5 На станке для обеспечения безопасности выполнены следующие блокировки: при наезде на аварийные выключатели ограничения перемещения по координатам отключается управление и снимается питание со всех исполнительных электромагнитов и пускателей; при нажатии на аварийные кнопки на станочной панели УЧПУ или на пульте наладочном, а также при пропадании сигнала готовности УЧПУ станок отключается; при срабатывании одного из автоматов защиты насосной станции, привода шпинделя, приводов подач, при пропадании одного из сигналов «Готовность S, X, Y, Z, А», отсутствии сигналов о силовом включении шпинделя и приводов подач станок отключается; при зажатом тормозе по оси Z движении невозможно; вращение шпинделя возможно только при зажатом инструменте; разжим инструмента возможен только при не вращающемся шпинделе; смена инструмента невозможна при неориентированном шпинделе; вращение магазина невозможно при нахождении манипулятора у магазина; вращение магазина невозможно при заблокированном инструменте в магазине; смена инструмента в «Автомате» невозможна при нахождении шпинделя не в точке смены по координатам; поворот манипулятора возможен только в среднем положении манипулятора и при отведенной на определенное расстояние координате Z; режим «Стоп цикла» задается свободно программируемой кнопкой на станочной панели УЧПУ; во время отработки технологических команд «Стоп цикла» не действует; при отсутствии команд об исполнении каждого действия при смене инструмента блокируется цикл смены инструмента и дальнейшая отработка УП; при открытом ограждении зоны резания или незажатой пиноли УП не запускается, если во время отработки УП ограждение открывается или пиноль разжимается, то останавливаются подачи и с выдержкой времени - шпиндель.
6 При любом сбое насосной станции (засорен фильтр, температура масла не в норме, давление не в норме), работы циркуляционной и импульсной смазки в режимах «Преднабор» и «Автомат» формируется стоп цикла, в режиме «Ручной» останавливается движение всех органов. Для предотвращения непроизвольных перемещений в исполнительных органах станка и устройства смены инструмента, которые могут возникнуть вследствии падения давления, отключения гидронасосов, на каждом ответственном узле установлен обратный клапан, который предотвращает отток рабочей жидкости обратно по напорной линии, в случае падения в ней давления ниже допустимого с выводом информации об этом на пульт управления.
7 Для защиты от воздействий радиопомех система управления имеет структуру закрытого типа - помещена в корпус из листового металлического проката. Защита передней части реализована посредством установления плат, оснащенных металлическими козырьками. УЧПУ располагается в отдельном шкафу, что также снимает возможность воздействий радиопомех на работу системы. Все жгуты подходящие к системе, а также все жгуты выполняющие остальную разводку экранируются. Экраны жгутов заземляются. Заземление экранов жгутов производится только с одной стороны, чтобы избежать эффекта конденсатора. Техника безопасности УЧПУ соответствует [13].
8 Для защиты от внезапного прекращения подачи энергоносителя (электроэнергии, воздуха, масла) на станке предусмотрены автоматический отвод фрезерной головки с инструментом от заготовки и выключение главного привода. Для защиты от внезапного повторного появления энергоносителя применяется автоматическая защита, исключающая включение оборудования при повторном включении энергоносителя без вмешательства оператора. При внезапном прекращении подачи электроэнергии размыкается цепь включения системы. При внезапном повторном включении электроэнергии, система не включится, т.к. для включения необходима замкнутая цепь.
9 В цехе где находится станок естественное освещение осуществляется через световые проемы. Коэффициент естественной освещенности (КЕО) соответствует норме, регламентируемой [5]. Искусственное освещение - комбинированное. В светильниках общего освещения (типа ЛОУ) применяются лампы люминесцентные типа ЛБ (лампы белого цвета). Светильники размещаются в верхней зоне производственного помещения равномерно вдоль пролета над станками.
Для местного освещения используются светильники, установленные непосредственно на станках. Для освещения зоны резания и станка используется местное освещение 220 В 50 Гц. Согласно рекомендациям [4] освещённость рабочей поверхности в зоне обработки фрезерного станка с размером стола более 400x1600 мм, при обработке и наладке 1500Лк. Так как при обработке постоянного наблюдения за ходом обработки не требуется, допускается снижение освещённости в зоне резания.
Общее освещение цеха сочетается с устройством аварийного освещения. Так как цех относится к III категории помещений по аварийному освещению, т.е. при авариях или других вынужденных ситуациях работа в цехе может быть приостановлена, аварийное освещение для целей эвакуации предусмотрено над уровнем пола по линиям основных проходов не менее 0,3 Лк.
Естественное и искусственное освещение рабочего места соответствует требованиям [5].
10 Параметры общей и локальной вибрации регламентируются [10]. Вибрация соответствует норме, так как станок установлен на виброопоры резиновые ОВ-30-3-3 на 10 -- 15 мм от уровня пола. Трущиеся поверхности покрыты специальной пластмассой, сильно уменьшающей уровень вибрации. В следствии применения виброзащиты уровень шума станка составляет 80 дБА.
11 Важным средством профилактики вредного воздействия шума является соблюдение норм, установленных [11].
Допустимый уровень шума оборудования не более 80 дБ, достигнут снижением уровня шума от основных источников, а именно от электродвигателей главного движения, механизмов подач. Для снижения уровня шума большое внимание уделялось правильному подбору режимов резания, качественному изготовлению деталей и узлов, тщательной статической и динамической балансировке вращающихся деталей станка.
12 Для создания благоприятных условий работы выберем допустимые нормы параметров микроклимата в соответствии с [6]. Нормы приведены в таблице 1.
Категория работ по энергозатратам организма: оператор -- Наладчик -- физическая средней тяжести IIб -- работа связана с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг.) тяжестей. Наладчик -- физическая средней тяжести IIа -- работа связана с ходьбой и переноской небольших (до 1 кг.) тяжестей.
Для отопления производственного помещения предусматривается система воздушного отопления.
Таблица 1. - Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений
|
Период |
Категория работ |
Температура, єС |
Относительная влажность, % |
Скорость движения воздуха (не более), м/с |
|
|
Холодный и переходный |
Оператор Средняя II-б |
17…19 |
40…60 |
0,2 |
|
|
Тёплый |
20…22 |
40…60 |
0,4 |
||
|
Холодный и переходный |
Наладчик Средняя II-а |
18..20 |
40…60 |
0,2 |
|
|
Тёплый |
21…23 |
40…60 |
0,3 |
13 Осевшую на поверхность станка пыль удаляют со станка вместе со стружкой в ручную во время регламентированных технологических перерывов. Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата на проектируемом участке принимаем общеобменную вентиляцию. Общеобменную вентиляцию принимаем смешанного типа, т.е. аэрацию и механическую приточно - вытяжную вентиляцию.
14 Рабочее место оператора организовано в соответствии с требованиями [12] при работе стоя. Взаимное расположение элементов рабочего места соответствуют антропологическим, физиологическим и психологическим требованиям, а также характеру работы оператора (рисунок 1). Для проведения наладочных ремонтных работ на станке расположен пульт оператора, помещённый в корпус. Рабочее место оснащено тумбочкой для хранения комплекса инструмента и средств ухода за рабочим местом, которые находятся с левой стороны станка на расстоянии 40 см от него. С правой стороны станка находится тара для складывания отработанных деталей.
Рис. 1 - Пульт оператора
Пульт оператора состоит из пульта УЧПУ (рисунок 2) и станочного пульта (рисунок 3).
Рисунок 2 - Пульт УЧПУ
Рисунок 3 - Станочный пульт
Обозначение элементов управления станочного пульта:
А - кнопка аварийного отключения, нажатие которой осуществляется при наличии опасности обслуживающего персонала или повреждении станка или детали. Происходит управляемый останов всех приводов с максимально возможным торможением. Диаметр кнопки 50 мм, что соответствует требованиям [14].
Б - монтажные места для кнопок-индикаторов.
В - клавиша Reset.
Г - программное управление.
Д - режимы работы, функции станка.
Е - клавиши пользователя.
Ж - клавиши направления с наложением ускоренного хода.
З - управление шпинделем.
И - управление подачей.
И - кодовый переключатель (4 положения).
15 Эксплуатация станков требует от операторов навыков, внимательности и знаний. В связи с этим, к работе на станках допускаются лица, прошедшие специальную подготовку по его техническому обслуживанию.
16 Разработка мер для исключения опасности при отработке программы привязки. После разработки программы привязки, необходимо проверить её. В нашем случае использована методика, которая описана в документе [15]. Для этого необходимо запустить программу привязки вместе с тест-программой в режиме "Наладка", и проконтролировать правильность выполнения команд программы привязки в следующем порядке: поиск инструмента (датчика) > смена инструмента > включить датчик > перемещение заданной оси в точку измерения > сброс остатка пути > выключение датчика.
Также необходимо проверить блокировки предусмотренные в программе:
- срабатывание аварийных выключателей;
- ограждение закрыто;
- наличие инструмента (датчика) в шпинделе;
- контроль наезда датчика на препятствия при движении в точку измерения.
При срабатывании этих блокировок на пульт оператора выводится соответствующее сообщение и станок переходит в режим останова.
Покажем это на нашем примере.
Для проведения измерений нужно установить в шпиндель измерительный инструмент (датчик ОМР60). Для этого в кадре программы обработки задается номер инструмента, соответствующий датчику ОМР60, и подается технологическая функция М6. Программа логики по этой команде производит поиск заданного инструмента в магазине. Если данного инструмента в магазине нет, то на экран оператора выводится сообщение «инструмент не найден» и происходит останов программы. В случае нахождения инструмента поступает команда о его смене. Рука производит смену и на экране появляется новый номер инструмента. Для начала измерительного цикла из УЧПУ по команде М11 выдается сигнал «запуск измерения детали» на интерфейс датчика МI12. Через блок интерфейса MI12 и приемно-передающего устройства ОММ происходит включение датчика ОМР60 сигналом «старт1». После включения датчик передает сигнал на УЧПУ о своем состоянии. Если датчик неисправен, то на экран выдается сообщение о соответствующей неисправности, и формируется стоп цикла. В случае исправности датчика программа логики запускает цикл измерения. Цикл измерения состоит из двух этапов. На первом этапе производится быстрый подвод датчика в точку измерения. На этом этапе производится контроль наезда датчика на препятствия по сигналу касания. Если произошло срабатывание датчика, на экран выводится сообщение «наезд датчика на препятствие» и производится останов станка. После перемещения датчика в точку измерения по сигналу «заданная позиция достигнута» программа логики начинает второй этап - измерение. На данном этапе производится перемещение датчика на рабочей подаче в направлении измеряемой поверхности. Момент касания датчика измеряемой поверхности фиксируется программой логики по сигналу «проба» от датчика. По этому сигналу производится останов движения осей и выдается команда сброса остатка пути для того, чтобы при последующем включении движения осей не произошла отработка остатка пути, тем самым, исключая поломку датчика. Далее производится считывание координат точки останова, на основе которых производится вычисление действительных размеров детали. После этого производится отвод датчика от точки измерения. Программа логики информирует ЧПУ об окончании измерения. По команде М12 от ЧПУ программа логики выдает сигнал на отключение датчика.
Контроль разработанной программы привязки осуществляется тремя последовательными способами:
1) покадровый прогон программы привязки с контролем точности срабатывания исполнительных устройств и контрольной аппаратуры;
2) прогон всей программы привязки с отслеживанием последовательности выполнения действий;
3) контроль корректной работы программы привязки как подпрограммы в составе программы привязки станка (правильной связи с работой других исполнительных устройств станка).
3. Разработка мероприятий, обеспечивающих снижение вредного воздействия технологического процесса на природу
В данном пункте приведены мероприятия соответствующие рекомендациям [16, 17]
Регенерация отработавших масел и СОЖ
На первом этапе очистку проводят в гидросистеме или системе подачи СОЖ с помощью встроенных фильтров. Это резко сокращает количество масел к переработке.
На втором этапе, когда при эксплуатации масла и СОЖ утрачивают свои свойства, их направляют на регенерацию (т.е. на восстановление первоначальных свойств разными способами: термохимическим, гравитационная сепарация и отстаивание).
Эмульсии, не подлежащие регенерации, направляют на предочистку (маслоловушки, гидроциклоны и т.д.) с последующим их химическим разрушением, коагуляцией взвесей и очисткой (фильтрацией) сточных вод перед сбросом в общий сток предприятия. Следует проверить воду на рН.
Очистка сточных вод.
Одним из основных загрязнителей являются промышленные сточные воды предприятий, попадающие в естественные водоёмы, почву.
Основными загрязнителями при эксплуатации проектируемого оборудования являются СОЖ, машинные масла, промышленные пыли и туманы, содержащие мельчайшие металлические частицы и взвешенные частицы масел. Для уменьшения непроизвольного попадания СОЖ, стружки с СОЖ, брызг масла из зоны резания на станке применено ограждение кабинетного типа. Применение этого ограждения препятствует разлёты брызг, мелкой дисперсии и позволяет её собирать во время регламентных перерывов. После чего вредные составляющие можно отправить на очистку.
Очистка сточных вод от механических примесей в зависимости от их свойств, концентрации и фракционного состава на машиностроительных предприятиях осуществляется методами процеживания, отстаивания, отделения механических частиц в поле действия центробежных сил фильтрования.
Процеживание - первичная стадия обработки стоков. Оно предназначено для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей размером до 25 мм, а также более мелких волокнистых загрязнений, которые в процессе дальнейшей обработке стоков препятствуют нормальной работе очистного оборудования. Процеживание сточных вод осуществляется пропусканием их через решётки и волокно уловители.