Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO
Zvonko FRANC
POSODOBITEV KRMILJA NA STROJU ZA
IZDELAVO JEDER PGM20
Diplomsko delo
Visokošolskega strokovnega študijskega programa
Strojništvo
Maribor, september 2011
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
II
Fakulteta za strojništvo
POSODOBITEV KRMILJA NA STROJU ZA IZDELAVO JEDER PGM20
Diplomsko delo
Študent: Zvonko FRANC
Študijski program: Visokošolski strokovni študijski program Strojništvo
Smer: Vzdrževanje
Mentor: doc. dr. Uroš ŽUPERL
Maribor, september 2011
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
III
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
IV
I Z J A V A Podpisani Zvonko FRANC izjavljam, da:
• je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom doc.
dr. Uroš ŽUPERL ;
• predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev
kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;
• soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet
Univerze v Mariboru.
Maribor, 26.7.2011 Podpis: ___________________________
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
V
ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju doc. dr. Uroš ŽUPERL za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela. Posebna zahvala gre ženi Marjetki za spodbudo in podporo v času študija.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
VI
POSODOBITEV KRMILJA NA STROJU ZA IZDELAVO JEDER
PGM20 Ključne besede: programabilno krmilje, izdelava jeder, posodobitev stroja UDK: 681.5:004.451.25(043.2) POVZETEK Predstavil bom možnost posodobitve krmilja na stroju za izdelavo jeder, ki se uporabljajo
pri croning postopku formanja (oblikovanja) ulitkov. Obstoječe krmilje, je izvedeno s
kontaktorji KO, kar predstavlja težje delo vzdrževalcem, posledično pa tudi večje število
zastojev.
Po študiju literature, sem se odločil za uporabo krmilnika S7-200 proizvajalca Siemens.
Po izbiri krmilnika, sem določil tehnološke zahteve, pri katerih sem izločil nekatere
funkcije stroja, ki niso več v uporabi. Nato je sledila izdelava osnovne strukture koračnega
krmilja, ter funkcijskega diagrama. Naslednja stopnja je bilo pisanje programa, z uporabo
programa STEP7
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
VII
CONTROL SYSTEM MODERNIZATION OF CORE
MANUFACTURING MACHINE PGM20 Key words: programmable control, production of cores, modernization the machine UDK: 681.5:004.451.25(043.2) ABSTRACT I am going to present an option of upgrading the machine control for the manufacture of
cores used in croning formating castings process. The existing controller is carried out by
contactors KO which is presenting harder work for maintainers, and consequently a
greater number of setbacks.
After studying literature I decided to use S7-200 controller from manufacturer Siemens.
After selecting the controller, I selected certain technological requirements and I
eliminated some of the features of the machine that are no longer in use. Then followed the
production of the basic structure of the stepper control and functional diagram. The next
stage was writing a program using the STEP7.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
VIII
KAZALO
1 UVOD ........................................................................................................................ - 1 - 2 OPIS, DELOVANJE IN KRMILJE ...................................................................... - 3 -
2.1 Opis .................................................................................................................... - 3 - 2.2 Delovanje ........................................................................................................... - 5 - 2.3 Krmilje ............................................................................................................... - 6 -
3 KRMILNIK ............................................................................................................ - 10 - 4 TEHNOLOŠKE ZAHTEVE ................................................................................. - 12 - 5 FUNKCIJSKA SHEMA KORAČNEGA KRMILJA-KRMILNA VERIGA .. - 13 - 6 FUNKCIJSKI DIAGRAM .................................................................................... - 15 - 7 PRIREDITVENA TABELA ................................................................................. - 18 - 8 PROGRAM ............................................................................................................ - 19 - 9 ZAKLJUČEK ......................................................................................................... - 26 - 10 SEZNAM UPORABLJENIH VIROV ................................................................. - 27 -
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
II
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 1 -
1 UVOD
V mini livarni1 se vlivajo serijski ulitki s težo 0,2 - 40 kg po croning postopku, prav tako pa
tudi posamezni ulitki in manjših serij s težo 15 – 1000 kg po veloset postopku. Ti izdelki
so v glavnem armature in črpalke za kemično in petrokemično industrijo, obodni deli
strojev za peskanje, nekaj pa se dela tudi za strojegradnjo in avtomobilsko industrijo.
Pri croning postopku (sl. 1.1), se na segreto železno ploščo z modelom nasuje
oplaščen kremenčev pesek. Zaradi segretega modela se smola zmehča in poveže zrnca
peska med seboj. Nato modelno ploščo obrnemo, da odstranimo odvečni pesek, vrnemo
modelno ploščo v osnovni položaj in jo pokrijemo z grelno kapo, tako, da poteka nadaljnje
utrjevanje maske pri temperaturi okrog 450o C. Čas utrjevanja pa je odvisen od debeline
nasutega peska oziroma od vrste modela. Po končanem utrjevanju snamemo masko z
modelne plošče (maska je dvodelna), vstavimo jedro, robove premažemo z posebnim
lepilom, nato s posebno stiskalnico stisnemo, da se oba dela maske sprimeta, počakamo, da
se maska ohladi, potem pa je pripravljena za litje.
Veloset postopek, je postopek formanja (oblikovanja) in litja v kovinske forme
(okvirje), v katere se položi model in le ta se zasuje s peskom. Pesek se pripravlja v
posebnem mešalcu, sestavljenem iz zalogovnika peska in podolgovatega korita, v katerem
je polžasto mešalo. Pesek in dodatki se tekom transporta po koritu premešajo, na koncu
korita pa se preko lijaka nasujejo v model.
1 ime, ki izvira iz proizvodnega programa v preteklosti, ko so se res ulivali samo majhni odlitki ( pa tudi prva proizvodna hala je bila bolj mini)
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 2 -
Sl. 1.1 croning postopek izdelave maske (modela)
Jedra za oba postopka se izdelujejo ročno (za večje odlitke) in pa strojno s posebnimi
stroji (na slikah 2.1, 2.2 in 2.3). Predlog za posodobitev krmilja na enem takšnih strojev pa
je tema te diplomske naloge.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 3 -
2 OPIS, DELOVANJE IN KRMILJE
2.1 Opis
Na sliki 2.1 je stroj za jedra s sprednje strani:
1. pnevmatski cilinder za fiksiranje zaprtja modelne plošče;
2. pnevmatski cilinder za zapiranje modelne plošče;
3. elektromagnetni ventil za obračanje;
4. omarica z mikrostikali za določanje pozicij pri obračanju;
5. hidravlični blok (motor, črpalka, rezervoar);
6. nosilne plošče modelnih plošč;
7. pokrivna plošča rezervoarja s peskom;
8. nosilno ogrodje stroja.
1 2 3 4 5 6 7
8
Sl. 2.1 stroj za jedra (pogled od spredaj)
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 4 -
Na sliki 2.2 je stroj za jedra z zadnje strani:
1. vodila za pomik nosilne plošče;
2. vmesna elektro omarica;
3. rezervoar za pesek;
4. rezervoar za zrak.
1 2 3
4
Sl. 2.2 stroj za jedra (pogled z zadnje strani) Na sliki 2.3 je prikazan hidravlični sklop za obračanje:
1. elektromagnetna ventila za krmiljenje cilindrov obračanja;
2. veriga, ki povezuje mikrostikala s pogonom;
3. dovodna cev za plin;
4. omarica s končnimi stikali;
5. cilindra obračanja;
6. elektromotor s hidravlično črpalko;
7. hidravlični rezervoar.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 5 -
Sl. 2.3 stroj za jedra (hidravlični sklop)
2.2 Delovanje
Pred začetkom dela je potrebno stroj ustrezno pripraviti:
� vklopiti hidravlični agregat;
� stikala na komandni omari se nastavijo na avtomatsko delovanje;
� regulator temperature nastaviti na delovno temperaturo (približno 3000 C);
� prižgati vžigalni gorilnik in oba gorilnika na pritrdilnih ploščah za modele;
� časovne releje nastaviti na želene vrednosti in izbrati ustrezne gibe stroja;
� napolnit rezervoar s peskom in namestiti ploščo s šobami;
� regulator tlaka zraka nastaviti na želeno vrednost.
7
6
5
4
3
2
1
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 6 -
Ko je vse našteto opravljeno, je potrebno počakati, da se modelne plošče segrejejo na
želeno temperaturo, da se lahko prične z izdelavo jeder.
S startom cikla (pritisk na start tipko), se aktivira pnevmatski cilinder, ki primakne en
del modelne plošče (drugi del je fiksno montiran na ogrodje), nakar jih drugi cilinder
fiksira. Ko sta plošči fiksirani, pride preko brezdotičnega stikala signal, da se začne
obračanje za določen kot (kote obračanja določajo in javljajo mikro stikala, ki so
nameščena v ohišju in postavljena na vrhu stroja in preko verige povezana z glavno osjo).
V tem položaju se s pomočjo pnevmatskega cilindra fiksira rezervoar s peskom, istočasno
pa preko sonde pride signal na časovni rele za trajanje cikla izdelave jedra (čas pečenja).
Obračanje se nadaljuje do pozicije 2700 (rezervoar je v najvišji legi). Mikro stikalo za
javljanje pozicije sproži časovni rele, ki nadzira čas vpiha peska v model (aktivira se
elektromagnetni ventil, ki odpre dovod zraka v rezervoar). Med vpihavanjem modelna
plošča v zgornjem položaju nekajkrat zaniha za določen kot, ki ga zopet uravnavamo z
mikrostikali (ta funkcija ni več v uporabi). Število nihajev se nastavlja s pomočjo stikala na
komandni omarici. Po končanem vpihovanju se modelna plošča obrne za 2400 (mikro
stikala) in v tem položaju se odpne rezervoar s peskom, nakar se modelna plošča obrne za
dodatnih 300 in v tem položaju poteka pečenje jedra. Ko poteče čas pečenja se vklopi
vibrator, ki pomaga, da se jedro lažje loči od modelne plošče (čas delovanja vibratorja
nastavimo glede na velikost jedra, večje jedro-daljši čas), nakar se modelna plošča odpre,
da se lahko vzame jedro iz modelne plošče in zopet ponovi cikel.
2.3 Krmilje
Na sliki 2.4 je krmilna omarica s pripadajočimi stikali, ki se uporabljajo za razne nastavitve
položajev in ročno upravljanje s strojem. Na krmilni plošči se nahajajo:
� stikalo za vklop - izklop 110 V krmilne napetosti (ob prisotnosti napetosti gori bela
signalna svetilka);
� rdeča signalna svetilka, ki nam kaže da je stroj v obratovanju (delovni postopek);
� stikalo za odpiranje - zapiranje modelne plošče (v ročnem načinu delovanja);
� stikalo za ročno fiksiranje modelne plošče;
� stikalo za vklop - izklop delovanja vibratorja;
� stikalo za ročno vrtenje modelne plošče;
� stikalo za vklop možnosti dodatnega oblikovanja (ni v uporabi);
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 7 -
� stikalo za določitev nihanja modela v času pečenja;
� tipka za vklop avtomatskega cikla;
� tipka za ročni vpih peska;
� časovni rele za določanje celotnega časa pečenja (delovnega procesa);
� časovni rele za določitev časa vpiha peska;
� časovni rele za določitev časa delovanja vibratorja;
� časovni rele za določitev časa doziranja peska;
� tipka (gobica) izklopa v sili
Na sliki 2.5 je prikazana notranjost krmilne omarice v kateri se nahajajo krmilni
kontaktorji, trenutno so v uporabi Iskrini tip KO, ki služijo za komunikacijo med
gospodarjem (stikala, časovni releji, tipke) in sužnji (magnetni ventili, končna stikala …).
V omarici je tudi transformator, ki služi za »pridobivanje«, krmilne napetosti 110V/50Hz.
Zraven so tudi varovalke, ki služijo za zaščito krmilnih tokokrogov. Komandna omarica
hidravlike se nahaja posebej, v njej pa je močnostni kontaktor z bimetalno zaščito in
varovalkami. Ta omarica je povezana z krmilno, saj potrebujemo signal o delovanju
hidravlike, če želimo zagnati stroj.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 8 -
Sl. 2.4 krmilna omarica
ERROR: stackunderflow
OFFENDING COMMAND: ~
STACK: