Особенности электрооборудование автоматических линий

Автоматической линией называется группа станков, связанных транспортерами в единую систему и выполняющих после­довательно весь процесс обработки деталей. Применение таких ли­ний позволяет значительно повысить производительность труда, каче­ство выпускаемой продукции, а также заметно снизить ее себестои­мость. В состав автоматических линий в зависимости от их назначе­ния входят технологические агрегаты, транспортные средства, кан­тователи, накопители, фиксирующие и зажимные устройства, устрой­ства загрузки и разгрузки деталей, системы контроля и сигнализации.

Содержание:

• Технологическое оборудование автоматических линий
• Электрические схемы автоматических линий
• Контрольные операции
• Электрооборудование автоматических линий

Технологическое оборудование автоматических линий

В качестве технологического оборудования широко применяют универсальные металлорежущие станки общего применения, специа­лизированные станки, а также силовые электромеханические и гидрофицированные агрегатные головки. Число входящих в линию стан­ков может достигать 80—90. При этом значительно усложняется управление ими.

В автоматических линиях обязательно четкое взаимодействие всех механизмов в требуемой последовательности. Определенные условия, при которых возможна работа как механизмов, так и всей автоматической линии, создаются блокировочными устройствами. Блокировочные устройства контролируют положение механизмов станков.

Работа всех механизмов и агрегатов за­висит от системы управления, которая задает последовательность технологических циклов и режимов обработки. Как правило, в электрооборудовании автоматических линий применяют те же элек­тродвигатели, электрические аппараты и приборы, что и в металлоре­жущих станках: асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, двигатели постоянного тока, магнитные пускатели, элек­тромагниты и реле, путевые выключатели, кнопочные станции и т. д.

Электрические схемы автоматических линий

Электрические схемы оборудования автоматических линий выпол­няют по тем же правилам, с такими же условными обозначениями, что и схемы электрооборудования металлорежущих станков. Из-за сложности этих схем для механизмов и аппаратов автоматических линий установлены единые позиционные обозначения. Прочитав в схеме позиционное обозначение механизма, можно легко определить его назначение и место установки. С этой целью позиционные обо­значения аппаратов, установленных на станках линии, имеют номер станка. Если станок оснащен двумя головками — правой и левой, то аппараты, установленные на левой головке, обозначаются нечет­ными позициями, а на правой — четными.

Система управления линией включает в себя как централизо­ванную систему, так и системы управления отдельными механизмами. С помощью централизованной системы управления выбираются ре­жимы работы линии, последовательность технологического цикла, контролируется выполнение команд, наличие смазки, давление жид­кости и другие операции.

Системы управления отдельными механизмами осуществляют заданный цикл и требуемые технологические режимы обработки на станках.

В зависимости от входящих в автоматическую линию станков и транспортных средств различают автоматические линии с жесткими и гибкими транспортными связями. Линии, в которых работа тран­спортеров строго зависит от работы станков, т. е. существует чет­кое взаимодействие всех входящих в состав линии механизмов в определенной последовательности, являются линиями с жест­кими транспортными связями. В отличие от них в линиях с гибкими транспортными связями дета­ли передаются от одного станка на другой транспортером, работа которого не зависит от цикла работы станка.

По способу электрического управления работой автоматических линий различают управление в функции пути, времени, нагрузки и скорости. Наиболее рациональным и широко распространенным спо­собом управления является управление в функции пути. При таком управлении команда на последующее действие подается только тог­да, когда завершится предыдущее, т. е. движение каждого механизма определяется положением смежных механизмов. При управлении в функции пути на станках автоматических линий применяют различ­ные путевые выключатели и переключатели.

Управление в функции времени, нагрузки и скорости чаще при­меняют для вспомогательных операций: зачистки без подачи ин­струмента, зажима и разжима деталей, торможения механизмов и др.

С помощью программируемых командоаппаратов, устанавливае­мых в системах управления автоматическими линиями, можно выделять командные позиции, обеспечивать жесткую последователь­ность движений всех механизмов, выдавать команды и контролиро­вать их выполнение. Однако такие командоаппараты могут вносить в работу автоматической линии дополнительные собственные непо­ладки, снижая тем самым ее надежность и безотказность. Поэтому в автоматических линиях с жесткими связями применяют системы управления как с командоаппаратами, так и без них. Обычно коман­доаппараты используют при простых циклах работы.

Иногда в автоматических линиях с жесткими транспортными связями управление проводится не централизованно от единого ко­мандного органа, а с выделением автономного управления входящих в линию станков. В этом случае каждый станок может полностью выполнять определенную технологическую операцию в независимом наладочном режиме. При автономном управлении возможно вмеша­тельство оператора в работу отдельных агрегатов, что позволяет значительно снизить простои оборудования, так как неисправный или переналаживаемый станок может быть отключен без остановки всей линии. Для отключения какого-либо агрегата служат в схеме управления специальные кнопки, переключатели и блокировочные устройства. К числу линий с автономным управлением относятся автоматические линии, предназначенные для обработки тел вращения (поршней, шестерен, валов и др.).

Действие всех механизмов линии обусловлено командами, по­ступающими от станков к транспортным средствам и обратно. От станков поступают команды о переключении станков на автоматиче­ский режим, о нахождении механизмов в исходных положениях, об окончании работы станков и др. Команды, получаемые станками от транспортеров, свидетельствуют о режиме их работы, об окончании цикла перемещения и т. д. Все команды выполняются с помощью реле, контакты которых включаются в электрические цепи механиз­мов автоматической линии. В необходимых случаях отдельные станки с помощью переключателей могут быть отключены и будут управляться кнопками, расположенными на пульте управления стан­ка. Тем самым они не будут воздействовать на работу других меха­низмов и станков автоматической линии.

Отличительной особенностью автоматических линий с гибкими транспортными связями является независимая работа станков и транспортных устройств, которая может выполняться при наличии межоперационного задела деталей. Работа станков в таких линиях независима и разновременна. Обычно на каждой рабочей позиции имеются управляемые устройства зажима и разжима деталей, транспортер и накопитель. В качестве транспортных средств в линиях с гибкими связями применяют наклонные лотки, вибрационные, цепные и другие транспортеры, выполняющие кроме транспортиро­вания функцию промежуточных накопителей. Электрические схемы автоматических линий с гибкими связями содержат большое количе­ство блокировок, связывающих их работу с работой станков, вспомо­гательных и транспортных устройств. Для этого в схему станка вво­дят контакты аппаратов, установленных на других агрегатах. В свою очередь, каждый станок имеет реле, выдающие команды на другое оборудование (транспортеры, накопители и т. д.).

Контрольные операции

Технологический процесс обработки деталей на автоматических линиях невозможен без значительного числа контрольных операций. К ним относится контроль: размеров и допустимых отклонений, наличия или отсутствия деталей, состояния режущего инструмента, положения механизмов линии, возможных неисправностей и т. д. В зависимости от выполняемых функций электрический контроль делится на оперативный, технологический и схемный.

К оперативному контролю относится контроль: ис­ходных положений механизмов, начала и конца цикла обработки, постоянно включенных электродвигателей, фиксации и расфиксации деталей на позициях, наличия давления в гидро- и пневмосистемах.

Технологический контроль включает в себя конт­роль размеров обрабатываемых деталей, поломки или износа инстру­мента. Выходные цепи устройств технологического контроля выдают команды на останов или переключение отдельных агрегатов или всей линии.

Схемный контроль позволяет выявлять возможные не­исправности и повреждения электрических цепей. К нему относится контроль наличия напряжения, повреждения изоляции, неправиль­ности срабатывания контактных и других электрических аппаратов.

Оперативный, технологический и схемный контроль проводится различными приборами и устройствами.

При оперативном контроле наличие деталей на исходных пози­циях автоматической линии определяется контактными и бескон­тактными преобразователями. С помощью различных фотореле воз­можно контролировать не только наличие и отсутствие деталей, но и производить их подсчет. Путевыми выключателями и переключате­лями контролируют исходное положение и работу механизмов, фик­сируют крайние положения подвижных узлов, необходимые для управления в функции пути.

Выполнение заданного цикла обработки осуществляется с по­мощью реле, которое ставится на самопитание и тем самым запоми­нает, что механизм находится в крайнем положении, т. е. проведен полный цикл обработки. При этом выдается команда на разрешение следующего цикла. Реле контроля цикла включается, в свою оче­редь, при срабатывании командных аппаратов, выдающих управляю­щий сигнал после окончания последней операции цикла. В качестве командных аппаратов для контроля положения механизмов также применяют конечные выключатели. Реле давления и максимального тока служат для контроля работы ключей зажима и разжима де­талей.

К технологическому контролю относится активный контроль раз­меров деталей. Применение средств активного контроля позволяет без увеличения количества оборудования и производственной пло­щади увеличить производительность труда и повысить точность обра­ботки деталей на линиях. Средства активного контроля разделяются на две группы: визуальные и автоматические.

При использовании визуальных средств оператор по показаниям сигнальных ламп и шкал отсчетных приборов выполняет необходи­мые операции по управлению линией: изменяет режимы, прекращает обработку и т. д.

Автоматические средства при достижении определенных размеров сами выдают в цепи управления соответствующие команды.

Большой объем технологических операций, совершаемых в авто­матических линиях, определяет значительное число режущих ин­струментов. Поломка режущего инструмента может привести к браку всей партии обрабатываемых деталей. Оператор не в состоянии сле­дить за всеми инструментами, поэтому в автоматических линиях эту работу выполняют электрические устройства контроля состоя­ния режущего инструмента. Эти устройства дают возможность проверять целостность и местонахождение поломки.

Все контролирующие устройства выдают необходимую информа­цию в систему управления и одновременно подключают различные устройства сигнализации. Поэтому контроль и сигнализация пред­ставляют собой единую систему, следящую за состоянием узлов и агрегатов автоматической линии.

Выбор сигнализации зависит от особенностей линии, от числа механизмов, входящих в нее, и сложности взаимосвязи между этими механизмами. По назначению электрическую сигнализацию подразделяют на аварийную, оповещаемую и поисковую.

Аварийная сигнализация служит для контроля ава­рийных состояний, при возникновении которых автоматически вы­ключаются соответствующие элементы схемы. При этом обычно вклю­чается сигнальная, чаще всего с мигающим светом лампа.

Для контроля исходного положения и работы механизмов служит оповещающая световая сигнализация, совмещенная с мнемонической схемой, представляющей собой упрощенный контур автоматической линии, отражающий только входящие в ее состав механизмы и место их установки с помощью отдельных мне­монических символов. При неисправности какого-либо механизма зажигается аварийная лампа на этой схеме.

В сложных автоматических линиях, где имеется возможность продолжения цикла при любом промежуточном состоянии ее меха­низмов, применяется световая сигнализация, совмещенная с развер­нутой циклограммой линии — диаграммой, отражающей все переме­щения транспортных и силовых механизмов автоматической линии. В этом случае циклограмма работы механизмов располагается на панели центрального пульта управления. Сигнальные лампы загора­ются только в том случае, если выполнены все движения и поданы все необходимые команды. Это дает возможность оператору опре­делять место повреждения.

На пульте управления располагаются также сигнальные лампы смены инструмента, смазки, наличия давления в гидросистемах и аварийного состояния.

Электрооборудование автоматических линий

Электрооборудование автоматических линий содержит огромное количество электрических аппаратов, в том числе и релейно-контактных. При выходе их из строя значительное время тратится не на их замену, а на поиск в них неисправности. Для облегчения поиска возможных неисправностей и сокращения времени простоя применяют поисковую сигнализацию. При наличии не­исправности искателем повреждений замыкаются контакты, подсое­диненные к соответствующим контактам электрических аппаратов, и в месте обнаружения источника неисправности сигнальная лампа включится на полное напряжение.

В автоматических линиях длина электрических проводов дости­гает нескольких километров. Нарушение их изоляции приводит к замыканиям, нарушающим нормальную работу, а в некоторых слу­чаях к аварийному состоянию линии. Качество и нарушение изоля­ции контролируются лишь при профилактическом осмотре оборудо­вания. Эта проверка трудоемка и ведется нерегулярно, поэтому опасность замыканий остается.

Для облегчения поиска места замыкания на «землю» электриче­ская схема управления делится на секции, подключаемые к сети через собственные автоматические выключатели, которые служат для защиты цепей управления от перегрузок и коротких замыканий.

Для предотвращения выхода из строя электрооборудования и снижения времени простоев применяют устройства защиты. Они не должны срабатывать при всплесках тока в переходных режимах (включение, выключение, торможение и т.д.). Ложные срабатыва­ния приводят к неоправданному простою механизмов.

Аппаратами защиты силовых цепей автоматических линий слу­жат автоматы и тепловые реле. Последние находят более широкое применение вследствие своей простоты и дешевизны. Однако они нуждаются в дополнительной защите от коротких замыканий. Для защиты от токов коротких замыканий используют плавкие предо­хранители и автоматические выключатели (автоматы). Автоматиче­ские выключатели имеют целый ряд преимуществ, связанных с ма­лым временем повторного включения и возможностью защиты как от токов короткого замыкания, так и от перегрузок, в результате чего отпадает необходимость в использовании тепловых реле. Иногда цепи нескольких двигателей защищают с помощью одного аппарата.

Для предотвращения самоходов при исчезновении и повторном появлении напряжения питания в электрических схемах управления применяют нулевую защиту. Для этого в исходном положении меха­низмов устанавливают реле нулевой защиты, которое при исчезно­вении напряжения отключается и включается лишь при нахождении механизмов в исходных положениях. Эти реле своими контактами подготавливают цепи к автоматической работе. При срабатывании аппаратов нулевой защиты электропривод сразу же отключается от сети. Остановка главного привода станка во время резания может привести к браку и поломке самого станка. Причем стоимость вы­шедших из строя изделий и инструмента может значительно пре­вышать стоимость электродвигателя привода. Система защиты стро­ится так, что при срабатывании аппаратов защиты от перегрузки двигателя подается световой сигнал, а двигатель должен продолжать работать до окончания обработки детали и отвода подвижного узла в исходное положение.

Просмотреть как работают автоматические линии вы можете ниже: