительныхустройств;
Входные сигналы:
1. На промышленном роботе 1 устанавливаются следующие датчики:
Сигнал о зажиме/разжиме захватного устройства (ЗУ) манипуляторапоступает с датчиков:
Х2 — сигнализирует о том что робот 1 находиться в позиции 1;
Х3 — сигнализирует о том что робот 1 находиться в позиции 2;
Х4 — сигнализирует о том что робот 1 находиться в позиции 3;
Х5 — сигнализирует о том что робот 1 находиться в позиции 4;
Х6 — датчик, сигнализирующий о подводе ЗУ;
Х7 — датчик, сигнализирующий об отводе ЗУ;
Х8 — датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 0°;
Х9 — датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 90°;
Х10 — датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на — 90°;
Х11 — датчик, сигнализирующий, что рука робота 1 опущена;
Х12 — датчик, сигнализирующий, что рука робота 1 поднята;
Х13 — сигнализирует о зажиме ЗУ;
Х14 — сигнализирует о разжиме ЗУ.
2. На промышленном роботе 2 устанавливаются следующие датчики:
Х23 — сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 5;
Х24 — сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 6;
Х25 — сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 7;
Х26 — сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 8;
Х27 — сигнализирует о том что робот 2 находиться в позиции 9;
Х28 — датчик, сигнализирующий о подводе ЗУ;
Х29 — датчик, сигнализирующий об отводе ЗУ;
Х30 — датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 0°;
Х31 — датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 90°;
Х33 — датчик, сигнализирующий, что рука робота 2 поднята;
Х34 — датчик, сигнализирующий, что рука робота 2 опущена;
Х35 — сигнализирует о зажиме ЗУ;
Х36 — сигнализирует о разжиме ЗУ.
2. На промышленном роботе 3 устанавливаются следующие датчики:
Х47 — сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 10;
Х48 — сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 11;
Х49 — сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 12;
Х50 — сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 13;
Х51 — сигнализирует о том что робот 3 находиться в позиции 14;
Х52 — датчик, сигнализирующий о подводе ЗУ;
Х53 — датчик, сигнализирующий об отводе ЗУ;
Х54 — датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 0°;
Х55 — датчик, сигнализирующий о повороте ЗУ на 90°;
Х56 — датчик, сигнализирующий, что рука робота 3 поднята;
Х57 — датчик, сигнализирующий, что рука робота 3 опущена;
Х58 — сигнализирует о зажиме ЗУ;
Х59 — сигнализирует о разжиме ЗУ.
4. На станках с ЧПУ устанавливаются следующие датчики:
Х16 — сигнализирует о зажиме заготовки станком FANUC XD-40;
Х17 — сигнализирует о разжиме заготовки станком FANUC XD-40;
Х18 — сигнализирует об окончании цикла обработки станком FANUC XD-40;
Х19 — сигнализирует о зажиме заготовки станком 16К20РФ3;
Х20 — сигнализирует о разжиме заготовки станком 16К20РФ3;
Х21 — сигнализирует об окончании цикла обработки станком 16К20РФ3;
Х38 — сигнализирует о зажиме заготовки станком 5Б352ПФ2;
Х39 — сигнализирует о разжиме заготовки станком 5Б352ПФ2;
Х40 — сигнализирует об окончании цикла обработки станком 5Б352ПФ2;
Х41 — сигнализирует о зажиме заготовки станком 5А270ВФ3;
Х42 — сигнализирует о разжиме заготовки станком 5А270ВФ3;
Х43 — сигнализирует об окончании цикла обработки станком 5А270ВФ3;
Х44 — сигнализирует о зажиме заготовки станком 5А270ВФ3;
Х45 — сигнализирует о разжиме заготовки станком 5А270ВФ3;
Х46 — сигнализирует об окончании цикла обработки станком 5А270ВФ3;
Х61 — сигнализирует о зажиме заготовки станком ОШ-628Ф3;
Х62 — сигнализирует о разжиме заготовки станком ОШ-628Ф3;
Х63 — сигнализирует об окончании цикла обработки станком ОШ-628Ф3;
Х64 — сигнализирует о зажиме заготовки станком 5А868Ф;
Х65 — сигнализирует о разжиме заготовки станком 5А868Ф;
Х66 — сигнализирует об окончании цикла обработки станком 5А868Ф;
Х67 — сигнализирует о зажиме заготовки станком 3М151Ф2;
Х68 — сигнализирует о разжиме заготовки станком 3М151Ф2;
Х69 — сигнализирует об окончании цикла обработки станком 3М151Ф2.
5. На загрузочно-ориентирующем устройстве и склизе устанавливаютсяследующие датчики:
Х1 — сигнализирует о наличии заготовки в загрузочно-ориентирующемустройстве1;
Х70 — сигнализирует о наличии заготовки в загрузочно-ориентирующемустройстве2;
Х22 — сигнализирует о наличии заготовки в склизе;
Х71 — включение загрузочно-ориентирующего устройства 1;
Х72 — включение загрузочно-ориентирующего устройства 2.
Значения входных сигналов ПР1 приведены в таблице 10.
Таблица 11Сигнал Характеристика Промышленный робот 1 Х2 сигнал о том что робот 1 находиться в позиции 1 Х3 сигнал о том что робот 1 находиться в позиции 2 Х4 сигнал о том что робот 1 находиться в позиции 3 Х5 сигнал о том что робот 1 находиться в позиции 4 Х6 сигнал о подводе ЗУ Х7 сигнал об отводе ЗУ Х8 сигнал о повороте ЗУ на 0° Х9 сигнал о повороте ЗУ на 90° Х10 сигнал о повороте ЗУ на — 90° Х11 сигнал что рука робота 1 опущена Х12 сигнал что рука робота 1 поднята Х13 сигнал о зажиме ЗУ Х14 сигнал о разжиме ЗУ
Значения входных сигналов ПР2 приведены в таблице 12
Таблица 12 Сигнал Характеристика Промышленный робот 2 Х23 сигнал о том что робот 2 находиться в позиции 5 Х24 сигнал о том что робот 2 находиться в позиции 6 Х25 сигнал о том что робот 2 находиться в позиции 7 Х26 сигнал о том что робот 2 находиться в позиции 8 Х27 сигнал о том что робот 2 находиться в позиции 9 Х28 сигнал о подводе ЗУ Х29 сигнал об отводе ЗУ Х30 сигнал о повороте ЗУ на 0° Х31 сигнал о повороте ЗУ на 90° Х33 сигнал что рука робота 2 опущена Х34 сигнал что рука робота 2 поднята Х35 сигнал о зажиме ЗУ Х36 сигнал о разжиме ЗУ
Значения входных сигналов ПР3 приведены в таблице 13
Таблица 13Сигнал Характеристика Промышленный робот 3 Х47 сигнал о том что робот 3 находиться в позиции 10 Х48 сигнал о том что робот 3 находиться в позиции 11 Х49 сигнал о том что робот 3 находиться в позиции 12 Х50 сигнал о том что робот 3 находиться в позиции 13 Х51 сигнал о том что робот 3 находиться в позиции 14
Продолжение таблицы 13
Продолжение таблицы 12 Х52 сигнал о подводе ЗУ Х53 сигнал об отводе ЗУ Х54 сигнал о повороте ЗУ на 0° Х55 сигнал о повороте ЗУ на 90° Х56 сигнал что рука робота 1 опущена; Х57 сигнал что рука робота 1 поднята; Х58 сигнал о зажиме ЗУ Х59 сигнал о разжиме ЗУ
Значения входных сигналов станков приведены в таблице 14
Таблица14 Сигнал Характеристика Станки Х16 сигнал о зажиме заготовки станком FANUC XD-40; Х17 сигнал о разжиме заготовки станком FANUC XD-40; Х18 сигнал об окончании цикла обработки станком FANUC XD-40; Х19 сигнал о зажиме заготовки станком 16К20РФ3; Х20 сигнал о разжиме заготовки станком 16К20РФ3; Х21 сигнал об окончании цикла обработки станком 16К20РФ3; Х38 сигнал о зажиме заготовки станком 5Б352ПФ2; Х39 сигнал о разжиме заготовки станком 5Б352ПФ2; Х40 сигнал об окончании цикла обработки станком 5Б352ПФ2; Х41 сигнал о зажиме заготовки станком 5А270ВФ3; Х42 сигнал о разжиме заготовки станком 5А270ВФ3; Х43 сигнал об окончании цикла обработки станком 5А270ВФ3; Х44 сигнал о зажиме заготовки станком 5А270ВФ3; Х45 сигнал о разжиме заготовки станком 5А270ВФ3; Х46 сигнал об окончании цикла обработки станком 5А270ВФ3; Х61 сигнал о зажиме заготовки станком ОШ-628Ф3; Х62 сигнал о разжиме заготовки станком ОШ-628Ф3; Х63 сигнал об окончании цикла обработки станком ОШ-628Ф3; Х64 сигнал о зажиме заготовки станком 5А868Ф; Х65 сигнал о разжиме заготовки станком 5А868Ф; Х66 сигнал об окончании цикла обработки станком 5А868Ф; Х67 сигнал о зажиме заготовки станком 3М151Ф2; Х68 сигнал о разжиме заготовки станком 3М151Ф2; Х69 сигнал об окончании цикла обработки станком 3М151Ф2.
Значения входных сигналов станков приведены в таблице 15
Таблица 15 Сигнал Характеристика Загрузочно-ориентирующее устройство 1 Х1 сигнал о наличии заготовки в вибробункере 1 X71 включение вибробункер1 Загрузочно-ориентирующее устройство 2 Х70 сигнал о наличии заготовки в вибробункере 1 Продолжение таблицы 15 Сигнал Характеристика X72 включение вибробункер1
Склиз
зажат Х22 сигнал о наличии заготовки в склизе
Выходные сигналы:
/>
/>
/>
/>
/> />
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>/>/>/>/> 4.3.2 Функциональная спецификация
/>/>Функциональная спецификация определяет функции, которые должнавыполнять контроллер для удовлетворения требований пользователей и обеспечения связис объектом управления и конечным пользователем. Функциональная спецификация состоитиз двух основных компонентов:
Список функций, выполняемых контроллером.
Описание взаимосвязи между контроллером и объектом управления.
Описание взаимосвязи необходимо для проектирования устройствасвязи с объектом (УСО). Представляемая информация должна содержать электрическиеи иные характеристики выходных сигналов с датчиков и входных сигналов устройствуправления (УУ).
Описание форматов и характеристик входных сигналов
Для управления ходом технологического процесса необходимо насоответствующем оборудовании расставить датчики. Количество и тип датчиков определяетсяисходя из следующих условий:
количество датчиков должно быть достаточным, но не избыточным.При увеличении количества датчиков увеличивается стоимость системы вследствие необходимостиустановки дополнительных средств сопряжения (реле, усилители, оптроны и т.д.);
тип датчика зависит от того, на какие действия он должен срабатывать(перемещение, вращение, угол поворота, наличие объекта в рабочей зоне, изменениеразличных физических параметров окружающей среды, таких как температура, освещённость,давление и проч.).
Сигналы, информирующие о состоянии станков, сведены в таблицу.
Параметры сигналов следующие:
сигналы, поступающие с УЧПУ станка о состоянии станка (U=24В;I=0,6А);
сигналы, поступающие с датчиков, расположенных на роботе: напряжениепитания (постоянное) 24 В, ток нагрузки 20мА.
/>/>Описание форматов и характеристик выходных сигналов
Зажим/разжим заготовки в ЗУ, перемещение руки по порталу, подъем/опускание,подвод/отвод руки ПР, поворот ЗУ робота происходит при помощи пневмоцилиндров.
Перемещение робота манипулятора с позиции на позицию осуществляетсяс помощью двигателя постоянного тока.
Сигналы и соответствующие им действия:
Т.е. выходные сигналы следующие:
сигналы на пневмоцилиндры (U=24B; I=0,6A);
сигналы, поступающие на станок, предназначенные для управленияработой механизмов станка (U=24B; I=0,6A).
сигналы поступающие на устройство ориентации поступает на реленагрузки а далее на электромагнит (U=24B; I=0,6A).
/>/>Перечень функций контроллера
Ввод данных
Информация, поступающая от объекта управления, содержит в себесигналы от датчиков расположенных на станках, устройстве ориентации, склизе и роботе.С помощью этих данных появляется возможность прослеживать состояние РТУ в любоймомент времени.
Функция ввода реализуется аппаратно-программным путем.
Инициализация:
подготовка портов к записи
установка адреса для записи входных и выходных данных
Чтение данных из порта
обработка входных данных:
При этом осуществляются следующие подфункции:
Формирование уровней ТТЛ (обеспечение номинального тока; ограничениенапряжения)
Гальваническая развязка входных сигналов
Мультиплексирование входных сигналов
формирование адреса мультиплексирования
определение адреса датчика (запись в порт)
формирование сигнала чтения значений Х из порта МП
формирование сигнала записи данных в РПД МП
Последовательный порт
Ввод с последовательного порта
декодирование входных сигналов
формирование адреса ячейки РПД
Вывод с последовательного порта
Реализуется аппаратно-программно.
Формирование управляющего слова.
Эта функция реализуется программным путем. Формирование управляющегослова производится на основании вычислений проведенных по составленным уравнениям(математической модели), которые в явном виде описывают функционирование СУ во всехвозможных ситуациях.
1) Расчёт математической модели (вычисление управляющего словаи передача сформированного управляющего воздействия в ячейки оперативной памяти)
2) Подсчёт времени (формирование таймером запроса к исполнительныммеханизмам и датчикам через промежуток времени определённый временем технологическойоперации)
Формирование сигнала «ОСТАНОВ» (от кнопки)
запрет прерываний
циклический вывод управляющих воздействий
Формирование сигнала — запрет прерывания (в автоматическом режиме)
проверка слова состояния текущего процесса
запись слова состояния такта аварийной ситуации
запрет прерывания
циклический вывод управляющих воздействий
Вывод данных.
Запись в регистр
Выбор регистра
Формирование адреса регистра (запись в порт)
Формирование сигнала чтения (получение адреса регистра)
Формирование сигнала записи
Усиление мощности
Преобразование уровня
Гальваническая развязка выходных сигналов
Вывод на исполнительные механизмы (прием сигнала на соответствующеедействие исполнительных механизмов — и транзисторные ключи)4.3.3 Определение программной и аппаратной частей
Разделим выше перечисленный перечень функций контроллера на двакласса в соответствии со способом реализации.
Выполняемые функции разделены на аппаратную и программную части:Функции аппаратной части:
считывание сигналов с датчиков;
преобразование сигналов;
обеспечение гальванической развязки;
подача сигналов на исполнительные механизмы;
преобразование протоколов.
Функции программной части:
чтение и запись данных из модулей;
обработка данных;
формирование управляющего воздействия;
хранение данных;
контроль заданных параметров.4.3.4 Описание входных сигналов
Описание входных сигналов показана в разделе математическая модель.Модели датчиков и считывание сигналов с исполнительных устройств приведены в таблице14.

Таблица 14Действие Модель датчика Заготовка в зоне загрузки ДПИ — 1 Зажим ЗУ ВКН-1 Разжим ЗУ ВКН-1 Продолжение таблицы 14 Действие Модель датчика
Кисть ПР в положении 00 ВКН-1
Кисть ПР в положении 900 ВКН-1 Подъем руки робота БВК-200 Опускание руки робота БВК-200 Выдвижение руки робота ВКН-1 Втягивание руки робота ВКН-1 ПР в позиции 1 — 14 БВК-200 Зажим на станке ВКН-1 Разжим на станке ВКН-1 Окончание цикла обработки ВКН-1
Характеристики датчиков:
БВК-200 — бесконтактные путевые переключатели. Рисунок 5.
/>
Рисунок 5
Технические характеристики:
Напряжение питания 24 В,
Дифференциал хода 3 мм,
Время включения 0,3 мс,
Время выключения 0,6 мс,
Потребляемая мощность 0,5 Вт,
Сопротивление нагрузки 91 Ом,
Ток нагрузки 0,1 А.
ВКН-1 — путевые конечные выключатели. Рисунок 6.
/>
Рисунок 6
Технические характеристики:
Напряжение питания (постоянное) 24 В,
Ток нагрузки 0,4 А,
Время переключения контактов 4 мс.
ДПИ — 1 — индуктивный бесконтактный датчик положения. Рисунок7.
/>
Рисунок 7
Технические характеристики:
ДПИ-1-18 — диаметр корпуса 18 мм, Напряжение питания от 7 до 30 В постоянного тока;
Релейный выходной сигнал;
Потребляемая электрическая мощность не более 0,2 Вт.
Маркировка взрывозащиты OExiaIICT5;
Зона срабатывания датчика от 1,5 до 5 мм;
Номинальное расстояние переключения датчика от 2 до 6 мм;
Погрешность срабатывания +1,0 мм;
Зона возврата не более 1 мм;
Предельная длина линии связи между датчиком и источником питанияне более 500 м;
Габаритные размеры не более D18х61 мм;
Масса не более 0,08 кг;
Длина кабельного вывода 2 м.
Сигналы, поступающие с УЧПУ, о состоянии станков (работа/ожидание)имеют следующие характеристики U= 24 В и I=0,6 А.4.3.5 Описание выходных сигналов
Управляющие сигналы, поступающие на электромагниты пневмоцилиндровпредназначенные для управления движениями механизмов устройств зажима/разжима захватногоустройства руки ПР, втягивание, вытягивание руки ПР принимаются электромагнитнымклапаном.
Клапан электромагнитный Burkert
2/2 ходовой электромагнитный клапан прямого действия
Ду от 1 до 3 мм, давление 0-100 бар, температура от — 40°C до +180°C
Среда: сжатый воздух, бытовой газ, вода, гидравлическое масло,загрязненные масло и жир, щелочи, горячие воздух и вода, пар
Материал корпуса: латунь, нержавеющая сталь
Материал мембраны: EPDM, FPM, PTFE
Присоединение: резьбовое G1/4
Особенности: температура среды до +180°C
Описание реле нагрузки Релпол RM94:
RM94 способны коммутировать ток до 16А (суммарный ток на 2 группахконтактов: по 8А в каждой группе). Также отличительной особенностью реле даннойсерии является расширенный диапазон управляющего напряжения катушки: от 5 до 110VDC.Реле используются в основном в устройствах промышленной автоматики в цепях коммутациипеременного тока напряжением до 400В частоты 50 и 60Гц и в цепях коммутации постоянноготока напряжением до 250В и могут иметь 2 NO, NC или C/O группы контактов.
RM94 монтируются как на печатную плату, так и в колодки под рейкиDIN.
Ресурс реле составляет более 30 млн. коммутаций без нагрузкии более 200 тыс коммутаций при полной нагрузке (250VAC).
управление нагрузкой напрямую, не требуются дополнительные компоненты;
широкий диапазон управляющих напряжений;
основание модуля электрически изолировано от силовых цепей, нетребуется изоляционная прокладка для монтажа;
встроенная защита от высоковольтных импульсов напряжения. Техническиехарактеристики реле нагрузки представлена в таблице 15.
Таблица 15
/>
Управляющие сигналы, поступающие на электродвигатели механизмовповорота и разворота робота, принимаются пускателями типа ПME-112с характеристиками U=24В.
Описание электромагнитных пускателей серии ПМ12.
Пускатели электромагнитные предназначены для применения в стационарныхустановках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановкии реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым роторомпеременного напряжения 660 В частоты 50 и 60 Гц. При наличии трехполюсных тепловыхреле серий РТТ и РТЛ пускатели осуществляют защиту управляемых электродвигателейот перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрывеодной из фаз. Пускатели пригодны для работы в системах управления с применениеммикропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки помехоподавляющимустройством или при тиристорном управлении. Технические данные приведены в таблице16.
Таблица 16Температура окружающей среды от — 40 до +55°С Относительная влажность до 100% при температуре 35°С Номинальное напряжение по изоляции 660 В Номинальный ток контактов вспомогательной цепи 10 А Номинальное напряжение контактов вспомогательной цепи до 660 В переменного тока Номинальное напряжение втягивающей катушки, частоты 50 Гц 24, 36, 40, 48, 110, 127, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 440, 500, 660 В Номинальное напряжение втягивающей катушки, частоты 60 Гц 24, 36, 48, 110, 115, 220, 230, 240, 380 4.3.6 Описание исполнительных устройств
Для приведения в действие команд контроллера необходимы исполнительныеустройства. Исполнительные устройства должны выполнять функции системы, иметь малуюинерционность, обладать устойчивостью и управляемостью, достаточным быстродействием.
Зажим/разжим заготовки в ЗУ ПР, втягивание, вытягивание рукиПР осуществляется при помощи пневмоцилиндра, имеющего два рабочих положения. Воздухв полость цилиндра попадает при помощи электромагнитного клапана.
Поворот кисти руки робота происходит при помощи асинхронногоэлектродвигателя. Электродвигатель мощностью 1,5 КВт. Двигатель — реверсивный, поэтомууправление включением электродвигателя осуществляется пускателями ПМЕ-112.
Подъем/опускание руки робота, её поворот и перемещение в продольномнаправлении, осуществляется с помощью пневмоцилиндров.
Питание катушек пускателей и электромагнитных клапанов осуществляетсянапряжением 220В переменного тока.4.4 Выбор элементов СУВыбораппаратных средств системы управления
Произведем выбор технической реализации системы управления.
Спектр предлагаемой продукции ПЛК чрезвычайно широк.
Для выбора систем управления проведем анализ промышленных контроллеров:
Программируемый логический контроллер серии OMRON CQM1H.
CQM1H — Усовершенствованный контроллер серии CQM1 класса Smallдля работы в распределённых системах управления.
Высокое быстродействие, широкие сетевые возможности. Идеальноподходит для управления технологическими агрегатами малого и среднего класса. Памятьпрограмм, память данных и количество точек ввода/вывода увеличены вдвое по сравнениюс CQM1. Быстродействие увеличено на 1/3. Возможность работы в сети Controller Link(32 узла в сети длиной до 1км). Простое редактирование программ контроллера, чтениеи запись данных с помощью ПО под Windows. Встраиваемые платы (коммуникационные карты,поддерживающие Protocol Macro, высокоскоростные счётчики), широкий спектр модулейконтроллера обеспечивают большую гибкость в построении АСУ ТП.
CQM1H — это компактный быстродействующий программируемый контроллер,состоящий из модуля питания, центрального процессорного устройства (ЦПУ), модулейвходов/выходов и специальных модулей. Все модули соединяются друг с другом для образованияединого устройства, которое обычно монтируется на профиле DIN.
На ЦПУ всех типов CQM1H имеется порт RS-232,который может подключаться к управляющему компьютеру, другому ПК или другим устройствамс последовательным портом.
Основные характеристики CQM1H:
CQM1H имеет много характерных особенностей,включая следующие:
На ЦПУ находятся 16 встроенных входов.
Для увеличения числа входов/выходовможно добавить модули входов/выходов.
CQM1H обладает большим быстродействием 0.5мкс. на базовую инструкцию.
Встроены быстродействующие таймерыи счетчики.
Выходы обслуживаются сразу при исполнениикоманд (прямые выходы).
CQM1H поддерживает три типа прерываний:
Входные прерывания
Прерывания интервального таймера
Прерывания высокоскоростного счетчика
Входные прерывания используются дляобработки входных сигналов от внешних устройств, когда сигналы короче, чем времяисполнения программы. Можно использовать сигналы с шиной импульса 0.1 мкс.
Прерывания интервального таймераможно осуществлять, используя высокоскоростной интервальный таймер.
Выходами могут служить однофазныеимпульсы частотой до 5 кГц и двухфазные импульсы частотой до 2.5 кГц. Прерываниявысокоскоростного счетчика можно объединить с выдачей импульсов и использовать длярешения таких прикладных задач, как управление двигателем. Высокоскоростной счетчикимеет 2 дополнительные точки.
Функция выдачи импульсов
Импульсы частотой до 1 кГц можновыдавать с контактов модуля транзисторных выходов. CQM1H имеет два специальных порта для выдачиимпульсов частотой 50 кГц.
Связь
Имеются периферийный порт и портRS-232, которые используются для связи с внешними устройствамис помощью следующих методов:
HOST LINK
RS-232
Линия связи 1: 1LINK
CQM1H с помощью HOST LINK может связыватьсяс персональным компьютером и программируемым терминалам, используя команды HOST LINK.
CQM1H с помощью RS-232может читать данные с считывателя штрих-кода или измерительного устройства и выводитьданные на принтер.
Можно создать линию данных с областьюданных в другом контроллере CQM1H для просмотра состояния данных другого ПК и синхронизации процессов,управляемых ПК.
Функция аналоговых регуляторов
На контроллерах CQM1H имеютсяаналоговые регуляторы ля 4 каналов.
Удобные инструкции ввода/вывода
Можно использовать одну инструкциюдля ввода или вывода данных, что упрощает программу.
Инструкцию «ввод с клавиатуры10 клавиш» можно использовать для чтения двоично-десятичного восьми разрядногочисла с клавиатуры 10 клавиш.
Инструкцию «ввод с клавиатуры16 клавиш» можно использовать для чтения двоично-десятичного восьми разрядногочисла с клавиатуры 16 клавиш.
Инструкцию «ввод символа с цифровогопереключателя» можно использовать для чтения четыре разрядного или восьми разрядногодвоично-десятичного числа с цифровых переключателей.
Инструкцию «вывод на семи сегментныйиндикатор» можно использовать для выдачи четырех или восьми разрядного числана семи разрядный индикатор. Характеристики промышленного контроллера представленыв таблице 17.
Таблица 17Наименования Значения Максимальное число точек входа / выхода 512
Модули входа/выхода
(кол-во точек) 8/16/32 точки Память программы 15 К слов Количество инструкций 137 Область IR, бит 2,720 Область SR, бит 192 Область TR, бит 8 Счетчики / таймеры До 512
 
Программируемые контроллеры Siemens Simatic S7-400
SIMATIC S7-400 — это модульный программируемый контроллер, предназначенныйдля построения систем автоматизации средней и высокой степени сложности.
Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможностьприменения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационныевозможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобствоэксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решенийдля построения систем автоматического управления в различных областях промышленногопроизводства.
Эффективному применению контроллеров способствует возможностьиспользования нескольких типов центральных процессоров различной производительности,наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональныхмодулей и коммуникационных процессоров.
SIMATIC S7-400 является универсальным контроллером. Он отвечаетсамым жестким требованиям промышленных стандартов, обладает высокой степенью электромагнитнойсовместимости, высокой стойкостью к ударным и вибрационным нагрузкам. Установкаи замена модулей контроллера может производиться без отключения питания («горячаязамена»).
Конструкция
Система автоматизации S7-400 имеет модульную конструкцию. Онаможет комплектоваться широким спектром модулей, устанавливаемых в монтажных стойкахв любом порядке. Система включает в свой состав:
Модули блоков питания (PS): используются для подключения SIMATICS7-400 к источникам питания =24/ 48/ 60/ 120/ 230В или ~120/ 230В.
Модули центральных процессоров (CPU): в составе контроллера могутиспользоваться центральные процессоры различной производительности.
Все центральные процессоры оснащены встроенными интерфейсамиPROFIBUS-DP. При необходимости, в базовом блоке контроллера может быть использованодо 4 центральных процессоров.
Сигнальные модули (SM): для ввода-вывода дискретных и аналоговыхсигналов.
Коммуникационные модули (CP): для организации последовательнойпередачи данных по PtP интерфейсу, а также сетевого обмена данными.
Функциональные модули (FM): для решения специальных задач управления,к которым можно отнести счет, позиционирование, автоматическое регулирование и т.д.
При необходимости в составе S7-400 могут быть использованы:
Интерфейсные модули (IM): для связи базового блока контроллерасо стойками расширения. К одному базовому блоку контроллера SIMATIC S7-400 можетподключаться до 21 стойки расширения.
Модули SIMATIC S5: все модули ввода-вывода контроллеров SIMATICS5-115U/-135U/-155U могут устанавливаться в соответствующие стойки расширения SIMATICS5. Кроме того, модули специального назначения IP и WF могут использоваться какв стойках SIMATIC S5, так и в базовом блоке контроллера SIMATIC S7-400. В последнемслучае подключение модулей к внутренней шине контроллера S7-400 выполняется черезадаптер.
Простота конструкции S7-400 существенно повышает его эксплуатационныехарактеристики:
Простота установки модулей. Модули устанавливаются в свободныеразъемы монтажных стоек в произвольном порядке и фиксируются в рабочих положенияхвинтами. Фиксированные места занимают только блоки питания, первый центральный процессори некоторые интерфейсные модули.
Внутренняя шина, встроенная в монтажные стойки. Во все монтажныестойки встроена параллельная шина (Р-шина) для скоростного обмена данными с сигнальнымии функциональными модулями. Все стойки, за исключением ER1 и ER2 имеют последовательнуюкоммуникационную шину (К-шину) для скоростного обмена большими объемами данных сфункциональными модулями и коммуникационными процессорами.
Центральные процессоры
Программируемые контроллеры S7-400 могут комплектоваться различнымитипами центральных процессоров, которые отличаются вычислительными возможностями,объемами памяти, быстродействием, количеством встроенных интерфейсов и т.д.
При построении сложных систем управления S7-400 позволяет использоватьв своем составе до 4 центральных процессоров, выполняющих параллельную обработкуинформации.
Большинство параметров центральных процессоров может быть настроенос помощью Hardware Configuration STEP 7.
Для программирования и конфигурирования контроллеров SIMATICS7-400 используется пакет STEP 7, весь спектр инструментальных средств проектированияи программное обеспечение Runtime.
Сигнальные модули, широкая гамма модулей ввода-вывода дискретныхи аналоговых сигналов позволяет максимально адаптировать S7-400 к требованиям решаемойзадачи.
Коммуникационные процессоры
Коммуникационные процессоры — это интеллектуальные модули, выполняющиеавтономную обработку коммуникационных задач для промышленных сетей AS-Interface,PROFIBUS, Industrial Ethernet, PROFINET и интерфейса PtP.
Функциональные модули
Интеллектуальные модули ввода-вывода, оснащенные встроенным микропроцессороми способные выполнять задачи автоматического регулирования, позиционирования, скоростногосчета, управления перемещением и т.д. Целый ряд функциональных модулей способенпродолжать выполнение возложенных на них задач даже в случае остановки центральногопроцессора.
Интерфейсные модули Интерфейсные модули предназначены для организациисвязи между базовым блоком контроллера и его стойками расширения, а также для подключенияS7-400 к сети PROFIBUS-DP.
Блоки питания Каждый центральный процессор S7-400 имеет встроенныйблок питания с входным напряжением =24В. Для питания центрального процессора и другихмодулей контроллера используются блоки питания PS 405 и PS 407. PS 405 используютдля своей работы входное напряжение постоянного тока, PS 407 — входное напряжениепеременного тока промышленной частоты. Возможна установка двух блоков питания вкорзину для дублирования питания стойки.
Монтажные стойки являются конструктивной основой контроллераи позволяют размещать от 4 до 18 модулей контроллера.
Новые функциональные возможности
Центральные процессоры S7-400 с операционной системой от версии3.1 и выше обеспечивают поддержку изохронного режима работы систем распределенноговвода-вывода и технологии CiR (Configuration in Run).
Изохронный режим
В традиционных системах распределенного ввода-вывода на основеPROFIBUS-DP существует множество несогласованных циклов: цикл выполнения программыцентрального процессора, циклы обмена данными через PROFIBUS-DP, циклы обслуживаниявходов-выходов станций распределенного ввода-вывода и т.д. В результате этого считываемыев память центрального процессора значения входных сигналов системы распределенноговвода-вывода относятся к различным моментам времени, что вносит погрешности в работусистемы автоматического управления.
Изохронный режим позволяет синхронизировать все перечисленныециклы и исключить погрешности, обусловленные временным рассогласованием считываемойинформации.
Поддержка изохронного режима позволяет успешно решать задачипостроения распределенных систем управления движением, распределенных измерительныхсистем, распределенных систем автоматического регулирования и т.д.
Технология CiR
Технология CiR позволяет вносить изменения в конфигурацию существующейсистемы управления без остановки производственного процесса.
Технология CiR позволяет:
Добавлять новые или удалять существующие станции распределенноговвода-вывода и приборы полевого уровня, выполняющие функции ведомых устройств нашине PROFIBUSDP/PA.
Добавлять новые или удалять существующие модули в станциях распределенноговвода-вывода ET 200M.
Отменять введенные конфигурации.
Основные технические данные центральных процессоров S7-400 представленыв таблице 18.
Таблица 18
/>
Области применения:
SIMATIC S7-400 — это мощный программируемый контроллер для построениясистем управления средней и высокой степени сложности.
Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, гибкиевозможности расширения, мощные коммуникационные возможности, простота создания распределенныхсистем управления и удобство обслуживания делают SIMATIC S7-400 идеальным средствомдля решения практически любых задач автоматизации.
Основными областями применения SIMATIC S7-400 являются:
Машиностроение.
Автомобильная промышленность.
Складское хозяйство.
Технологические установки.
Системы измерения и сбора данных.
Текстильная промышленность.
Упаковочные машины и линии.
Производство контроллеров.
Автоматизация машин специального назначения.
Несколько типов центральных процессоров различной производительностии широкий спектр модулей с множеством встроенных функций существенно упрощают разработкусистем автоматизации на основе SIMATIC S7-400.
Если алгоритмы управления становятся более сложными и требуютприменения дополнительного оборудования, контроллер позволяет легко нарастить своивозможности установкой дополнительного набора модулей.
Программируемый контроллер SIMATIC S7-400H разработан для построениясистем автоматического управления, отличающихся повышенной надежностью функционирования.Наличие резервированной структуры позволяет продолжать работу в случае возникновенияодного или нескольких отказов в его компонентах. Как правило, такие системы управляютпроизводствами, простой которых вызывает большие экономические потери.
Благодаря своей высокой надежности SIMATIC S7-400H может использоваться:
В системах с высокими затратами на перезапуск производства вслучае отказа контроллера.
В системах с высокой стоимостью простоя. В процессах обработкиценных материалов.
В системах без постоянного контроля со стороны обслуживающегоперсонала.
В системах с небольшим количеством обслуживающего персонала.
Программируемые контроллеры S7-400F/FH предназначены для построениясистем безопасного управления, в которых возникновение отказов не влечет за собойпоявление опасности для жизни обслуживающего персонала и не приводит к загрязнениюокружающей природной среды. На основе программируемых контроллеров S7-400F/FH могутсоздаваться системы безопасного управления, отвечающие требованиям:
Классов AK1 … AK6 по DIN V 19250/ DIN V VDE 0801.
Классов SIL 1 … SIL 3 по IEC 61508.
Категорий 1 … 4 по EN 954-1.
DIN, EN, IEC.
FM класс 1, раздел 2, группы A, B, C и D.
Температурная группа T4 (до 134°C).
Описание промышленного контроллераMELSEC FX3U. Изображение контроллера Mitsubishi ElectricMELSEC FX3U изображенона рисунке 8.
/>
 
/>
Рисунок 8
Современный результат развития исовершенствования проверенной временем концепции FX3U.
Дополнен новой высокоскоростной шинойрасширения (в сумме до 8 FX3U — ADP модулей):
FX3U-4DA-ADP — аналоговый выход 12бит 4 канала;
FX3U-4AD-ADP — аналоговый вход 12бит 4 канала;
FX3U-4AD-TC-ADP — 4 канала вводас термопар (12 бит);
FX3U-4AD-PT-ADP — 4 канала вводас термосопротивлений Pt100 (12 бит);
FX3U-4HSX-ADP — заменяет 4 стандартныевхода на импульсные (дифференциальная витая пара до 200кГц);
FX3U-2HSY-ADP — заменяет 2 стандартныхвыхода (открытый коллектор до 100кГц) на улучшенные для задач позиционирования(импульсное задание по дифференциальной витой паре до 200 кГц);
FX3U-232ADP — порт RS232 на разъемDB9;
FX3U-485ADP — порт RS422\485.
Можно установить не более 4-х любыханалоговых ADP модулей в сумме; не более 2-х импульсных ADP модулей каждой модели;не более 2-х последовательных портов (с учетом FX3U — BD).
Для подключения FX3U — ADP модулейк ПЛК необходимо установить один из интерфейсных модулей:
FX3U-232-BD — порт RS232;
FX3U-485-BD — порт RS422\485;
FX3U-422BD — порт RS422 с разъемомMinidin-8F;
FX3U-CNV-BD — переходник для подключенияADP модулей FX3U-USB-BD.
Расширяемый в сумме до 384 дискретныхвходов/выходов: до 256 удаленных и до 256 подключенных к базовому модулю.
Встраиваемый (вынос на кабеле) 4-хкнопочный текстовый дисплей FX3U-7DM.
Сохранена возможность расширенияспецмодулями от серий FX0N и FX2N. Кроме того, добавились FX3U модули аналоговоговыхода 16 бит, Profibus-DP (Master), полнофункциональный модуль Ethernet, управлениесервоприводами по сети SSCNETIII.
Программа хранится в RAM (литиевойбатареи FX3U-32BL для резервирования хватает на 5 лет).
8 встроенных cчётных входов до 80кГц суммарно (при вводе с энкодеров есть учетверение).
3 встроенных импульсных выхода до100 кГц.
Два дополнительных порта RS232 илиRS422/RS485. USB-связь с ПК через FX3U-USB-BD.
Расширенный набор инструкций дляработы с плавающей точкой, тригонометрией, инструкция для связи по последовательномуканалу с преобразователями частоты Mitsubishi Electric.
Усовершенствованная инструкция ПИД-регулированияс возможностью самонастройки, и т.д. (ограничение на суммарное количество ПИД-регуляторовв программе FX3U снято).
Монтаж на DIN-рейку или винтами.
Программирование с помощью GX IEC Developer (FX),GX Developer(FX). При расширении только спецмодулями серии FX3U, шина-шлейфработает в высокоскоростном режиме, но могут применяться и модули расширения отсерий FX0N и FX2N, тогда шина переводится в стандартный режим.
Технические характеристики контроллераизображены на рисунке 9.
/>
Рисунок 9
Электрические параметры изображенына рисунке 10
/>
Рисунок 10
Программные характеристики изображены на рисунке 11.
/>
Рисунок 11
Модули расширения, применяемые всериях FX1N, FX2N, FX2NC, FX3U
«обычными» модулями расширениясчитаются модули с дискретными входами (=24В) или выходами (транзистор =30В, 0,5Аили реле ~240В, 2А). Не имеют ограничений по совместимости с различными сериямиПЛК FX. С питанием от шины выпускаются группами по 8 и по 16 каждого типа. Такжеесть модуль FX2N-8ER: 4 входа и 4 выхода-реле. С встроенными блоками питания (от=24B или от ~110…220B) выпускаются модули FX0N-40E — (24 вх. \ 16 вых.), FX2N-32E- (16 вх. \ 16 вых.) и FX2N48E — (24 вх. \ 24 вых.).
Все аналоговые модули работают встандартных диапазонах 0…10В и 0.20мА (4.20мА). Как расширение этих диапазонов многиемодули работают и с отрицательной частью шкалы: — 10…10В и — 20.20мА.
Основные проверки на допустимостьконфигурации базового модуля ПЛК с разнообразными модулями расширения:
o совместимость по присоединительнымразъемам (актуально для всех модулей присоединяемых не на «правую шлейф-шину»:мини-дисплеев, кассет памяти, модулей FX — ADP и FX — BD). За несколькими исключениямиопределяется по совпадению кода серии в обозначении модуля.
o отсутствие перегрузки внутреннихисточников по суммарному току потребления с шин 5В и 24В (актуально для всех модулейрасширения, плюс карманные программаторы и даже несколько типов панелей оператора,питающихся от 5В внутри ПЛК)
o заполнение адресного пространствашины расширения (актуально для всех модулей присоединяемых на «правую шлейф-шину»).Измеряется в «точках ввода\вывода» («I \ O points»). Cуммируютсяотдельно дискретные входа и отдельно дискретные выхода с округ лением до 8 по каждомумодулю, включая базовый. Например в системе из FX1N-60MR-DS (36 входов \ 24 выхода)и FX2N-8ER (4 входа \ 4 выхода) будет занято 40+24+8+8=80 точек ввода\вывода. Емкостьадресного пространства у FX1N равна 128, у FX2N, FX2NC, FX3U равна 256. Спецмодулирасширения обычно занимают по 8 точек. Для некоторых спецмодулей удаленного ввода\вывода,например FX2N-16LNK-M, все удаленные входы\ выходы должны суммироваться наряду собычными дискретными модулями расширения. Для серии FX3U адресное пространство удаленноговвода\вывода рассчитывается отдельно по специальному правилу.
Проведя анализ выбора промышленных контроллеров, выбираем контроллерпо ниже перечисленным критериям:
Технические характеристики:
количество каналов ввода/вывода;
быстродействие;
уровни напряжения входов/выходов;
напряжение изоляции.
Эксплуатационные характеристики:
диапазон рабочих температур;
относительная влажность воздуха.
Потребительские свойства:
а) производительность:
1) время выполнения операции;
2) функциональность.
б) Надежность:
1) наработка на отказ;
2) среднее время восстановления.
в) Затраты
1) Стоимость приобретения;
2) Стоимость эксплуатации.
г) Массогабаритные характеристики
При этом критериями выбора следует считать потребительские свойства,т.е. соотношение показателей затраты/ производительность/ надежность, а техническиеи эксплуатационные характеристики ограничениями для процедуры выбора. Т.к. характеристикимежду собой конфликтны, т.е. улучшение одной характеристики почти всегда приводитк ухудшению другой, необходимо оценивать их применительно к решаемым задачам управления.
Из анализа достоинств и недостатков технических средств управлениядискретными технологическими процессами наиболее подходящим систем является программируемыйконтроллер MELSEC FX3U фирмы Mitsubishi Electric Этот выбор основан на следующихосновных факторах:
простоте данного средства автоматизации;
относительно небольшой стоимости контроллера;
довольно хорошем быстродействии процессорного модуля;
достаточном количестве дискретных и аналоговых входов-выходовпри возможности их расширения;
понятном для пользователей программном обеспечении, которое поставляетсявместе с контроллером и является относительно недорогим;
существует широкий спектр модулей для максимальной адаптациик требованиям решаемой задачи;
есть возможность свободного наращивания функциональных возможностейпри модернизации системы управления;
простое включение контроллера в сетевые конфигурации;
удобная конструкция и работа с естественным охлаждением.
Контроллер будет следить за:
наличием заготовки в устройствах ориентации и склизе. При необходимостисообщать об этом ПР.
запуска/окончания цикла обработки станков,
управлять координатами ПР.4.5 Разработка электрической схемы соединений СУ
Электрическая схема соединений разработанной системы управлениясостоит из датчиков перемещения ПР (SQ1. SQ14), датчиков наличия деталей (ДП-1, ДП-2, ДП-3), датчиков зажима/разжима,опускания/поднятие руки ПР (Y1…Y55).
Для передачи информации с датчиков на более высокий уровень используемканал связи Modbus RTU — RS 232.Так как он обеспечивает более высокую надёжность, позволяет использовать более длинныелинии связи и подключать к одной линии несколько устройств. Сбор информации от датчиковосуществляется через контроллер MITSUBISHI ELECTRIC MELSEC FX3U. Он предназначендля сбора и передачи телемеханической информации, необходимой для диспетчерскогои автоматического контроля и управления автоматической линии.
Для запуска электромагнита устройства ориентации используетсяреле нагрузки. Для запуска электродвигателей в ПР используется электромагнитныйпускатели. (КМ1, КМ2, КМ3). Для запуска пнемоцилиндров ПР использутся электромагнитныеклапана (КЛ1 … КЛ45). Все станки на участке поддерживают последовательный интерфейсRS-232 (MODBUS RTU).4.6 Разработка алгоритма работы программного обеспеченияСУ
Алгоритм для данной системы управления разработан.
/>/>Описание программы
Программное обеспечение для данной микропроцессорной системыуправления строим согласно спроектированной выше функциональной модели и деревувызова процедур.
В программе реализованы следующие процедуры:
Процедура инициализации. Производим установку начальных значенийпеременных, проверка оборудования.
Процедура ввода данных из портов. С портов последовательно считываетсяи инвертируется информация от датчиков, после чего сохраняется в ячейках оперативнойпамяти.
Процедура расчета математической модели. В соответствии с математическоймоделью рассчитываются управляющие воздействия. Данные берутся из ВПД записанныхранее из порта (считывание состояния датчиков). Формируется два управляющих словаи записываются в регистры РПД.
Процедура вывода данных в порт (регистр). Процедура выводит последовательносформированные управляющие воздействия в порт BUS, Р0 микропроцессора для их дальнейшегоиспользования. В случае наличия сигнала ошибки процедура обнуляет сигналы для остановкисистемы.
Листинг программы на языке RS-Logix приведен в приложении Г.
/>
/>
/>
5. Безопасность жизнедеятельности5.1 Требования по обеспечению комфортности на рабочемместе
 
Характеристика предприятия
Дипломная работа по разработке автоматической линии разрабатываетсяна основе одного из участков цеха по производству деталей конической шестерни среднегои заднего моста “Агрегатного завода”.
Общие сведения о производственном предприятии, в состав котороговходит автоматизированный производственный комплекс:
санитарный класс предприятия. На основании СанПиН 2.2.1/21.1.1200-03,который разделяет все промышленные предприятия на пять классов, данное предприятиеможно отнести к I классу и поэтомусанитарно защитная зона должна быть не менее 1000 м.;
категория пожарной опасности участка — согласно СНиП II-90-81[1] можно отнести к категории Д, так как обрабатываются материалы в холодном состоянии;
характеристика участка по условиям окружающей среды. Данный участок,характеризующийся незначительными выделением теплоты и категорией работ среднейтяжести, удовлетворяет нормам метеорологических условий. В холодный период температуравоздуха 15-18 градусов, относительная влажность воздуха не более 80 %, скоростьдвижения воздуха не превышает 0,5 м/с. В теплый период соответственно 22-25 градусов,60-75 %, не более 0,7 м/с;
отопление и вентиляция. В холодное время для поддержания нормальнойтемпературы используется водяное отопление. Вентиляция применяется приточно-вытяжнаяпринудительная, искусственного типа;
источники шума. Источниками шума являются электродвигатели станкови вспомогательного оборудования;
освещение участка местное на самом оборудовании и общее над всемучастком, цехом и т.д.;
вибрации в пределах нормы 80 дб в основном возникающие при большихсилах резания.
При работе на станках с ЧПУ, оснащенных инструментальными магазинамии системами автоматической смены инструмента, существует опасность травмированиярабочих-операторов или наладчиков инструментом при транспортировании его из магазинак посадочному гнезду. Опасную зону могут создать также открытые вращающиеся илиперемещающиеся детали машин или обрабатываемые изделия, она может быть даже на расстоянииот источника опасности — от отлетающей стружки, частиц абразива, смазочно-охлаждающейжидкости (СОЖ) и т.п.
Цветовое решение производственного интерьера, сигнальные цветаи знаки безопасности
Цвета широко используются в качестве закодированного носителяинформации об опасности. Принятая в СССР система сигнальных цветов безопасностиГОСТ 12.4.026-76* определяет характеристики сигнальных цветов, размеры, формы ицвета знаков безопасности. Установлены следующие сигнальные цвета и их значения:
красный — запрещение, непосредственная опасность, средства пожаротушения;
желтый — предупреждение, возможная опасность;
зеленый — безопасность, предписание;
синий — указание, информация, места для курения, средства защиты.
Оборудование оформлено в зеленом и желтом цвете это рациональноецветовое оформление производственного интерьера является действенным средством улучшенияусловий труда, создания благоприятной эстетической обстановки. Поэтому при оформленииинтерьера цвет используют: как композиционное средство, обеспечивающее гармоничноеединство производственного помещения и технологического оборудования; как фактор,создающий оптимальные условия для зрительной работы и способствующий повышению работоспособности.На шумных производствах теплая гамма цветов оказывается более благоприятной, чемхолодная. Разностороннее эмоциональное воздействие цвета на человека позволяет широкоиспользовать его в гигиенических целях.
В качестве вспомогательных цветов приняты белый и черный — дляусиления контраста сигнальных цветов. Белый цвет применяется также для обозначениягабаритов внутрицеховых проездов, пешеходных дорожек и рабочих мест.
Знаки безопасности в производственных помещениях вывешены так,чтобы они отчетливо были видны с любой точки каждого рабочего места, также знакиприкреплены на производственном оборудовании.
Требования, предъявляемые к рабочим местам
В данном производственном помещении условия труда характеризуютсясовокупностью факторов производственной среды, оказывающих, влияние на здоровьеи работоспособность человека в процессе труда регулируется СанПиН 2.2.2.1327-03.
экономические — повышение технической вооруженности труда; наиболееполное использование оборудования и рациональная организация рабочего места; выбороптимальной технологии, устранение и уменьшение ненужных затрат рабочего времени;строгая регламентация темпа и ритма работы;
эргономические — установление соответствия скоростных, энергетических,зрительных и других физиологических возможностей человека в рассматриваемом технологическомпроцессе; введение рациональных режимов труда и отдыха, сокращение объема информации,снижение нервно-эмоциональных напряжений и физиологических нагрузок; профессиональныйотбор;
психофизиологические — установление соответствия закрепленныхи формируемых навыков возможностям восприятия, памяти и мышления;
антропометрические — установление соответствия орудий труда размерам,форме и массе тела человека, силе и направлению движений;
санитарно-гигиенические — создание оптимальных метеорологическихусловий, оптимального физико-химического состава воздушной среды, освещенности,уровней шума, вибраций, ультра — и инфразвука, различных видов производственныхизлучений в пределах требований ГОСТов ССБТ и т.д.; уровни опасных и вредных производст-венныхфакторов на рабочих местах должны соответствовать требованиям стандартов безопасностипо всем видам опасных и вредных факторов;
Для работающих, участвующих в технологическом процессе механическойобработки, обеспечены удобные рабочие места, не стесняющие их действий во времявыполнения работы. На рабочих местах предусмотрена площадь, на которой располагаетсястаночное оборудование, подъемно-транспортные средства, столы, тары, стеллажи идругие устройства для размещения оснастки, материалов, заготовок, полуфабрикатов,готовых изделий и отходов производства.
Предусмотрено удобное расположение инструмента и приспособленийв тумбочках и на стеллажах, заготовок в специализированной таре, применение планшетовдля чертежей что позволяет снизить утомление и производственный травматизм рабочих.
Предусмотрены перерывы в работе что является важным фактором,влияющих на процесс труда, позволяющие восстанавливать работоспособность и обеспечиватьравномерную производительность труда. Эффективность перерывов зависит от их количества,времени и продолжительности.
Санитарно гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
Нормирование параметров микроклимата.
Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 устанавлены гигиенические требованияк микроклимату производственных помещений, включающий значения температуры, относительнойвлажности и скорости движения воздуха, при выборе которых необходимо учитывать:время года — холодный и переходный периоды с температурой наружного воздуха ниже10°С и теплый период с температурой 10°С и выше. Категория работ относится к IIб категории — физические работы средней тяжести с энергозатратами233.290 Вт, например работа, связанная с переноской тяжестей до 10 кг.
Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностейтехнологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных инепостоянных рабочих местах не должна превышав 35 Вт/м2 при облучении50 % поверхности тела и более, 70 Вт/м2 — при величине облучаемой поверхностиот 25 до 50% и 100 Вт/м2 — при облучении не более 25 % поверхности телаи обязательным является использование средств индивидуальной защиты лица и глаз.
На данном участке относительная влажность для всех периодов года40-60%.
Защита от производственных вибраций, шума, ультра — и инфразвука
Методы борьбы с шумом. Для борьбы с шумом на предприятииприменяются следующие методы: бируши, звукозащитные наушники, снижение шума в источнике;изменение направленности излучения; рациональная планировка предприятий и цехов;акустическая обработка помещений; уменьшение шума на пути его распространения.
Методы борьбы с вибрацией. При работе с ударным инструментом(молотком, зубилом и т.п.) используются антивибрационные рукавицы.5.2 Расчет
Ниже приведен расчет зануления:
Р = 7 кВт — мощность электродвигателя;
Ip = 12 А — рабочийток;
Uл = 380 В — линейное напряжение;
Uф = 220 В — напряжение на фазе;
Iн = 24 А — номинальный ток предохранителя;
Zт = 0,09 Ом — сопротивление трансформатора;
Условие срабатывания защиты: Iк. з. ³ 3Iн =72 А;
Определяем сопротивление фазного и нулевого защитного проводниковпо формуле:
/> (11)
где r = 0,018 Ом мм2/м — удельное сопротивление медногопроводника;
l = 40 м — длина линии;
S = 25 мм2 — площадь сечения медного провода;
Определяем активное сопротивление стальной полосы Rн. з прямоугольного сечения S= 40*4 ммдлиной l = 0,4 используемой в качественулевого защитного проводника электродвигателя по формуле:
/> (12)
Ожидаемая плотность тока в стальной полосе:
ј = Iк. з/S=72*160=0,45А/мм2
при ј = 0,5 ® Xw = 1,68 Ом/км
Xн. з = Xw * l = 0,672 Ом(5.6)
Внешнее индуктивное сопротивление Xп.
Xn = 0,6 Ом/км;Xп =Xn *l =0,24 Ом
Находим действительное значение токов однофазного короткого замыкания,проходящих по петле фаза — нуль.
При замыкании фазы на корпус двигателя вычисляем по формуле:
/> (13)
Поскольку действительное значение тока однофазного короткогозамыкания (126А) превышает наименьшее допустимое по условиям срабатывания защиты(72А) нулевой защитной проводник выбран правильно, т. е отключающая способностьсистемы зануления обеспечена.5.3 Организация техники безопасности на рабочем месте
Ниже приведены пунктыиз «Общих требований безопасности» Автомобильного завода.
При поступлениина работу ознакомиться с условиями труда и их состоянием на рабочем месте и с учетомналичия на этом рабочем месте вредных или опасных производственных факторов пройтипредварительный медицинский осмотр с целью выявления возможных противопоказанийдля работы в этих условиях труда.
В процессе трудовойдеятельности при выполнении работ с вредными или опасными условиями труда проходитьв установленные сроки периодический медицинский осмотр с целью выявления их неблагоприятноговоздействия на организм работающего и начальных форм (признаков) профессиональнойпатологии, легко поддающихся лечению.
Работник, уклоняющийсяот прохождения периодического медицинского осмотра, к работе не допускается.
Систематически знакомитьсяи знать состояние условий труда на своем рабочем месте.
Знать свойства применяемыхна рабочем месте материалов, характер воздействия этих материалов и продуктов ихразложения на организм человека, а также меры по оказанию первой медицинской помощипри поражении ими.
В целях обеспечениянормального микроклимата (температура, влажность и подвижность воздуха) все производственныепомещения должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией.
На предприятияхдолжна быть организована сушка спецодежды и спецобуви для работников, занятых нанаружных работах в неблагоприятных условиях (дождь, снег) или на работах внутрипомещений с повышенной влажностью.
На предприятияхдолжны быть оборудованы помещения (комнаты) или передвижные вагончики для обогреваработников, занятых на работах, связанных с переохлаждением тела, обусловленнымпониженной температурой воздуха рабочей зоны или пребыванием в холодной среде (водолазы,работники холодильных камер и т.п.)
Для обеспеченияпитьевого режима на предприятии должны быть оборудованы сатураторы и фонтанчикидля питьевой воды, которые должны размещаться, как правило, на расстоянии не более 75 м от рабочего места.
Для поддержанияв организме человека солевого баланса вода должна быть умеренно охлажденная, слегкаподсоленная и желательно газированная.
На горячих участкахработ должна быть организована выдача работникам горячего чая.
Рабочие места, производственныеплощадки и помещения, проезды, проходы, коридоры, лестницы, и т.д. должны быть освещеныв соответствии с нормами.
Рабочие места итехнологические процессы, связанные с выделением в воздух пыли и вредных веществ,должны быть оборудованы исправно работающей местной вытяжной вентиляцией, обеспечивающейих удаление и содержание в воздухе рабочей зоны в концентрациях, не превышающихсанитарно-гигиенические нормативы.
Работа в условияхпревышения гигиенических нормативов допускается только при использовании средствиндивидуальной защиты (СИЗ) и/или ограничения времени контакта с вредными производственнымифакторами.
Соблюдать правилаличной гигиены и промышленной санитарии.5.4 Организация системы пожаро — и электробезопасностина рабочем месте
Все вновь поступающиена работу проходят в пожарной охране первичный инструктаж о правилах пожарной безопасности,введенных на предприятии, и порядке пользования средствами пожаротушения и пожарнойсигнализации и связи.
Повторный инструктажпроводится на рабочем месте с целью ознакомления с возможными причинами возникновенияпожара, связанными с технологическими особенностями производства в цехе, на участкеи т.п.
Инструктаж по мерампожарной безопасности со всеми рабочими и служащими предприятия проводиться ежегодно.Ответственность за пожарную безопасность предприятия возложена персонально на руководителейпредприятий, а в отдельных цехах, складах — на начальников цехов, складов. Должностныелица, виноватые в возникновении пожара, привлекаются к административной или уголовнойответственности.
На предприятии используютсясистемы пожарной сигнализации. В случае возгорания должна сразу же сработать системапожарной сигнализации, за которой следует регламентированная система мероприятий.
Система специальнойсвязи обеспечивает передачу сообщений о пожаре персоналу пожарного управления. Сообщениеможет поступить по общей телефонной сети, от сигнализационной кнопки, предусмотреннойвне здания, по громкоговорящему телефону, от дуплексной портативной радиостанции,от муниципальной системы пожарной сигнализации или от коммерческой системы автоматическойсигнализации. Все сообщения автоматически регистрируются вместе со всеми радио- и речевыми сообщениями из пожарного управления. На проектируемом мной участкепредусмотрена только такая система оповещения.
Пожарное управлениепринимает и обрабатывают сигнал, оперативно направляет пожарных на место пожараи приступает к операции борьбы с огнем. Как бы быстро ни работали пожарные, решающеезначение для спасения жизней и имущества имеет раннее пожароизвещение.
На участке используютсятакже огнетушители.
Переносные огнетушителиделятся на четыре класса соответственно классам пожара. Некоторые из них пригодныдля тушения пожаров двух или трех разных классов, но не всех четырех.
В данном предприятииприменяется в основном порошковые огнетушители.
В порошковых огнетушителяхсжатый газ выбрасывает тушащее вещество. Они особенно подходят для пожаров классовB и C, но могут использоваться и для тушения пожаров класса A до доставки жидкостныхогнетушителей.
Для тушения пожаровкласса D применяются специальные порошки.
Мероприятия позащите от электротравматизма.
Мероприятия по защитеобеспечивают недоступность токоведущих частей для случайного прикосновения; пониженноенапряжение; заземление и зануление электроустановок; автоматическое отключение;индивидуальную защиту и др.
Недоступность токоведущихчастей электроустановок обеспечивается размещением их на необходимой высоте, ограждениемот случайного прикосновения, изоляцией токоведущих частей.
Внутри производственныхзданий, в цехах, зонах, на участках не огражденные провода, не имеющие изоляции,троллейные провода и другие токоведущие части подвешивают на высоте не менее 3,5 м.
Ограждение токоведущихчастей обычно предусматривается конструкцией электрооборудования, наличие этих огражденийв условиях эксплуатации является обязательным. Провода, не имеющие изоляции, шины,приборы и аппараты с незащищенными токоведущими частями, помещают в специальныеящики, шкафы, камеры и другие устройства, закрывающиеся сплошными или сетчатымиограждениями.
Пониженное напряжение(36 или 12 В) должно применяться в помещениях с повышенной опасностью или особоопасных для местного освещения, а также для общего освещения при размещении светильниковна высоте не менее 2,5 м от пола.
На территории заводаприменяется защитное заземление, оно является простым, эффективным и широко распространеннымспособом защиты человека от поражения электрическим током при прикосновении к металлическимповерхностям, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасной величины. Применяетсяв трехфазной трехпроводной сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтральюи выше 1000 В — с любым режимом нейтрали.
Конструктивнымиэлементами защитного заземления являются заземлители — металлические проводники,находящиеся в земле, и заземляющие проводники, соединяющие заземляемое оборудованиес заземлителем.5.5 Правовые вопросы обеспечения БЖД
Нормативные правовые акты в области БЖД на предприятии
ГОСТ 12.0.002-80 ССБТ. Термины и определения.
ГОСТ 12.0.001-82 ССБТ. Основные положения.
ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общиетребования безопасности.
ГН 2.2.5.563-96. Предельно допустимые уровни (ПДУ) загрязнениякожных покровов вредными веществами.
СанПиН 2.2.0.555-96. Гигиенические требования к условиям трудаженщин.
Р 2.2.755-99. Гигиенические критерии оценки и классификация условийтруда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжестии напряженности трудового процесса.
РД 153-34.0-03.702-99. Инструкция по оказанию первой помощи принесчастных случаях на производстве.
ГОСТ 12.1.009-76 ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения.
ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземлениеи зануление.
ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимыеуровни напряжений прикосновения и токов.
ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требованияи номенклатура видов защиты.
ГОСТ 12.1.051-90 ССБТ. Электробезопасность. Расстояния безопасностив охранной зоне линий электропередачи напряжением свыше 1000 В.
ГОСТ 12.4.155-85 ССБТ. Устройство защитного отключения. Классификация.Общие технические требования.
ГОСТ 12.2.007.14-75 ССБТ. Кабели и кабельная арматура. Требованиябезопасности.
ГОСТ 12.1.018-93 ССБТ. Пожаровзрывобезопасность статическогоэлектричества. Общие требования.
СНиП 3.05.05-85. Электротехнические устройства.
ТОИ Р-45-068-97. Типовая инструкция по охране труда при работес электроинструментом, ручными электрическими машинами и ручными электрическимисветильниками.
ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимыеуровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.
ГОСТ 12.4.154-85 ССБТ. Устройства экранирующие для защиты отэлектрических полей промышленной частоты. Общие технические требования, основныепараметры и размеры.
ГН 2.6.1.054-99. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99).
ГОСТ 12.1.003-83 ССВТ. Шум. Общие требования безопасности.
ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация.
ГОСТ 12.4.01 1-89 ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требованияи классификация.
ГОСТ 12.4.115-82 ССБТ. Средства индивидуальной защиты работающих.Общие требования к маркировке.
ГОСТ 12.4.103-83 ССБТ. Одежда специальная защитная. Средстваиндивидуальной защиты ног и рук. Классификация.
ГОСТ 12.4.034-01 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органовдыхания. Классификация и маркировка.
ГОСТ Р 22.0.01-94. БЧС. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.Основные положения.
Правовые и нормативно-техническиеосновы обеспечения БЖД
Основные положенияизложены в Конституции (дек. 1994г) в законе по охране
труда и охране природы(1992-93) в КЗоТе. В качестве подзаконных актов выступают ГОСТы, Нормы и Правила.Взаимодействие государственного надзора, ведомственного и общественного контроля.
I. Высший надзорпо соблюдению законности осуществляет ген. прокурор.
II. Государственныйнадзор в соответствии со 107 ст. КЗоТ за соблюдением
норм и правил поохране труда осуществляется:
III.1. спец. уполномоченнымиинспекциями, независящими в своей деятельности
от деятельностипредприятия (Укркомгидромет, Госгортехнадзор, Госатомнадзор и т.д.);
IV.2. профсоюзамив лице правовой и технической инспекцией труда.
V. Ведомственныйконтроль осуществляется министерствами и ведомствами в соответствии с подчиненностью.
VI. Общественныйконтроль — ФНП в лице профсоюзных комитетах, находящихся на каждом предприятии.
Одним из главных звеньев в системе МЧС РФ в силу своих людскихи материальных ресурсов считается объект экономики. Объект экономики (ОЭ) — этопредприятие, объединение, учреждение или организация сферы материального производстваили непроизводственной сферы хозяйства, расположенных на единой промышленной площадке.Структура по делам ГОЧС организуется на всех ОЭ любой формы собственности, с учетомсуществующей системы управления деятельностью объекта, наличия людских и материальныхресурсов, минимального отрыва людей от выполнения функциональных обязанностей.
Общие положения
Гражданская оборона на промышленном объекте (в дальнейшем — наобъекте) организуется с целью защиты персонала объекта и населения, проживающеговблизи от него, от чрезвычайных ситуаций природного, техногенного и военного характера.
Защита обеспечивается проведением комплекса мероприятий, позволяющихпредотвратить или уменьшить последствия опасных при родных явлений, аварий, катастроф,максимально ослабить результаты воздействия ОМП, создать благоприятные условия дляработы объекта, проживания и деятельности населения.
Основными задачами ГО на объекте являются:
защита персонала объекта и населения от ЧС;
повышение устойчивости функционирования объекта в ЧС;
проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ вочагах поражения и зонах катастрофического затопления.
Задачи гражданской обороны объекта решаются путём проведениякомплекса организационных, инженерно-технических, технологических, экономическихи экологических мероприятий.
Организационные мероприятия предусматривают разработку и планированиедействий руководящего, командно-начальствующего со става отдела по делам ГОЧС, служби формирований ГО по защите персонала объекта, проведению аварийно-спасательныхи
других не отложных работ, восстановлению производства, а такжепо выпуску продукции на сохранившемся оборудовании.
Инженерно-технические мероприятия ГО — это комплекс мероприятий,осуществляемых инженерно-техническими методами и средствами и направленных на предотвращениеили уменьшение возможных потерь и разрушений, повышение устойчивости работы объектав чрезвычайных ситуациях, на успешное проведение аварийно спасательных и другихнеотложных работ в очаге поражения.
Технологические мероприятия предусматривают повышение устойчивостиработы объекта путём таких изменений технологических процессов, которые способствовалибы обеспечению бесперебойного выпуска продукции, а также исключали бы возникновениевторичных факторов поражения.
Экономические мероприятия предусматривают такой подход к выполнениювсего комплекса работ, который обеспечил бы их эффективность при минимальных капитальныхзатратах.
Экологические мероприятия представляют собой продолжение комплексаработ данного направления, которые должны вестись каждым объектом с целью максимальновозможного уменьшения вредно го воздействия продуктов технологического цикла наокружающую среду и рабочие места работающего персонала.
Объём и порядок разработки и проведения рассматриваемых мероприятийрегламентируются «Нормами проектирования инженерно — технических мероприятийгражданской обороны» (ИТМ ГО) и другими нормативными документами по организациии ведению гражданской обороны на промышленном объекте. Введение «Норм проектированияИТМ ГО» возложено на систему гражданской обороны объекта, и в частности наначальника отдела ГОЧС.
Организация защиты персонала объекта и населения от ЧС возложенана систему гражданской обороны объекта.
Начальником гражданской обороны объекта является его руководитель.Он подчиняется вышестоящему ведомству (министерству, отрасли), а в оперативном отношенииначальнику гражданской обороны города (района, префектуры), на территории которогорасположен объект.
На крупных промышленных объектах, как правило, предусматриваетсяштатный заместитель начальника гражданской обороны, который в мирное время являетсяосновным организатором всех подготовительных мероприятий по гражданской обороне.
Кроме штатного заместителя приказом начальника гражданской обороныназначаются заместители: по рассредоточению и эвакуации персонала объекта и членових семей; по инженерно-технической части; материально-техническому снабжению и др.В отличие от штатного заместителя они не освобождаются от выполнения своих обязанностей.
Заместителем начальника гражданской обороны по рассредоточениюи эвакуации персонала назначается обычно зам. руководителя объекта по общим вопросам.Являясь, как правило, председателем эвакуационной комиссии, он разрабатывает планрассредоточения работающего персонала и их семей, организует подготовку мест в загороднойзоне, перевозку туда людей, а также доставку рабочих смен к месту работы, руководитслужбой охраны общественного порядка.
Заместителем начальника ГО по инженерно-технической части назначаетсяглавный инженер предприятия. Он непосредственно руководит службами (аварийно-технической,противопожарной, убежищ и укрытий), а также осуществляет техническое руководствоаварийно спасательными и другими неотложными работами.
Заместителем начальника ГО по материально-техническому снабжениюназначается заместитель (помощник) руководителя объекта, но этим вопросам. Он руководитслужбой материально-технического снабжения.
Заместителем начальника ГО по материально-техническому снабжениюназначается заместитель (помощник) руководителя объекта, но этим вопросам. Он руководитслужбой материально-технического снабжения.
На всех объектах, как правило, создаются отделы по делам ГОЧС(в дальнейшем отделы ГО). Численность штатных работников отдела определяется ведомством,в ведении которого находится объект. Отдел ГО является органом управления начальникаГО объекта.
В состав отдела ГО крупного объекта входят: начальник от делаи его заместители (помощники) по оперативно — разведывательной части, боевой подготовке,жилому сектору. В не го могут входить различные специалисты и представители общественныхорганизаций. На небольших объектах отделы ГО комплектуются из штатных работникови должностных лиц, не освобожденных от их основных обязанностей.
Должность начальника отдела ГО объекта обычно предусмотрена вштатном расписании предприятия. Являясь первым заместителем начальника ГО объекта,начальник отдела имеет право от его имени отдавать приказы и распоряжения. Он организуетустойчивое управление и надёжно действующую систему оповещения, разведку, текущееи перспективное планирование, боевую подготовку личного состава формирований, осуществляетконтроль над выполнением всех мероприятий ГО.
Для решения возлагаемых на ГО задач, на располагающих соответствующейбазой объектах создаются следующие службы: оповещения и связи, охраны общественногопорядка, противопожарная, медицинская, аварийно-техническая, убежищ и укрытий, энергетикии светомаскировки, радиационной и химической защиты, материально — техническогоснабжения, транспорта и др.5.6 Заключение
В данном разделе были рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельностии основ промышленной экологии на предприятии. Дана общая характеристика предприятия.Рассмотрены вредные и опасные факторы, возникающие при работе технологического оборудованияи определены допустимые значения вредных и опасных факторов влияющих на человека.
Рассмотрены мероприятия по чрезвычайным ситуациям, пожарной безопасности,спасательных работ. В первую очередь в плане необходимо предусматривать работы,направленные на прекращение воздействия внешнего фактора на объект, локализациюочага поражения, постановку средств, препятствующих распространению опасности потерритории объекта.
Номинальный ток предохранителя должен составлять 72А, это значениевыбрано правильно т.к. значение однофазного короткого замыкания будет составлять126А что превышает наименьшее допустимое по условиям срабатывания защиты.
6. Технико-экономическое обоснование проекта
Расчет экономической эффективности проектаавтоматизации разгрузочно-загрузочных операций за счет оснащения участка промышленнымпортальным роботом
Суть проекта и исходные данные для расчета.
В данном проекте осуществляется автоматизация процесса разгрузкии загрузки деталей, осуществляемого до внедрения проекта рабочим-станочником, засчет оснащения участка, состоящего из трех станков с ЧПУ промышленным портальнымроботом и установки дополнительных устройств электроавтоматики (датчиков, ЭВМ).
Автоматизация отдельных операций в процессе обработки деталейпозволит снизить затраты на производство деталей за счет уменьшения времени обработкидетали; уменьшить процент брака, повысить производительность изготовления деталей.
Экономическая эффективность создания оптимальной САУ определяетсяпосредством разностного подхода на основе сравнительной оценки базового вариантаи проектного.
процесс оценки эффективности осуществляется в следующей последовательности:
оценка необходимых инвестиционных затрат на реализацию проекта;
оценка получаемой экономии производственных затрат от реализациипроекта;
планирование денежного потока с использованием разностного подхода;
расчет показателей эффективности проекта.
Срок жизни проекта составляет 5 лет, что обусловлено сроком предполагаемогоиспользования результатов проекта без существенных изменений.
Соответствующие исходные данные для расчета по базовому и проектномувариантам представлены в таблице 2.6.6.1 Расчет инвестиционных вложений
Рассчитаем инвестиционные затраты на реализацию проекта. Инвестиционныезатраты связаны с приобретением необходимого для реализации проекта движимого инедвижимого имущества, нематериальных активов, осуществлением НИОКР, проектных работ,пусконаладочных работ и т.п.
Состав инвестиционных затрат для реализации нашего проекта представленв таблице 18.
Таблица 18Наименование данных характеристика Базовый вариант Проектный вариант
Годовая программа производства деталей Вг, шт. — год 100000 100000
Коэффициент сменности, kсм 3 3
Штучное время обработки детали (tшт), мин 25,3 18,25 Коэффициент, учитывающий приработок рабочих ά 1,4 1,4 Коэффициент, учитывающий отчисления в фонд соц. страхования (для машиностроительной отрасли) 1,272 1,272
Коэффициент, учитывающий численность бригады βо 20 1
Первоначальная (восстановительная) стоимость Кот, руб/ед. 35120000 11505450 Количество технологического оборудования О 26 10
Коэффициент занятости технологического оборудования μо 1 1 Норма годовых автоматизированных отчислений по оборудованию А, % 10 10
Затраты на ремонт оборудования
Ср % 1,6 1,6
Годовой расход силовой электроэнергии Эс, кВт*ч/год 416000 144000
Стоимость 1 кВт*ч электроэнергии Цэ, руб. / кВт*ч 1,65 1,65
Суммарная установленная мощность оборудования Nyi, кВт 130 46,2
Коэффициент спроса электроэнергии Кспр 0,5 0,5
Процент брака, КБ 0,12 0,03 Продолжение таблицы 18 Наименование данных Базовый вариант Проектный вариант
Затраты на смазочно-обдирочные материалы СВ, руб/год. шт. 150000 110 000 Затраты на приспособления, Сп, руб/год 250000 150000
Площадь занимаемая оборудованием SO, м2 468 162
Коэффициент занятости площади μS 0,83 0,83
Годовые расходы на содержание помещения СКГ, руб. / (м2*год) 170 170
Коэффициент учитывающий прочие цеховые расходы КПРЦ 0,25 0,25
Состав инвестиционных затрат на реализацию проекта на таблице19
Таблица 19Статьи затрат Сумма, руб. Промышленные роботы манипуляторы 2750000 Станки с ЧПУ 8150000 Схват 60000 Комплект радиодеталей 50 000 Разработка схемы 65 00 Монтаж оборудования (3% от стоимости оборудования) 330300 Пусконаладочные работы (1,5% от стоимости оборудования) 165150 ИТОГО инвестиционных затрат 11505450
Допускается такие затраты, как монтаж, пусконаладочные работы,транспортировка и т.п., устанавливать в процентах от покупной стоимости оборудования.Соответствующие пропорции определяются по данным предприятия (на основе принятыхнормативов или по итогам аналогичных осуществленных затрат).
6.2 Расчет экономии затрат на производство
/>Технологическая себестоимостьизготовления изделий определяется по формуле:
СТi=Cзпi+Соi+Соснi+Скi+Спi+Сомi, (14)
где СТi — технологическая себестоимость производства одного изделии,руб. /шт
Cзпi — заработная плата основных и вспомогательных рабочих (сотчислениями), приходящая на изделие при выполнении i-й операции;
Соi Соснi — затраты по эксплуатации оборудования, оснастки, приходящеена изделие при выполнении i-й операции;
Скi — затраты по использованию производственного здания, приходящеена изделие при выполнении i-й операции;
Спi — прочие цеховые расходы, приходящие на изделие при выполненииi-й операции.
СОМi — затраты на основной материал приходящееся на изделие привыполнении i-й операции.
Заработная плата (с отчислениями), приходящаяся на изделие пооперации:
Сзпi=Сзоi+Сзвi+Сзиi, (15)
где Сзоi, Сзвi — заработная плата основных и вспомогательныхрабочих (с отчислениями), приходящее на изделие при выполнении i-й операции, руб./шт.
Сзиi — заработная плата инженерно-технических работников, связанныхс выполнением i-й операции, руб. /шт.
В рамках данного проекта оборудование 1 инженер. Он являетсяосновным рабочим. Поэтому необходимо рассчитать заработную плату основных рабочих,т.е. СЗП=СЗОi
Заработная плата основных рабочих по операции определяется поформуле:
/>, (16)
По базовому варианту:
CбЗПi = 32,70*1.4*1.1*1.272*25,3/60*2=54(руб. /шт.)
По проектному варианту:
CпЗПi = 32,7*1,4*1,1*1,272*18,2/60*1=19,4(руб. /шт.)
Затраты на эксплуатацию оборудования определяются по формуле:
/>, (17)
где САi — амортизационные отчисления по оборудованию,в расчете на изделие при выполнении i-операции;
СРi, СЭi, СВi — затраты на ремонт оборудования, энергию, смазочно-обдирочныематериалы.
Амортизационныеотчисления(САi)в расчетене включаются в себестоимость на данном этапе. Целесообразно считать прирост амортизационныхотчислений в связи с приростом стоимости основных фондов в процессе техническогооснащения участка в расчете на всю программу выпуска, что будет осуществлено позже.
Затраты на ремонт оборудования охватывают затраты на все видыремонтов (капитальный, текущий и другие), на осмотры и все виды межремонтного обслуживания,включая расходы на материалы, энергию, оплату труда ремонтных рабочих отчислениямии прочие необходимые расходы. Данные затраты определяются по нормативам затрат,установленным самим предприятием исходя из плановой сметы соответствующих затрат;по аналогии с уровнем затрат, осуществленных в прошлых периодах или на аналогичныхпроизводствах; или исходя из установленного процента от первоначальной стоимостиОПФ.
Для данного расчета затраты на ремонт оборудования составляют1,6% от первоначальной стоимости оборудования:
/> (18)
С'Pi= />, руб./шт.
С''Pi= />, руб./шт.
Затраты на электроэнергию определяется по формуле:
/>, (19)
где СЭСi — затраты на силовую электроэнергию,приходящиеся на изделие при выполнении i-й операции;
СЭТi — затраты на технологическую электроэнергию,приходящиеся на изделие при выполнении i-й операции;
Затраты на силовую электроэнергию определяется по формуле:
/>, (20)
СбЭСi=/> (руб./шт.)
СпЭСi=/> (руб./шт.)
Затраты на технологическую электроэнергию формуле:
/>, (21)
СбЭТi=/> (руб./шт.)
СпЭТi=/> (руб./шт.)
Итого затраты на электроэнергию:
СбЭ= 6,8+0,495=7,2 (руб. /шт.)
СпЭ= 2,3+0,495=2,8 (руб. /шт.)
Затраты на смазочно-обдирочные материалы включают затраты наохлаждающие жидкости, производственную воду, и другие вспомогательные материалы:
/>, (22)
СбВi=/>,(руб. /шт.).
СпВi=/>,(руб. /шт.).
В итоге рассчитываем затраты на эксплуатацию оборудования:
СбОi=5,6+7,2+39=51,8 (руб. /шт.)
СпОi=7, 19+2,8+11=21 (руб. /шт.)
Затраты по оснастке включают затраты на приспособления определяетсяпо формуле:
СОСНi=/>, (23)
СбОСНi=/>,(руб. /шт.)
СпОСНi=/>, (руб./шт.)
Затраты на содержание помещения включают амортизационные отчисления,ремонт, отопление, освещение.
/>, (24)
СбКi=/>(руб./шт.)
СпКi=/>(руб./шт.)
Прочие цеховые затраты включают расходы по охране труда и техникебезопасности, канцелярские расходы, содержание прочего цехового персонала, аппаратауправления и др.
Они устанавливаются исходя из норматива, установленного на конкретномпредприятии. В рамках данного расчета примем уровень прочих цеховых затрат пропорциональносумме затрат на заработную плату и затрат определяется по формуле:
/>, (25)
СбПi=(32,70*25,3/60*2+51,8) *0.25=19,8 руб. /шт.
СППi=(32,70*18,25/60*1+15,6) *0.25=8,8 руб. /шт.
Затраты на основные материалы определяются по следующей формуле:
/>, (26)
где СОМ — затраты на основные материалы, руб. /шт
МЗ — масса заготовки, в кг. МЗ=8,5 кг;
СМ — стоимость 1 кг материалов, в руб. См=12 руб/кг;
СOТХ — стоимость 1 кг отходов, в руб. См=1,8 руб. /кг;
KБ — коэффициент брака.
СБОМ= 19,6* (12-1,8) * (1+0,12) =223,9(руб. /шт.)
СПОМ= 19,6* (12-1,8) * (1+0,03) =205,9(руб. /шт.)
Определим полную технологическую себестоимость операции изготовленияизделия по базовому и проектируемому вариантам:
СБТi=54+51,8+2,5+0,66+19,8+223,9=315,06 (руб. /шт.)
СПТi=19,4+21+1,5+0,22+10,2+205,9=258,22 (руб. /шт.)
Текущие затраты на годовую программу представлены в таблице 20

Таблица 20 Наименование затрат Базовый вариант
Проектный
вариант
экономия
(перерасход) затрат (+,-) руб. /шт. руб. /год руб. /шт. руб. /год руб. /шт. руб. /год
Зарплата основных рабочих СЗО 54 5400000 19,4 1940000 34,6 3460000 Наименование затрат Базовый вариант
Проектный
вариант
экономия
(перерасход) затрат (+,-) руб. /шт. руб. /год руб. /шт. руб. /год руб. /шт. руб. /год
Затраты на ремонт оборудования СР 5,6 560000 1,8 180000 3,8 380000
Затраты на электроэнергию СЭ 6,8 680000 2,3 230000 4,5 450000
Затраты на смазочно-обдирочные материалы СВ 39 3900000 11 1100000 28 2800000 Затраты на эксплуатацию оборудования Со 51,8 5180000 15,6 1560000 36,2 3620000
Затраты по оснастке СОСН 2,5 250000 1,5 150000 1 100000 Затраты по использованию производственного здания Ск 0,66 66000 0,22 622000 0,44 44000
 
Прочие цеховые расходы СП 19,8 1980000 8,8 880000 11 1100000
 
Затраты на основные материалы СОМ 223,4 22340000 205,9 20590000 17,5 1750000
  Амортизация оборудования 5,85 585450 37,47 3747120 31,6167 3161670
  Полная технологическая себестоимость 358,01 35801450 288,89 28889120 69,12 6312330
 
Экономическим эффектом от реализации проекта является снижениесебестоимости производства детали.
Для планирования денежного потока в данном случае используетсяразностный подход, в рамках которого учитываются все изменения в затратах на производствои экономия затрат. Инвестиционные затраты должны возмещаться за счет получаемойв результате реализации проекта экономии текущих затрат. Экономия текущих затратрассматривается как дополнительный источник дохода и поэтому подлежит налогообложению.
Планирование денежных потоков и расчет показателей эффективностиосуществляются по формулам (9) — (12).
Срок жизни проекта составляет 5 лет, что обусловлено планируемымсроком использования результатов проекта без каких-либо существенных изменений.
Шаг расчета составляет 1 год.
Приток средств в проект формируется из разницы (экономии) затратна производство по проектному и базовому варианту. Экономия затрат рассчитываетсяпо формуле
/> (27)
Годовая экономия затрат составила 6312330 руб.
Отток средств формируется из следующих статей: инвестиционныезатраты, налог на имущество и прибыль.
Суммарные инвестиционные затраты. — 11505450
руб. Инвестиционные затраты осуществляются в начальный моментвремени t0.
Поскольку в проекте осуществляется приобретение основных фондов,происходит прирост амортизируемой стоимости оборудования, и необходимо учесть соответствующиеизменения величины амортизационных отчислений, а также налога на имущество.
Амортизация начисляется от первоначальной стоимости приобретаемогооборудования. Первоначальная стоимость по правилам бухгалтерского учета включаетстоимость купли-продажи по контракту, затраты на транспортировку, хранение в пути,монтаж, пусконаладочные работы и др. То есть сумма инвестиционных затрат в данномпроекте подлежит амортизации. Нормы годовых амортизационных отчислений по даннойгруппе оборудования — 10%. Метод начисления амортизации — линейный.
Налог на имущество рассчитывается по формуле (28) от среднегодовойстоимости имущества, ставка 2,2%:
/> (28)
Расчет амортизации и налога на имущество представлен в таблице21
Таблице 21
Стоимость на нач. года
Сн
Стоимость на кон. года
Ск
Амортиз. отчисления
10% Среднегодовая стоимость оборудования Налог на имущество 1 11505450 10354905 1150545 10930178 240463,91 2 10354905 9204360 1150545 9779632,5 215151,92 3 9204360 8053815 1150545 8629087,5 189839,93 4 8053815 6903270 1150545 7478542,5 164527,94 5 6903270 5752725 1150545 6327997,5 139215,95
Налог на прибыль рассчитывается по формуле:
/> (29)
Денежный поток от операционной деятельности формируется по следующейформуле:
/>. (30)
Для дисконтирования денежных потоков ставка дисконта установленана уровне средней доходности по депозитным вкладам в коммерческих банках высокойстепени надежности и составляет 7,5%. Ставка на риск не корректируется, посколькупроект имеет высокую степень надежности, риск по проекту минимален.
Планирование денежных потоков представлено в таблице 22
Таблица 22 Статья 1 2 3 4 5 I. Инвестиционные затраты (I) 11505450 II. Операционная деятель-сть
Экономия затрат
(С0-С1) 6312330 6312330 6312330 6312330 6312330 Амортизационные отчисления по приобретенным основным фондам (ΔА) 1150545 1150545 1150545 1150545 1150545 Статья 1 2 3 4 5 Налог на имущество по приобретаемому оборудованию (ΔНи) 240463,91 215151,92 189839,93 164527,94 139215,95 Налог на прибыль (в части экономии затрат) (ΔНп) 984264,2 989326,62 994389,02 999451,41 1004513,8 Чистая прибыль (как результат экономии) (ΔЧП) 3937057 3957306,5 3977556,1 3997805,7 4018055,2 III. Эффективность проекта чистый денежный поток от операционной деятельности -11505450 5087602 5107851,5 5128101,1 5148350,7 5168600,2  - чистый денежный поток проекта (NCF) -11505450 5087602 5107851,5 5128101,1 5148350,7 5168600,2  - чистый денежный поток проекта кумулятивный -11505450 -6417848,1 -1309996,66 3818104,404 8966455,056
14135055 -коэффициент дисконтирования (Е=7,5%) 1,000 0,925 0,857 0,793 0,735 0,68  дисконтированный денежный поток -11505450 4706032 4377428,7 4066584,1 3784037,7 3514648,2 дисконтированный денежный поток кумулятивный -11505450 -6799418 -2421989,6 1644594,6 5428632,3
1913984,1 6.3 Расчет эффективности проекта
Чистый доход проекта составит по формуле:
/> (руб.). (31)
Чистый дисконтированный доход проекта рассчитывается по формуле(32) и составит:
/> (32)
Рентабельность инвестиций рассчитывается по формуле:
/> (33)
Внутренняя норма доходности может быть определена по формуле(32). Для получения отрицательного значения ЧДД норма дисконта была увеличена, отрицательноезначение ЧДД составило:
/>= 370385,9
Используя (16) рассчитаем:
/> (34)
Срок окупаемости определим в соответствии с формулой (17), толькодля дисконтированных денежных потоков. Таким образом, дисконтированный срок окупаемостисоставит:
/>
6.4 Вывод
Таким образом, проект автоматизации выполняемых операцийза счет оснащения участка промышленным портальным роботом является эффективным.Проект направлен на снижение себестоимости производства, увеличение производительностии снижение процента брака.
Проект позволяет получить существенную экономию по затратам засчет прежде всего снижения штучного времени обработки детали, а также за счет трудоемкостиее изготовления. Чистый дисконтированный доход проекта составил руб. Срок окупаемостипроекта составил 2 года, рентабельность инвестиционных затрат 2,07, внутренняя нормадоходности 11%.
Заключение
Целью дипломного проекта является повышение технико-экономическихпоказателей производства и качества выпускаемой продукции за счет создания автоматизированнойсистемы управления процессом производства конической шестерни среднего и заднегомоста.
Данная работа была посвящена автоматизации автоматической линии.
Цели и задачи, решаемые при разработке автоматической линии достигнуты.
Разработаны устройства ориентации и транспортная система, которыепредусматривают автоматически ориентацию заготовки и транспортировка заготовки.В линию внедрены промышленные роботы, для загрузки-выгрузки станков. Для управлениявсей системой разработана система управления на базе промышленного контроллера MITSUBISHIELECTRIC MELSEC FX3U.
Список использованных источников
1. В.А. Горохов «Проектирование и расчет приспособлений»,Минск «Вышэйшая школа», 1986.
2. А.К. Горошкин «Приспособления для металлорежущих станков»справочник, издание седьмое, переработанное и дополненное, Москва «Машиностроение»,1979.
3. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах, том 2, четвертоеиздание, переработанное и дополненное. Под редакцией кандидатов технических наукА.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, Москва «Машиностроение», 1986.
4. «Безопасность жизнедеятельности», Высшая школа, под общейредакцией д-ра техн. наук, проф. С.В. Белова. Издание третье, исправленное и дополненное.Москва «Высшая школа» 2001.
5. М.К. Полтев «Охрана труда в машиностроении», Москва«Высшая школа», 1980.
6. «Инструкция по охране труда. Общие требования безопасности.ИОТ 37.104.58.0001-2002», Набережные Челны, 2003
7. Бизнес план инвестиционного проекта. Практическое пособие / Под ред.Иванниковой И.А. — М.: «Экспертное бюро — М», 1997. — 112 с.
8. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционныхпроектов: (Вторая редакция) / М-во экон. РФ, М-во фин. РФ, ГК по стр-ву, архит.и жил. политике; рук. авт. кол.: Коссов В.В., Ливщиц В.Н., Шахназарова А.Г. — М.:ОАО «НПО „Изд-во “Экономика», 2000. — 421. с.
9. Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. и др. Безопасность жизнедеятельности.- Москва: Изд-во «Высшая школа», 1999. — 448с.
10. Федеральный закон Российской Федерации «Об основах охраны трудав РФ» от 17 июня 1999 г. № 181-ФЗ.
11. Федеральный закон Российской Федерации «Трудовой кодекс РоссийскойФедерации» от 30 декабря 2001 г. № 197-ФЗ.
12. Постановление Правительства РФ «О нормативных правовых актах,содержащих государственные нормативные требования охраны труда» от 23 мая 2000 г. № 399.
13. Постановление главного санитарного врача РФ «О введении в действиесанитарных правил СП 1.1.1058-01» от 13 июля 2001 г. № 18.
14. Охрана труда. Г.Ф. Денисенко. — М.: Высшая школа, 1985 — 319 с.
15. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственныхпомещений.