POSODOBITEV KRMILJA NA STROJU ZA IZDELAVO JEDER PGM20

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


III


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: ___________________________


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.


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


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.


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 -


II


- 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)


- 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.


- 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)


- 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.


- 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


- 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);


- 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.


- 8 -

Sl. 2.4 krmilna omarica

ERROR: stackunderflow

OFFENDING COMMAND: ~

STACK:

Documents

POSODOBITEV KRMILJA NA STROJU ZA IZDELAVO JEDER PGM20