UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO,
RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO
Danijel Pepelnik
AVTOMATIZACIJA REVOLVERSKE GLAVE
STROJA CNC Z ASINHRONSKIM MOTORJEM
Diplomsko delo
Maribor, junij 2016
AVTOMATIZACIJA REVOLVERSKE GLAVE STROJA
CNC Z ASINHRONSKIM MOTORJEM
Diplomsko delo
Študent: Danijel Pepelnik
Študijski program: Visokošolski strokovni študijski program Elektrotehnika
Smer: Elektronika
Mentor: red. prof. dr. Zmago Brezočnik
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
iii
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju, prof. dr.
Zmagu Brezočniku, za ves trud in potrpežljivost ter
pomoč in vodenje pri opravljanju diplomske naloge.
Posebna zahvala gre moji družini, ki
mi je omogočila študij in mi ves čas stala ob strani.
Zahvala pa je namenjena tudi partnerki Moniki
za pomoč, spodbudo in potrpežljivost pri izdelavi
diplomskega dela.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
iv
Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z
asinhronskim motorjem Ključne besede: stroj CNC, revolverska glava, krmilnik NCU, vmesnik človek-stroj,
SIMATIC STEP 7.
UDK: 681.51.62-229.24(043.2)
Povzetek
Diplomska naloga predstavlja proces avtomatizacije revolverske glave za stroj CNC.
Avtomatizacija je izvedena v smislu izbire strojne opreme, konfiguriranja naprav in
programiranja krmilnika. Za pravilno delovanje stroja CNC z revolversko glavo smo
sprogramirali programirljiv logični krmilnik v standardnem programskem paketu SIMATIC
STEP 7. S programom HMI PRO CS smo konfigurirali izgled nadzorne plošče za lažjo
komunikacijo človek-stroj. Na koncu smo izvedli tudi zagon in uspešno testiranje delovanja
revolverske glave.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
v
Automation of CNC machine turret head with
asynchronous motor
Key words: CNC machine, turret head, NCU controller, human-machine interface,
SIMATIC STEP 7.
UDK: 681.51.62-229.24(043.2)
Abstract
The diploma wok describes the automation process of a turret head for a CNC machine.
Automation was carried out in terms of selecting the hardware, device configuration, and
controller programming. For the correct operation of a CNC machine with a turret head,
we wrote software for the programmable logical controller in the SIMATIC STEP 7 standard
software package. By using the HMI PRO program, we configured the appearance of a
control panel to facilitate human-machine communication. In the end, we carried out a
commissioning and a successful test of the turret head operation.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
vi
KAZALO
1 UVOD ........................................................................................................................................ 1
1.1 Cilji, namen in teze diplomskega dela................................................................................ 1
1.2 Predstavitev vsebine po poglavjih ...................................................................................... 1
2 OPIS REVOLVERSKE GLAVE STROJA CNC ................................................................. 3
2.1 Značilnosti revolverske glave ............................................................................................. 4
3 SINUMERIK 840D SL (SOLITION LINE) .......................................................................... 5
3.1 Stroj CNC in program CNC ............................................................................................... 5
3.2 Opis krmilnika SINUMERIK 840D sl ............................................................................... 5
3.3 Zgradba krmilnika NCU ................................................................................................... 10
3.3.1 Priključki DRIVE-CLiQ .......................................................................................... 12
3.3.2 Vmesnik PROFIBUS ............................................................................................... 13
3.3.3 Preklopnik in reset tipka na krmilniku ..................................................................... 15
3.3.4 Pomnilniška kartica CF ............................................................................................ 17
3.3.5 Vmesnik USB in merilne vtičnice ............................................................................ 18
3.3.6 Baterija in ventilator ................................................................................................. 19
3.4 Vmesnik NX ..................................................................................................................... 20
3.5 Napajalni modul ............................................................................................................... 22
3.6 Regulator .......................................................................................................................... 23
3.7 Vezalna shema v Eplanu in opis komponent .................................................................... 23
4 NADZORNA PLOŠČA .......................................................................................................... 27
4.1 Panel PCU 50 ................................................................................................................... 28
4.2 Tipkovnica ........................................................................................................................ 30
4.3 Dodatne tipke ................................................................................................................... 33
4.4 Programska oprema za vmesnik človek-stroj ................................................................... 34
4.5 Izdelava programa za vmesnik človek-stroj ..................................................................... 35
5 PROGRAMSKA OPREMA SIMATIC ............................................................................... 40
5.1 Izvedba programa za revolversko glavo ........................................................................... 41
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
vii
6 ZAGON MOTORJA IN ZAGON REVOLVERJA ............................................................ 48
6.1 Zagon motorja .................................................................................................................. 48
6.2 Zagon revolverja .............................................................................................................. 48
7 SKLEP ..................................................................................................................................... 50
LITERATURA ............................................................................................................................... 52
PRILOGA…………………………………………………………………...……………………..54
A.1 Podatki o študentu………………………………………………………………………….54
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
viii
KAZALO SLIK
Slika 2.1: Zgradba revolverske glave ................................................................................ 3
Slika 2.2: Različne možnosti vgradnje revolverske glave ...................................................... 4
Slika 3.1: Komponente, ki so lahko priključene na NCU ....................................................... 9
Slika 3.2: Zgradba krmilnika NCU 730.2 ........................................................................ 11
Slika 3.3: Prikaz priklopa komponent s povezavami DRIVE-CliQ ........................................ 13
Slika 3.4: Prikaz konektorja PROFIBUS ......................................................................... 14
Slika 3.5: Preklopnik S3 in S4 ter reset tipka .................................................................... 15
Slika 3.6: Prikaz LED diod na krmilniku NCU ................................................................. 16
Slika 3.7: Reža za pomnilniško kartico in sama kartica ....................................................... 18
Slika 3.8: Vmesnik USB in merilne vtičnice .................................................................... 18
Slika 3.9: Ventilator in baterija za krmilnik NCU .............................................................. 19
Slika 3.10: Vmesnik NX .............................................................................................. 20
Slika 3.11: Povezava med krmilnikom NCU in vmesnikom NX ........................................... 21
Slika 3.12: Napajalni modul ......................................................................................... 22
Slika 3.13: Regulator .................................................................................................. 23
Slika 3.14: Vezalna shema elektromotorja in regulatorja ..................................................... 24
Slika 3.15: Otok z vhodnimi signali ............................................................................... 25
Slika 3.16: Otok z izhodnimi signali ............................................................................... 25
Slika 3.17: Vezava z vhodnimi in izhodnimi karticami ....................................................... 26
Slika 4.1: Nadzorna plošča ........................................................................................... 27
Slika 4.2: Panel PCU 50 .............................................................................................. 28
Slika 4.3: Tipkovnica .................................................................................................. 30
Slika 4.4: Izbira verzije in imena projekta HMI ................................................................. 36
Slika 4.5: Glavni meni za izdelavo projekta HMI .............................................................. 37
Slika 4.6: Meni za Revolver v projektu HMI .................................................................... 38
Slika 5.1: Strojna konfiguracija stroja CNC z revolversko glavo ........................................... 41
Slika 5.2: Blok FC za krmiljenje revolverske glave ............................................................ 43
Slika 5.3: Diagram poteka preklopa med dvema vretenskima glavama ................................... 45
Slika 5.4: Notranja zgradba revolverja ............................................................................ 46
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
ix
KAZALO TABEL
Tabela 3.1: Tehnični podatki konektorja PROFIBUS ...................................................................... 14
Tabela 3.2: Preklopnik S3 (stikalo NC) ........................................................................................... 15
Tabela 3.3: Preklopnik S4 (stikalo PLC) ......................................................................................... 15
Tabela 3.4: Opis pomena posameznih diod na krmilniku NCU ....................................................... 17
Tabela 3.5: Povezave in naslovi med krmilnikom NCU in vmesnikom NX ................................... 22
Tabela 3.6: Tehnični podatki motorja .............................................................................................. 24
Tabela 4.1: Opis funkcijskih tipk panela .......................................................................................... 29
Tabela 5.1: Prikaz pozicij za določeno vreteno ................................................................................ 46
Tabela 5.2: Prikaz določenih funkcij M za aktiviranje vretenske glave ........................................... 47
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
x
SEZNAM UPORABLJENIH KRATIC
NC – numerično krmiljenje (ang. Numerical Control)
CNC – računalniško numerično krmiljenje (ang. Computer Numerical Control)
CPU – centralna procesna enota (ang. Central Processing Unit)
MMS – minimalna količina mazanja-olje (nem. Minimum Menge Schmierung)
PLK – programirljiv logični krmilnik (ang. Programmable Logic Controller)
PG – programirna naprava (nem. Programiergerät)
MPI – večtočkovni vmesnik (ang. Multi Point Interface)
OB – organizacijski blok (ang. Organization Block)
FB – funkcijski blok (ang. Function Block)
FC – funkcije (ang. Function)
SFC – sistemska funkcija (ang. System Function)
SFB – sistemski funkcijski blok (ang. System Function Block)
DB – podatkovni blok (ang. Data Block)
OP – nadzorna plošča (ang. Operation Panel)
HMI – vmesnik človek-stroj (ang. Human-Machine Interface)
PC/PC – programirna naprava/osebni računalnik (nem. Programmierung Gerat/ Personal
Computer)
DP – decentralizirana periferija (ang. Decentralized Peripherals)
USB – univerzalno serijsko vodilo (ang. Universal serial bus)
LED – svetleča dioda (ang. LED)
JOG – oddaljeno ročno upravljanje (ang. Remote Jog Handle)
AUTO – avtomatično (ang. Automatic)
PROFIBUS – procesno vodilo (ang. Process field bus)
PROFINET – procesno omrežje (ang. Process field network)
STEP – enostavno programiranje krmilij (nem. STeuerung Einfach Programmieren)
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
1
1 UVOD
Dandanes je na tržišču izdelovalcev strojev zelo velika konkurenca. Za izdelavo določenega
tipa stroja je potrebno izpolniti zelo veliko normativov, kot so na primer hitrost obdelave
izdelkov, stabilnost stroja, lahko in dostopno odpravljanje napak stroja in tako dalje.
Navsezadnje in zelo pomembno pa je tudi upoštevanje želja kupca.
1.1 Cilji, namen in teze diplomskega dela
Namen diplomskega dela je proučiti, kako avtomatizirati del stroja, ki se uporablja na primer
v avtomobilski industriji ali kakšni drugi industrijski panogi. Obseg dela zajema samo
zasnovo ideje, načrtovanje in vezavo močnostnega dela krmilja, pa vse do izvedbe in zagona
programskega dela. Tako bomo v diplomskem delu predstavili avtomatizacijo revolverske
glave z asinhronskim motorjem v stroju CNC. Revolverska glava oziroma revolverska
stružnica se uporablja predvsem za obdelavo takšnih obdelovancev, pri katerih je potrebno
delati z različnimi orodji, kot so stružni noži, svedri, grezila, povrtala in pri čemer se morajo
ta orodja zvrstiti v določenem zaporedju.
Z uporabo revolverske glave predpostavljamo, da se bo zmanjšal čas menjave orodja, lažja
bo dostopnost menjave orodja, manjši bo zavzet prostor v samem stroju in povečala se bo
stabilnost samega procesa pri izdelavi kosov.
1.2 Predstavitev vsebine po poglavjih
V drugem poglavju predstavimo revolversko glavo stroja CNC in njene glavne značilnosti.
Nato v tretjem poglavju sledi opis zgradbe krmilnika 840D Solution Line, ki smo ga
uporabili pri samem zagonu revolverske glave. Predstavimo njegovo zgradbo, povezljivost
z drugimi komponentami in njegove karakteristike. Opišemo vezalno shemo, ki smo jo
narisali v EPLANU, elektromotor in drugo periferijo, ki smo jo uporabili na projektu. V
četrtem poglavju se osredotočimo na vmesnik človek-stroj, to je krmilni pult. Predstavimo
panel OP012 in nadzorno ploščo MCP483C, opišemo programski paket HMI in kako
naredimo sliko v HMI-ju ter kako vnesemo določene spremenljivke. V petem poglavju
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
2
opišemo program STEP7 in zgradbo programa za zagon revolverja. V šestem poglavju
prikažemo zagon motorja in zagon revolverske glave. V sedmem poglavju sledi sklep
diplomske naloge.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
3
2 OPIS REVOLVERSKE GLAVE STROJA CNC
Revolverska glava (revolver) je sestavljena iz več vretenskih glav. Poznamo revolverske
glave s štirimi, šestimi in vse do osmimi vretenskimi glavami. Vretenske glave se vrtijo s
pomočjo pogonske gredi, ki je vodena z elektromotorjem. V enem trenutku se lahko vrti
največ ena vretenska glava in sicer tista, ki je v danem trenutku v delovnem položaju, vse
druge pa so mehansko zaklenjene, tako da se ne morejo premakniti.
Vretenske glave so pritrjene na glavno rotacijsko glavo, ki se vrti okrog obračalne osi
revolverja in nam s tem omogoča, da lahko izbiramo, katera vretenska glava naj bo aktivna
oziroma nam premakne vretensko glavo v delovni položaj. Celotni revolver je pritrjen na
ohišje revolverja. Na sliki 2.1 je prikazana zgradba revolverske glave.
Slika 2.1: Zgradba revolverske glave
Obračalna os revolverja Vretenske
glave Rotacijska glava
revolverja
Ohišje
revolverja
Pogonska
gred
Dovod
hladilne
mazilne snovi
Pogonska
gred Vretenska glava v
delovnem položaju
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
4
2.1 Značilnosti revolverske glave
V strojni industriji lahko opazimo, da se čedalje bolj izrablja uporabnost revolverskih glav.
Uporabljamo jih lahko tako na obdelovalnih strojih, na raznih transfernih linijah kot tudi na
strojih z vrtljivo mizo. Z njimi lahko dosežemo zelo velike obdelovalne hitrosti orodja. Tudi
do 15000 obratov na minuto in še več. Imajo zelo kratek čas menjave položaja med enim in
drugim orodjem. Zelo velika prednost je, da se za samo krmiljenje orodja in menjavo med
orodji uporablja samo en elektromotor. Preklop med krmiljenjem motorja z orodjem ali med
menjavo orodja pa izvedemo s hidravličnim cilindrom. Zelo majhna je izguba moči, ker med
samim delovanje vrtimo samo eno orodje. To je tisto orodje, ki je takrat v delovnem
položaju. Vretenske glave so zaščitene pred vdorom raznih hladilnih tekočin ali opilkov.
Zaščitene so z uporabo labirint tesnil in z izpihovalnim zrakom. Hladilna maziva lahko
dovajamo na dva načina: zunanjega ali notranjega skozi vretensko glavo in nato skozi orodje.
Hladilno mazivo je lahko MMS (minimalna količina mazanja – olje) ali razne emulzije,
katerih tlak je lahko tudi do 10 barov. Zelo velika prednost pri revolverjih pa je tudi ta, da
lahko z njimi obdelujemo v vseh možnih smereh. Tako je možna vgradnja v vseh možnih
smereh. Na sliki 2.2 je prikaz, v kateri različnih smereh lahko vgradimo revolverske glave
[1].
Slika 2.2: Različne možnosti vgradnje revolverske glave
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
5
3 SINUMERIK 840D SL (SOLITION LINE)
3.1 Stroj CNC in program CNC
Prvi stroji NC (Numerical Control) so nastali v začetku petdesetih let v Združenih državah
Amerike, zaradi potreb vojaške industrije, ki je potrebovala orodje za izdelavo vse
zahtevnejših letal in letalskih pogonov. Bili so stroji s krmiljem, imeli so svoj pomnilnik, ki
pa je bil omejen in vanj ni bilo mogoče vnašati daljših programov. Programiranje je bilo
enostavnejše, saj so to bili prvi zametki programsko vodenih strojev. Shranjevanje večjih
količin programov ni bilo možno, prav tako pa je bilo potrebno sprotno brisanje pomnilnika.
S pojavom miniračunalnikov in predvsem mikroračunalnikov so ti stroji prerasli v precej
naprednejše stroje CNC (Computer Numerical Control). Vgrajen računalnik je olajšal
upravljanje stroja, omogočil izvajanje zahtevnejših računskih operacij (interpolacije višjega
reda), izboljšal pomnilniške kapacitete krmilja, predvsem pa omogočil povezovanje
krmilij/strojev v industrijska računalniška omrežja.
Prednosti numerično krmiljenih strojev so:
- nespremenljiva kakovost obdelave,
- manjši stroški izmeta in nadzora,
- krajši obdelovalni časi,
- možnost nadgradnje v smislu večje avtomatizacije,
- izdelava zahtevnih, sestavljenih oblik,
- velika stopnja prilagodljivosti,
- velika ponovljivost,
- možnost arhiviranja in ponovne uporabe NC programov.
Stroj CNC
Klasični stroj opravlja eno samo delovno operacijo, potrebno ga je sproti nastavljati in
nadzirati, med stroji za različne delovne operacije pa moramo imeti medfazno skladišče.
Prednosti obdelave z večstopenjskimi stroji CNC:
- večino delovnih operacij opravimo z enim vpenjanjem na enem stroju,
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
6
- od 6 do 10-krat večja storilnost kot pri konvencionalni obdelavi,
- za nadzor nad strojem je potreben le en delavec,
- kvaliteta obdelave in natančnost dimenzij sta neodvisni od razpoloženja delavca,
- servis kompletnega stroja opravlja ena oseba,
- obdelovancev med posameznimi fazami obdelave ni potrebno skladiščiti,
- izredno kratki pripravni časi,
- enostavna in hitra priprava tehnoloških parametrov,
- prilagajanje tehnoloških parametrov med delovnimi operacijami,
- visoka stopnja varnosti pri delu,
- možnost obdelave več različnih obdelovancev na isti delovni mizi z enim vpetjem,
- ponovljivost delovnih operacij tudi po daljšem časovnem obdobju z enako
natančnostjo,
- prihranek delovnega prostora zaradi zamenjave večjega števila klasičnih strojev z
enim samim.
Program CNC
Je zaporedje programskih ukazov. Ti programski ukazi določajo točno določen postopek za
izdelavo nekega izdelka. Ukaze lahko v grobem razdelimo na:
- geometrijske,
- tehnološke,
- orodne.
Geometrijske in tehnološke podatke vnesemo v krmilje v obliki programa NC, orodne
podatke pa vnašamo ročno ali pa s posebnimi programi.
Geometrijski podatki so podatki o:
- ključnih položajnih točkah orodja,
- poteh med njimi in
- smeri gibanja na teh poteh.
Podani so v obliki vektorjev v kartezičnem koordinatnem sistemu.
Tehnološki podatki pa opredeljujejo:
- način gibanja na poteh, ki jih določajo geometrijski podatki,
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
7
- odrezovalne parametre na teh poteh,
- vrsto pomožnih funkcij, ki jih mora opraviti stroj med gibanjem.
Orodni podatki so podatki o dejanski obliki orodij t.j. o njihovi dolžini in natančnem
premeru, ko gre za rezkalna orodja oziroma o koordinatah konice orodja pri stružnih nožih.
Zelo pomemben je tudi podatek o položaju [2].
3.2 Opis krmilnika SINUMERIK 840D sl
SINUMERIK 840D sl je digitalno dovršen sistem, integriran v pogonski sistem SINAMICS
S120 in dopolnjen s sistemom za avtomatizacijo SIMATIC S7-300, ki je ustrezen za srednje
in velike programske razpone moči. Tako je omogočeno krmiljenje stroja tudi samo s PLK-
jem.
Tvori osnovo za modularen in enoten krmilni sistem in z le nekaj usklajenimi moduli lahko
zajamemo celoten spekter obdelave. Krmilnik zmore tako obsežne kot tudi enostavne
obdelave. Obsežne lahko zajamejo do največ 10 obdelovalnih kanalov (procesov) in največ
31 osi, medtem ko so lahko enostavne obdelave pozicioniranje samo ene osi v enem kanalu
[3].
V osnovi poznamo tri verzije krmilnika SINUMERIK solution line.
SINUMERIK 840D SL SINAMICS je izpeljanka iz SINUMERIK-a 840D POWERLINE.
Njegove značilnosti so naslednje:
- modularne in razširljive komponente,
- maksimalno 31 osi ali vreten, 10 kanalov,
- uporablja se za vse tehnologije.
SINUMERIK 840Di SL SINAMICS je izpeljanka iz SINUMERIK-a 840Di POWERLINE.
Njegove značilnosti so naslednje:
- je integriran v PC,
- omogoča maksimalno 20 osi ali vreten, 10 kanalov.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
8
SINUMERIK 802D sl je izpeljanka iz SINUMERIK-a 802D POWERLINE.
Njegove značilnosti so naslednje:
- maksimalno štiri osi, eno vreteno in en kanal ali dve osi, dve vreteni in en kanal,
- različne variante rezkanja in struženja.
Glavne značilnosti krmilnika SINUMERIK 840D sl so naslednje:
- maksimalna zmogljivost in fleksibilnost, predvsem za kompleksne večosne sisteme,
- optimalna integracija v omrežja,
- enotna struktura delovanja, programiranja in vizualizacije,
- integriran varnostni sistem za operaterje kot tudi za stroj (SINUMERIK Safety
Integrated),
- za programiranje za proizvodni sektor se lahko uporabi operacijska in programska
oprema kot so ShopMill ali ShopTurn, Motion Control Information System
Products (MCIS-Products).
V numerično krmilno enoto NCU (Numerical Control Unit) je za lažje programiranje in
vizualizacijo vgrajena ustrezna programska oprema človek-stroj (HMI). Če pa bi radi
nadgradili programsko opremo in dosegli večjo učinkovitost, se uporabi SINUMERIK PCU
50.3 – industrijski PC. Pri tem lahko na sam krmilnik NCU ali PCU 50.3 priključimo do
največ štiri nadzorne plošče in z uporabo povezave TCU (ThinClientUnit) lahko nadzorno
ploščo postavimo največ do 100 m stran od krmilnika. Slika 3.1 nam tako prikazuje, katere
komponente lahko vse priključimo na krmilnik NCU.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
9
Slika 3.1: Komponente, ki so lahko priključene na NCU
Na krmilno enoto NCU se lahko priključijo naslednje komponente:
- krmilni pult SINUMERIK s TCU ali PCU 50.3 in tipkovnica,
- nadzorna plošča SIMATIC CE,
- razne ročne enote (pomožni pulti HT8, HT6, BHG),
- SIMATIC S7-300 vhodno/izhodne enote,
- razdeljene PLC vhodno/izhodne enote z uporabo povezave PROFIBUS ali
vhodno/izhodne enote PROFINET (velja samo za NCU 720.2 PN in NCU 730.2 PN),
- razne programirne naprave,
- pogonski sistem SINAMICS S120,
- različne motorje
sinhroni motorji 1 FT / 1FK / 1FN / 1FW6 / 1FE1 / 2SP1,
asinhroni motorji 1PH / 1PM.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
10
3.3 Zgradba krmilnika NCU
Središče krmilnika 840D sl predstavlja numerična krmilna enota. Ker smo v našem primeru
uporabili krmilnik NCU 730.2, opišemo zgradbo tega krmilnika.
Krmilnik NCU je sestavljen iz strojnega in programskega dela. Programskih del je sestavljen
iz raznih kontrol, komunikacijskih nalog in komponent NCK, HMI in PLC.
Strojno opremo krmilnika sestavljajo naslednje komponente:
- X100 - X103 DRIVE CLiQ (pri NCU710), ali
- X100 - X105 (pri NCU720/730),
- X122 osem digitalnih vhodov/osem digitalnih izhodov,
- X132 štirje digitalni vhodi + štirje digitalni vhodi/izhodi,
- X124 napajanje 24 V,
- X120 3 ETERNET povezave za OP (nadzorna plošča) z PCU/TCU,
- X130 za mrežno povezavo podjetja,
- X127 ETERNET servisni priključek,
- X126 dva priključka PROFIBUS DP1,
- X136 DP2/MPI,
- X125, X135 USB-vmesnik za priključitev tipkovnice ali miške pri uporabi TCU-ja,
- X131-X134 tri analogne merilne vtičnice,
- X109 kartica CF,
- X190 baterija in ventilator.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
11
Na sliki 3.2 je prikaz zgradbe krmilnika NCU 730.2.
Slika 3.2: Zgradba krmilnika NCU 730.2
Na samem krmilniku najdemo tudi:
- stikalo S3 (SIM/NCK) za upravljanje z NC-jem,
- stikalo S4 (PLC) za upravljanje s PLK-jem,
- reset tipko,
- LED-prikazovalnik (RDY, RUN, STOP, SU/PF, SF, DP1, DP2, OPT),
- 7-segmentni prikazovalnik.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
12
3.3.1 Priključki DRIVE-CLiQ
Priključki DRIVE-CliQ samodejno zaznavajo komponente. Napajanje na DRIVE-CLiQ
vmesniku je 24 V/450 mA in so predvideni za priključitev dajalnikov in merilnih sistemov.
Pri samem povezovanju moramo upoštevat nekatera pravila.
Pravila za povezovanje DRIVE-CliQ:
- Komponent ne smemo povezati v krogu, ampak v tako imenovano vrstico.
- Vrstica se vedno začne na krmilni enoti (NCU-ju) in lahko ima največ osem vozlišč.
- Prva povezava gre vedno na napajalni modul, nato pa na regulatorje. Tako lahko
imamo največ šest regulatorjev, ki so namenjeni za en motor. Če pa imamo regulator
za dva motorja, se to šteje kot dve vozlišči.
- Na krmilno enoto so lahko priklopljeni največ trije neposredni merilni sistemi (na
primer merilne letve).
- Na vhode komponent je lahko pripeljana samo ena povezava in ne več.
Pravila za povezovanje vtičnic DRIVE-CliQ:
- na krmilni enoti mora biti vtičnica X100 povezana na priključek X200 napajalnika,
ki je za njim;
- povezave DRIVE-CliQ med motorskimi regulatorji se morajo začeti na priključku
X201 in končati na priključku X200 naslednjega regulatorja;
- močnostni del motorja in motorski dajalnik pozicije morata biti povezana iz
motorskega regulatorja. Pri tem pa mora biti motorski dajalnik pozicije priklopljen
bodisi na priključek X202 ali X203 pri dvojnem motorskem regulatorju.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
13
Na sliki 3.3 je prikaz priklopa komponent s povezavami DRIVE-CliQ.
Slika 3.3: Prikaz priklopa komponent s povezavami DRIVE-CliQ
S povezavami DRIVE-CLiQ lahko povežemo različne komponente. Pri tem si lahko
pomagamo z različnimi moduli, kot so SMI, SME in SMC. Z moduli SMI so zagoni
motorjev hitrejši in enostavnejši. Z njimi lahko avtomatsko prepoznamo Siemensove
motorje in dajalnike pozicij. Shranjujemo lahko različne podatke v dajalnik pozicije motorja,
kot tudi tehnične in logistične podatke. Z moduli SME in SMC pa lahko pri neposrednih
merilnih sistemih pretvorimo signal na povezavo DRIVE-CLiQ. Z njihovo uporabo lahko
tako uporabimo dajalnike in motorje tudi drugih proizvajalcev. Za parametriranje uporabimo
poseben meni.
3.3.2 Vmesnik PROFIBUS
Vmesnik PROFIBUS se nahaja na priključkih X126 in X136.
Lastnosti vmesnika PROFIBUS:
- izoliran vmesnik RS 485,
- maksimalna hitrost prenosa podatkov 12 Mbit/s,
- podpira gospodar/suženj delovanje,
- naslov PROFIBUS je nastavljen s konfiguracijo,
- priključek X136 lahko uporabimo tudi kot priključek MPI.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
14
V tabeli 3.1 so prikazani tehnični podatki konektorja PROFIBUS.
Tabela 3.1: Tehnični podatki konektorja PROFIBUS
Priključek Ime signala Tip signala Pomen
1 Nc - -
2 M Napetostni izhod Masa za P24_SERV
3 2RS_DP Dvosmerna
komunikacija
RS-485_Razlika signala
4 2RTS_DP Izhod Zahteva za pošiljanje
5 1M Napetostni izhod Masa za 1P5
6 1P5 Napetostni izhod 5V napajanje za vodilo
7 P24_SERV Napetostni izhod 24V napajanje za Teleservis 150mA
maksimalno
8 2XRA_DP Dvosmerna RS-485_Razlika signala
9 Nc - -
Na priključek PROFIBUS DP se lahko priključijo naprave, kot so:
- programirna enota PG,
- krmilniki S7 z vmesnikom PROFIBUS DP,
- različne vhodno/izhodne enote,
- razne pogonske enote z vmesnikom PROFIBUS-DP.
Na sliki 3.4 je prikaz konektorja PROFIBUS.
Slika 3.4: Prikaz konektorja PROFIBUS
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
15
3.3.3 Preklopnik in reset tipka na krmilniku
Zraven konektorjev je NCU opremljen še z dvema stolpcema LED diod, sedem–segmentnim
LED prikazovalnikom in izbirnima preklopnikoma S3 in S4. S stikalom S3 krmilimo
krmilnik NCK, s stikalom S4 pa krmilnik PLC. Sedemsegmentni prikazovalnik diagnosticira
stanje celotne naprave. Slika 3.5 nam prikazuje preklopnika S3 in S4 ter reset tipko na
krmilniku.
Slika 3.5: Preklopnik S3 in S4 ter reset tipka
V tabeli 3.2 in 3.3 so prikazani položaji preklopnikov S3 in S4 ter njihov pomen.
Tabela 3.2: Preklopnik S3 (stikalo NC)
Položaj stikala Pomen položaja stikala
0 Normalo delovanje
1 Izbris podatkov NCK
7 NCK se pri naslednjem zagonu ne bo startal
8 Prikaz IP naslova za priključek X130
Tabela 3.3: Preklopnik S4 (stikalo PLC) Položaj stikala Pomen položaja stikala
0 PLC-normalno delovanje-P
1 PLC-normalno delovanje
2 PLC-STOP
3 MRES (izbris PLC podatkov)
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
16
Tipka reset se nahaja za pokrivno ploščo.
S tipko reset resetiramo celotni sistem (Linux, HMI embeded, NCK, PLC, pogone) in tako
je potreben ponovni zagon sistema. To je primerljivo z izklopom celotne naprave, vendar v
primeru reseta nam ni potrebno izklopiti napajanja 24 V. Na sliki 3.6 je prikaz LED diod na
krmilniku NCU, katere nam prikazujejo stanje krmilnika NCU in napak na njem. Tabela 3.4
nam prikazuje pomen posameznih diod.
Slika 3.6: Prikaz LED diod na krmilniku NCU
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
17
Tabela 3.4: Opis pomena posameznih diod na krmilniku NCU
Ime Funkcija Stanje Opis
RDY Pripravljenost Rdeča Prisotna je najmanj ena napaka
Rdeča/Rumena utripa
(0,5 Hz)
Napaka pri dostopu do spominske
kartice CF
Rumena Dostop do spominske kartice CF
RUN Delovanje
PLC-ja
Izklopljena
Zelena PLC v pripravljenosti
STOP Stop PLC-ja
Rumena PLC v stanju stop
SU/PF PLC zagon Izklopljena
Rdeča Aktiviranje zagona
SF PLC SF Izklopljena
Rdeča Sistemska napaka PLC-ja
DP1 BUS1 F Izklopljena
Rdeča Sistemska napaka PROFIBUSA
DP1
DP2 BUS2 F Izklopljena
Rdeča Sistemska napaka PROFIBUSA
DP2
OPT Različne
opcije
Izklopljena Na napravi ni ničesar priključeno
Rdeča Na napravi je prisotna najmanj ena
napaka
Zelena Naprava v pripravljenost
3.3.4 Pomnilniška kartica CF
Kartica CF se nahaja na vtičnici X109. Je obvezna za delovanje krmilnika NCU. Na njej so
shranjeni osnovni programi za SINUMERIK ter tovarniške nastavitve za SINAMICS.
Poleg tega na pomnilniški kartici najdemo še:
- uporabniške podatke (programi, konfiguracijski podatki, parametri),
- informacije o verziji (serijska številka, verzija, tip naprave),
- licenčni ključi za vse komponente.
Pri zamenjavi kartice CF na neki drugi krmilnik NCU nam tako ni potrebno prenašati licenc,
ker se le-te prenesejo s samo kartico. Na sliki 3.7 je prikazana reža za pomnilniško kartico
in sama kartica.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
18
Slika 3.7: Reža za pomnilniško kartico in sama kartica
3.3.5 Vmesnik USB in merilne vtičnice
Vmesnik USB in merilne vtičnice se nahajajo na priključku X125 in X135. To nam prikazuje
slika 3.8. Ti dve vtičnici sta tipa A in sta obremenjeni z 0,5 ampera toka po kanalu.
Merilne vtičnice so namenjene za izdajo analognih signalov. Na vsaki merilni vtičnici
nadzorne enote lahko dobimo poljubno velik izhodni signal. Maksimalno območje
izhodnega merilnega signala je lahko od nič do 5 V. Merilne vtičnice se morajo parametrirati
pred uporabo, saj niso dobavljene s standardnimi nastavitvami.
Slika 3.8: Vmesnik USB in merilne vtičnice
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
19
3.3.6 Baterija in ventilator
Baterijo in ventilator v samem krmilniku NCU uporabljamo za hlajenje le-tega. Krmilnik
preverja stanje temperature na napravi in stanje ventilatorja. Kadar temperatura naprave
preseže 40 stopinj Celzija, se ventilator vklopi samodejno, če pa pride do napake na samem
ventilatorju, lahko to vidimo iz diagnoze naprave. V primeru previsoke temperature ali
napake na ventilatorju se nam na krmilniku NCU prižge rdeča lučka (SF LED). Na sliki 3.9
je prikazan ventilator z baterijo.
Slika 3.9: Ventilator in baterija za krmilnik NCU
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
20
3.4 Vmesnik NX
NX uporabljamo za razširitev števila osi na stroju CNC. Poznamo dve vrsti vmesnikov NX,
in sicer NX10 in NX15. Razlika med njima je v številu NC osi, ki jih lahko priključimo na
njiju. Na NX10 lahko povežemo največ tri NC osi, na NX15 pa maksimalno šest osi [4, 5].
Na sliki 3.10 je prikazan vmesnik NX.
Slika 3.10: Vmesnik NX
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
21
Značilnosti vmesnika NX so naslednje:
- štirje priključki DRIVE-CliQ (X100-X103),
- 4+4 digitalni vhodi/izhodi (X122),
- napajanje NX-a (X124).
Na NCU lahko NX10/NX15 povežemo prek priključka DRIVE-CLiQ. Pri povezavi moramo
upoštevati naslednje zadeve:
- Dovoljena je samo ena topologija med NCU-jem in NX-om. To pomeni, da je lahko
samo en NX10/NX15 priključen prek enega priključka DRIVE-CLiQ na NCU (slika
3.11).
- Priključki DRIVE-CLiQ, ki niso povezani z NX10/NX15, lahko povežemo z drugimi
komponentami.
- NX10/NX15, ki je povezan in s programiran na točno določen priključek DRIVE-
CLiQ na krmilniku NCU, ne smemo priključiti na kateri drugi priključek DRIVE-
CLiQ. Vsak NX ima namreč že vnaprej integriran naslov, prek katerega je določeno,
na katerem priključku DRIVE-CLiQ mora biti priključen. Tabela 3.5 prikazuje,
kateri priključek DRIVE-CLiQ je povezan na kateri naslov vmesnika NX.
Slika 3.11: Povezava med krmilnikom NCU in vmesnikom NX
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
22
Tabela 3.5: Povezave in naslovi med krmilnikom NCU in vmesnikom NX
Priključek DRIVE-CLiQ krmilnika NCU Naslov od NX-a
X105 15
X104 14
X103 13
X102 12
X101 11
X100 10
3.5 Napajalni modul
Napajalni modul je namenjen temu, da z napetostjo oskrbuje krmilnik NCU in regulatorje
za motorje. Z njim generiramo enosmerno napetost (tako imenovali DC link), katero nato
regulatorji razsmerijo na motorje. Odvaja pa tudi presežek enosmerne napetosti, ki se pojavi
v generatorskem načinu dela motorja. Na sliki 3.12 je prikazan napajalni modul.
Slika 3.12: Napajalni modul
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
23
3.6 Regulator
Regulator uporabljamo za regulacijo hitrosti motorjev. Ima štiri priključke DRIVE-CLiQ,
prek katerih je povezan s krmilnikom in z merilnim sistemom motorja. Regulator izberemo
glede na moč motorja. Ločimo enoosne in dvoosne regulatorje. Na sliki 3.13 je prikazan
regulator.
Slika 3.13: Regulator
3.7 Vezalna shema v Eplanu in opis komponent
Pri izdelavi projekta smo uporabili Siemensov regulator 6SL3120-1TE24-5AA3 in
Siemensov elektromotor tipa 1PH8105-1SG23-3LA1. Na sam regulator je pripeljana
enosmerna napetost 24 V za napajanje samega krmilja regulatorja. Močnostni del
elektromotorja pa smo povezali neposredno na regulator, brez kakršnihkoli vmesnikov.
Merilni sistem motorja je povezan s kablom DRIVE-CLiQ na priključek X202, ki je na
regulatorju. Prek te povezave se prenašajo vsi podatki za optimalno krmiljenje
elektromotorja. Na priključek X200 pride povezava iz regulatorja, ki se nahaja pred
regulatorjem za krmiljenje našega motorja, na priključek X201 pa je povezan regulator, ki
se nahaja za našim regulatorjem [6]. Na sliki 3.14 je prikaz vezave med regulatorjem in
motorjem.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
24
Slika 3.14: Vezalna shema elektromotorja in regulatorja
Pri vezavi je potrebno poznati tudi tehnične podatke motorja. Ti so prikazani v tabeli 3.6.
Tabela 3.6: Tehnični podatki motorja
Tehnični podatki Oznaka in enota Vrednost
Obrati n (vrt/min) 12000
Nazivna napetost U (V) 400
Nazivni tok I (A) 80
Moč P (kW) 15
Frekvenca f (Hz) 50
Za preklapljanje revolverja med posameznimi vretenskimi glavami je potrebna električna
vezava vhodnih in izhodnih signalov. Otok z vhodnimi signali je tipa 6ES7 141-4BF00-
0AA0 in je prikazan na sliki 3.15, otok z izhodnimi signali pa je tipa 6ES7 142-4BF00-0AA0
in je prikazan na sliki 3.16. Otoki so nato prek povezave PROFIBUS povezani na krmilnik
NCU. Senzorji, ki nam javijo položaj revolverja, so navadni induktivni senzorji. Za
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
25
hidravlične ventile smo uporabili dvopoložajne ventile. Vezava vhodnih in izhodnih kartic
je prikazana na sliki 3.17.
Slika 3.15: Otok z vhodnimi signali
Slika 3.16: Otok z izhodnimi signali
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
26
Slika 3.17: Vezava z vhodnimi in izhodnimi karticami
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
27
4 NADZORNA PLOŠČA
Vsak stroj je ponavadi opremljen s nadzorno ploščo, ki je namenjena upravljanju stroja.
Nadzorna plošča je namenjena za povezavo med strojem in človekom. Sestavljen je iz treh
delov: panela PCU 50, tipkovnice in dodatnih tipk. Za programsko opremo pa uporabljamo
HMI. Uporabljamo jo za različne ročne funkcije ali aktiviranje določenih programov.
Nadzorna plošča je prikazana na sliki 4.1.
Slika 4.1: Nadzorna plošča
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
28
4.1 Panel PCU 50
Panel je prikazan na sliki 4.2, razdeljen je na več tipkovnih blokov:
- ALPHA blok vsebuje črke od A, ..., Z in prazne znake,
- številčni blok vsebuje številke od 0, ... 9, znak (–) in decimalno vejico,
- kurzorski blok je namenjen za navigacijo po zaslonu,
- krmilni blok vsebuje posebne funkcije,
- miško sestavljata krmilno polje in dve tipki.
Slika 4.2: Panel PCU 50
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
29
Panel deluje prek funkcijskih tipk, ki so opisane v tabeli 4.1. Prek njih lahko operater
komunicira s programsko opremo HMI, ki je namenjena za komunikacijo človek-stroj [4].
Tabela 4.1: Opis funkcijskih tipk panela
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
30
4.2 Tipkovnica
Tipkovnico uporabljamo za krmiljenje NC osi. Prikazana je na sliki 4.3. Na njej so
uporabljene vse funkcije, ki so potrebne za vožnjo osi [7]. Te funkcije so:
- tipka Izklop v sili,
- tipka Reset,
- krmiljenje NC programa,
- delovni načini, funkcije stroja,
- tipke po izbiri kupca (T1 do T15),
- tipke za pomik servo osi (R1 do R15),
- krmiljenje vretena,
- krmiljenje pomika,
- preklopnik na ključ (štirje položaji).
Slika 4.3: Tipkovnica
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
31
Tipka Izklop v sili
Tipka Izklop v sili je namenjena za izklop stroja v situacijah, ki so nevarne za operaterja in
stroj. Z njo izklopimo moč stroja, elektromagnete in motorje, gibanje ni več mogoče. Po
odpravljeni nevarnosti je potrebno tipko sprostiti z zasukom v levo, sistem resetirati,
pritisniti tipko "VKLOP MEDIJEV" za ponovni vklop moči in nadaljevati delo v
avtomatskem ali ročnem načinu delovanja.
Tipka Reset
Tipka je namenjena za prekinitev NC programa. Z njo se lahko resetirajo tudi napake na
stroju.
Delovni načini
Načini delovanja stroja so ročni, polavtomatski in avtomatski.
V ročnem režimu delovanja ali načinu JOG lahko izbiramo posamezne osi in jih premikamo
s pomočjo smernih tipk »+« in »-«. Vožnja osi je omejena z omejitvami hitrosti pomikov in
vrtenja. Vožnja osi poteka tako, da izberemo na strojni tipkovnici ročni režim »JOG«,
izberemo os, ki jo želimo premakniti, in nato s smernimi tipkami »+« in »–« postavimo os v
želeno pozicijo. Če želimo premik z večjo hitrostjo, pritisnemo poleg smerne tipke tudi tipko
»Rapid«.
Polavtomatsko delovanje MDA je namenjeno testiranju posameznih funkcij. V ta režim
preklopimo s pritiskom na tipko MDA. Uporabljamo ga za posamezne servisne posege. V
urejevalniku na nadzorni plošči vpišemo NC-ukaze in jih aktiviramo s tipko Start. Prekinitev
programa izvedemo s tipko NC stop ali tipko Reset. V tem režimu lahko testiramo
posamezne funkcije stroja, kot so obračanje revolverja, vožnja osi, M funkcije.
Avtomatski režim izberemo s tipko ali preklopnikom AUTO. V primeru, ko NC program
omogoča avtomatsko izbiro posameznih obdelovalnih programov prek komunikacije
NC/PLC, je potrebno izbrati le želeni obdelovalni program v sliki HMI-PRO. Po pritisku na
tipko »NC-Start« se stroj samodejno postavi v izhodiščno pozicijo. S ponovnim pritiskom
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
32
na tipko NC-Start/START stroj začne delovati v izbranem načinu delovanja (praznjenje
stroja, segrevanje stroja, vožnja v pozicijo za menjavo kosa, obdelava…).
Inkrementi
Z inkrementalnimi tipkami lahko izberemo, za koliko želimo inkrementalno v ročnem
načinu prestaviti določeno os. Inkrementalne vrednosti lahko izbiramo od 0,001 mm do 10
mm.
Start
S to tipko startamo avtomatski cikel stroja, ko se stroj nahaja v izhodiščni poziciji. Start
avtomatike v glavnem kanalu (postaji ena) je možen le pri aktivnem glavnem pultu.
Kontrolna lučka v tipki signalizira aktivnost programa.
Takojšnja zaustavitev stroja
S to tipko lahko ustavimo avtomatski cikel stroja. Nadaljevanje cikla dosežemo s ponovnim
startom avtomatike (tipka »START«). Kontrolna lučka v tipki signalizira aktivnost funkcije
– program STOP .
Ustavitev na koncu cikla
V normalnem taktu stroja s to tipko aktiviramo, da se bo stroj varno ustavil na koncu cikla.
Kontrolna lučka v tipki signalizira aktivnost funkcije M01.
Pult aktiven
S to tipko aktiviramo glavno nadzorno ploščo. Start avtomatike v glavnem kanalu (postaji
ena) je možen le pri aktivnem glavnem pultu. Lučka v tipki signalizira aktivnost pulta.
WCS MCS
Tipka za preklop med strojnim in orodnim koordinatnim sistemom.
Hitrost vrtenja osi in vretena
Potenciometer za nastavitev hitrosti vrtenja vreten od 45 do 100%. V avtomatskem načinu
delovanja priporočamo nastavitev hitrosti vrtenja vreten na 100%.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
33
Potenciometer za nastavljanje hitrosti pomika servo osi od 0 do 120 %. V avtomatskem
režimu priporočamo, da je hitrost pomika nastavljena na 100%.
4.3 Dodatne tipke
Dodatne tipke se ponavadi v stroj vgradijo po želji kupca. Te tipke so na primer vklop in
izklop napetosti, vklop in izklop medijev stroja, odpiranje in zapiranje vrat, če so na stroju,
premostitev zaščitnih vrat in vklop in izklop luči.
Vklop krmilne napetosti
Ta tipka je namenjena za vklop krmilne napetosti. Pogoj za aktivnost tipke je predhodno
vklopljeno glavno stikalo na elektro omari. Kontrolna lučka v tipki signalizira, da je krmilje
vklopljeno.
Izklop krmilne napetosti
Ta tipka je namenjena za izklop krmilne napetosti. Istočasno izklopi tudi vse medije, vendar
je priporočljivo, da medije izklopimo s tipko »Izklop medijev« in to takrat, ko je stroj v
mirovanju. Tipko uporabljamo takrat, ko želimo stroj popolnoma izklopiti.
Vklop medijev
Ta tipka je namenjena za vklop medijev (vklop moči). Pri tem se vklopi pnevmatika,
hidravlika moč motorjev itd. Pogoj za aktivnost tipke je predhodno vklopljeno krmilje in
vzpostavljen sistem brez napak. V primeru, da vklop medijev kljub vklopljenemu krmilju ni
mogoč, je potrebno preveriti v meniju "Diagnose", do kakšne napake je prišlo v sistemu, in
napako odpraviti. Če je tipka pritisnjena in lučka v tipki ne sveti, ampak utripa, mediji še
niso vklopljeni.
Izklop medijev
S to tipko lahko izklopimo medije stroja (hidravliko, pnevmatiko, hlajenje). Izklop medijev
je priporočljivo uporabljati šele, ko stroj miruje. Z izklopom medijev se bodo izklopile vse
funkcije in vsi agregati, ki povzročajo gibanje stroja.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
34
Zaščitna vrata odprta/zaprta
S to tipko odklenemo ali zaklenemo zaščitna vrata v vidnem območju. Ko so vrata
odklenjena, sveti kontrolna lučka v tipki. Odklepanje vrat je možno le v ročnem režimu
delovanja. S ponovnim pritiskom na tipko se vrata zaklenejo, če so predhodno zaprta.
Osnovni položaj stroja
S to tipko startamo avtomatski cikel vožnje stroja v izhodiščni položaj. Kontrolna lučka v
tipki »Osnovni položaj stroja« sveti, ko se stroj nahaja v tej poziciji. Start obdelovalnega
cikla v glavnem kanalu je možen le, ko se stroj nahaja v izhodiščni poziciji .
Premostitev zaščitnih vrat
S ključem (SSG10) lahko premostimo zaščitna vrata na stroju. Če je ključ v poziciji
vklopljeno in je pritisnjena potrditvena tipka, lahko vklopimo medije stroja pri odprtih
vratih. Ko so mediji vklopljeni, lahko vozimo osi in testiramo vse funkcije stroja v ročnem
režimu, dokler je pritisnjena potrditvena tipka.
Vklop luči na stroju
S preklopnikom lahko vključimo oziroma izključimo osvetlitev na stroju.
Preklopnik za vrtenje revolverja
Preklopnik ima tri položaje. Skrajno desno lahko vrtimo revolver v pozitivno smer, skrajno
levo vrtimo revolver v negativno smer. Če je na sredini, revolver miruje, če pa se ravnokar
vrti, se bo ustavil na prvi doseženi poziciji za preklop v spindel položaj (vretensko glavo).
4.4 Programska oprema za vmesnik človek-stroj
S programsko opremo za vmesnik človek-stroj, lahko omogočimo lažje komunikacijo med
strojem in človekom. Za programiranje Siemensovih enot človek-stroj smo uporabili
programsko orodje HMI PRO CS. Le-to pokriva širok spekter najrazličnejših funkcij, ki so
potrebne za izdelavo kvalitetnega in enostavnega vmesnika človek-stroj. V to skupino
funkcij spadajo predvsem izdelava slik, kreiranje alarmov, komunikacija HMI enote in PLK
programa, povezava spremenljivk in drugih funkcij. V njem se nahajajo razne ročne funkcije
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
35
(preklapljanje cilindrov, vklopi in izklopi ventilov), aktiviranje raznih režimov delovanja,
statistike stroja (število opravljenih ur, štetje izdelanih kosov).
Nadzorni sistemi človek-stroj predstavljajo vmesnik med procesom in operaterjem. To
zajema nekaj osnovnih in hkrati najpomembnejših opravil.
Vizualizacija procesa
Proces je simbolično prikazan na ekranu HMI-naprave in se dinamično posodablja.
Posodabljanje je neposredno odvisno od stanja procesnih spremenljivk.
Nadzor operaterja nad procesom
Operater izvaja nadzor nad procesom. To pomeni, da lahko vnaša vrednosti procesnih
spremenljivk, jih spreminja in prednastavlja.
Prikazovanje alarmov
Kritična stanja vrednosti spremenljivk znotraj procesa avtomatično sprožijo alarm. Ti alarmi
morajo vsebovati dovolj informacij, da lahko napako na sistemu lociramo in odpravimo.
Arhiviranje procesnih spremenljivk (tagov) in alarmov
Če hočemo imeti vpogled v preteklost dogajanja, moramo imeti arhiv. HMI PRO CS
omogoča izdelavo arhivov, v katerih so zapisana stanja spremenljivk in sproženih alarmov.
4.5 Izdelava programa za vmesnik človek-stroj
Za izdelavo našega projekta HMI smo uporabili programski paket HMI PRO CS
V07.03.00.32. Program HMI PRO CS je orodje za izdelavo programov HMI, ki nudi
prilagodljivo delovno okolje pri izdelavi različnih slik ali menijev. Ima zelo širok spekter že
izdelanih standardnih menijev, kar olajša delo s tem programom in poenoti več različnih
strojev različnih proizvajalcev. Je kompatibilno s Siemensovim programom Simatic
Manager, tako da lahko iz projekta Step 7 prenašamo strojno konfiguracijo, simbolno tabelo
in razne sistemske napake. Vnesemo lahko alarme, ki se krmilijo iz PLK-ja ali programa
NC.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
36
Pri izdelavi novega projekta gremo najprej v menijsko vrstico Datei → Neues Projekts
erzeugen oder Updaten des Projekts. Tukaj nato izberemo, katero verzijo projekta želimo
imeti. V našem primeru smo izbrali SL 04.05.03.02. Tako se nam prikaže spodnja slika, kjer
vpišemo ime projekta in to je na primer Revolver (slika 4.4).
Slika 4.4: Izbira verzije in imena projekta HMI
Sedaj izberemo Neues Projekt erzeugen in pridemo v glavni meni (slika 4.5). Pod menijem
Datei → Einstellung Zielrechner nato nastavimo IP naslov, kamor bomo kasneje naložili
projekt prek povezave Ethernet.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
37
Slika 4.5: Glavni meni za izdelavo projekta HMI
Na desni strani se nahaja meni s horizontalnimi funkcijskimi tipkami, ki se nahajajo v drugi
vrstici na nadzorni plošči PCU 50. Ti meniji so glavni meniji v programu HMI. Vsakemu
glavnemu meniju lahko dodamo podmenije v tako imenovane horizontalne funkcijske tipke.
Tukaj lahko dodamo največ osem podmenijev. V spodnjem levem kodu se nahaja knjižnica
z različnimi standardnimi Siemensovimi meniji, katere prenesemo v polja horizontalnih
funkcijskih tipk. Razporeditev slik je poljubna, pomembno je samo, da sovpadajo z glavnim
menijem.
Za vsak meni ali vsako ročno funkcijo lahko posebej programiramo tudi stopnjo zaščite.
Najnižja stopnja zaščite je število 7, pri katerem za delovanje ne potrebujemo nobenega
gesla. Najvišja stopnja gesla pa je število 1 in to je standardno Siemensovo geslo SUNRISE.
Za vpis v določeno stopnje zaščite obstaja več možnosti. Poznamo ročni vpis gesla ali vnos
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
38
z različnimi ključki ali žetoni. Ključki in žetoni se glede na stopnjo zaščite razlikujejo tudi
po barvi.
Pri izdelavi podmenija za Revolversko glavo (slika 4.6) smo najprej iz knjižnice menijev
poiskali meni za Layout. Ta podmeni smo s tipkami Schift+Alt+levi miškin gumb prenesli
na želeno pozicijo v projekt HMI PRO CS. Ker je vsak podmeni sestavljen iz osnovnega
imena, npr. Layout, ki ga ima v knjižnici menijev smo za lažjo razumevanje to okno
preimenovali v podmeni z imenom Revolver. Ko odpremo podmeni Revolver, se nam na
spodnji strani novo odprtega menija prikaže orodna vrstica z različnimi orodji.
Kot lahko vidimo, lahko s temi orodji izdelujemo različne puščice, LED prikazovalnike,
vstavljamo lahko poljubne slike, poljubna besedila, vhodno izhodna polja, diagrame, tabele,
različne internetne povezave, tipke.
Slika 4.6: Meni za Revolver v projektu HMI
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
39
Pri izdelavi menija za revolver smo uporabili na levi strani programske tipke, katerim smo
dodali ime in naslov podatkovnega bloka, ki se uporablja v programu PLK. Dodali smo še
nekaj vhodno-izhodnih polj, ki omogočajo opraterju lažje rokovanje s samim revolverjem.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
40
5 PROGRAMSKA OPREMA SIMATIC
Na krmilnikih SIMATIC uporabljamo programsko opremo STEP7. Programiramo lahko z
uporabo osebnih računalnikov ali programirnih naprav (PG-jev), na katerih mora biti
predhodno nameščen program STEP7.
Glavne značilnosti programa STEP7 so:
- izdelava konfiguracije,
- komunikacija strojne opreme med sabo,
- izdelava ter upravljanje projektov,
- diagnostika napak,
- parametriranje strojne opreme,
- izdelava novih programov.
STEP 7 je program, s katerim programiramo krmilnike SIMATIC S7, SIMATIC C7 in
SIMATIC M7.
Programsko orodje STEP 7 obsega množico funkcij za enostavnejšo izvedbo vseh faz
izdelave krmilnega sistema:
- parametriranje strojne opreme,
- izdelave uporabniškega programa,
- testiranje, zagon in servisiranje krmilnega sistema, dokumentiranje in arhiviranje.
STEP 7 omogoča istočasno delo več programerjev na enem projektu. Z njim lahko izdelamo
uporabniški program v vseh treh standardnih predstavitvah:
- Nabor ukazov (an. Statement List, ne. Anweisungsliste) – je tekstovna oblika
jezika. Ukazi, pisani v STL obliki, se izvajajo po vrstnem redu, kot je zapisan
program,
- Kontaktni načrt (an. Ladder, ne. Kontaktplan) – je slikovna predstavitev STEP 7
programa,
- Funkcijski načrt (an. Control system flowchart, ne. Funktionsplan) – je tudi
slikovna predstavitev programa. Pri njem se uporabljajo bloki Boolove algebre.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
41
Za povezavo PC računalnika in krmilnika imamo dve možnosti. Prva možnost je, da
opremimo PC računalnik s kartico MPI (MPI card) ali uporabimo kabel s prilagodilnim
členom (PC adapter). Druga možnost pa je, da se priklopimo prek povezave Ethernet in nato
komuniciramo prek naslova IP [5, 8].
5.1 Izvedba programa za revolversko glavo
Na začetku pisanja programa PLK za krmiljenje revolverske glave smo naredili
konfiguracijo strojne opreme [9]. S tem smo določili vhodne in izhodne naslove karticam in
modulom, ki jih uporabljamo pri izvedbi projekta. Na sliki 5.1 je prikazana strojna
konfiguracija stroja CNC z revolversko glavo.
Slika 5.1: Strojna konfiguracija stroja CNC z revolversko glavo
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
42
Program za revolversko glavo smo napisali v enem organizacijskem bloku OB1, ter več
funkcijskih blokih FC. Za pisanje programa smo uporabljali merkerje in podatkovne bloke.
V organizacijskem bloku OB1 kličemo posamezne funkcijske bloke in funkcije. Te funkcije
so lahko izvajanje preklopa cilindra revolverske glave, vpisane so vrednosti pozicij, in sicer
za koliko se naj zavrti motor za dosego določene pozicije na revolverju [10, 11]. Pri samem
preklopu in nato pri rotaciji revolverske glave smo uporabili tudi določene varnostne pogoje,
na primer, kje je dovoljeno varno območje za vrtenje revolverske glave v revolverskem
načinu. Določena je spodnja in zgornja meja preklopa. Prav tako uporabljamo kontrolo
merilnega sistema pri samem preklopu. Za sam preklop mora biti revolverska glava v točno
določenem območju merilnega sistema. Če se zgodi kakršnakoli napaka, da kateri od
pogojev za sam preklop revolverske glave ni izpolnjen ali kateri senzor ni dosegel končnega
položaja, sprožimo izhodne signale za alarme, ki opozarjajo operaterja o nastali situaciji. S
tem smo omogočili hitro in enostavno reševanje problemov s strani operaterjev ali
serviserjev.
Preklop med spindel in revolver pozicijo smo v programu PLK naredili tako, da se lahko
izvede tako v ročnem kot tudi v avtomatskem načinu. Slika 5.2 prikazuje izvedbo bloka FC
za krmiljenje revolverske glave.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
43
Slika 5.2: Blok FC za krmiljenje revolverske glave
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
44
Za preklapljanje revolverske glave med vretenskimi glavami je določen vrstni red preklopa,
zato smo morali v našem primeru pri pisanju programa PLK, kjer se izvaja preklop
Revolverske glave, paziti na točno določeno zaporedje ukazov.
Revolverska glava se na začetku nahaja v delovnem položaju (položaj spindel) (Vreteno 1).
Ko pride zahteva za preklop na drugo vretensko glavo, se najprej vreteno ena postavi v
položaj preklopa. Vrednost pozicije preklopa je pri vretenu ena vedno okrog 0 stopinj. Ker
se ta preklop zgodi med dvema zobčenikoma, mora obstajati nekakšna zračnost med njima.
Ta maksimalna zračnost je ±0.5 stopinje. Ko smo v položaju za preklop iz delovnega
položaja v položaj menjave orodja (položaj revolver), se izklopi moč motorju, tako da je
revolver prosto gibljiv. Sedaj je v razbremenjenem stanju in tako s pomočjo hidravličnega
cilindra preklopimo revolver iz položaja spindel v položaj revolver premaknemo os nazaj
v pozicijo vrtenja rotacijske glave. Pri preklopu se vretenska glava zaklene, tako da vedno
ostane v isti poziciji in ni možen zasuk vretena vretenske glave. Ko smo dosegli končno
pozicijo preklopa v revolverski glavi, nam to javi senzor, ki se nahaja v notranjosti
revolverske glave. Sedaj ponovno vklopimo moč motorju in zavrtimo revolversko glavo na
pozicijo želene vretenske glave (Vreteno 2). Pozicije naslednje vretenske glave se od
prejšnje razlikuje za 720 stopinj. Za lažje razumevanje je spodaj prikazan diagram poteka
izvedbe preklopa revolverske glave (slika 5.3).
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
45
Slika 5.3: Diagram poteka preklopa med dvema vretenskima glavama
Za vsako vretensko glavo lahko zapišemo enačbo (5.1) o tem, kolikšna je njena pozicija.
Enačba bi se glasila:
P=(n-1)*720° (5.1)
Pri čemer je:
n - številka vretena
P - pozicija vretena (°)
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
46
V tabeli 5.1 je prikaz vseh pozicij za posamezni vreteno.
Tabela 5.1: Prikaz pozicij za določeno vreteno
Številka vretena Pozicija vretena (stopinje)
1 0 ali 4320
2 720
3 1440
4 2160
5 2880
6 3600
Ko smo v želeni poziciji, ponovno izklopimo moč motorju in s hidravličnim cilindrom
preklopimo iz položaja revolver v položaj spindel (Vreteno 2). Končni položaj cilindra
kontroliramo z senzorjem. S tem preklopom smo odklenili vretensko glavo, ki je bila
prej zaklenjena, da je držala fiksno pozicijo. Sedaj lahko ponovno aktiviramo moč
motorja. Na sliki 5.4 je prikazana notranja zgradba revolverske glave.
Slika 5.4: Notranja zgradba revolverja
1 Vretenska glava (spindel)
2 Oznaka na pogonski gredi za pomoč pri nastavljanju ničelne točke revolverja
3 Rotacijska glava revolverja
4 Varnostni zatič
5 Šesterokotni vijak za pritrditev revolverske gredi
6 Revolverska gred
7 Glavna pogonska gred
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
47
8 Sklopka med motorjem in pogonsko gredjo
9 Oznaka na revolverski glavi za pomoč pri nastavljanju ničelne točke revolverja
10 Zatič za točno ujemanje vretenskega glave
12 Pomična gred, kateri nam s pomočjo hidravlike preklaplja med položajem revolver in spindel
S5 Senzorja za zaznavanje položaja pomične gredi (položaj spindla ali položaj revolverja)
Ker je preklapljanje vretenskih glav v ročnem načinu korak za korakom dokaj zapleteno,
smo si ustvarili v PLK-ju podprogram, s katerim avtomatsko zavrtimo revolver za eno
vretensko glavo naprej ali nazaj. Za aktiviranje podprograma poznamo dve možnosti. Prva
možnost je premikanje v ročnem načinu (JOG). Dodali smo tripoložajno stikalo, s katerim
se pri položaju 1 zavrti revolver za eno vretensko glavo naprej. Pri srednjem položaju se
revolver ne premakne. In v položaju 2 se revolver zavrti za eno vretensko glavo nazaj. Druga
možnost pa je, da si v polavtomatskem načinu (MDA) ali v avtomatskem načinu (AUTO)
napišemo funkcijo M, ter se z aktiviranjem programa premakne revolver na želeno pozicijo.
Vsaka vretenska glava ima svojo funkcijo M. V tabeli 5.2 je prikazano, s katero funkcijo M
aktiviramo določeno vretensko glavo.
Tabela 5.2: Prikaz določenih funkcij M za aktiviranje vretenske glave
Funkcija M Aktivirana vretenska glava
M31 1
M32 2
M33 3
M34 4
M35 5
M36 6
Z namestitvijo stikala za preklapljanje revolverja smo tako omogočili operaterju stroja, da
lahko z njegovo uporabo hitreje in varneje zamenja orodje na revolverju. Tipko smo tako
vgradili v bližino revolverja, to se pravi na zunanjo stran zaščitnih vrat ali na nadzorno
ploščo.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
48
6 ZAGON MOTORJA IN ZAGON REVOLVERJA
6.1 Zagon motorja
Pri zagonu motorja smo najprej povezali elektromotor po električnem načrtu. Najprej
priklopimo ozemljitve in nato močnostni del iz regulatorja na motor. Pri priklopu je bilo
važno, da smo priklopili pravilno fazno zaporedje. To namreč vpliva kasneje na samo smer
vrtenja motorja. Prav tako je pomembno fazno zaporedje pri motorjih, ki imajo ločen merilni
sistem od motorja, in sicer pri odčitavanju faznega zamika. Zadevo smo si zelo poenostavili
z uporabo konektorjev.
Nato smo priklopili še merilni sistem iz regulatorja na motor. To smo izvedli s kablom
DRIVE za Ethernet. Pri motorjih, ki imajo konektorje DRIVE CLiQ, je priklop merilnega
sistema izveden neposredno na elektromotor, brez dodatnih vmesnikov. Pri motorjih brez
konektorja DRIVE CLiQ pa potrebujemo vmesnik SME.
Ko smo imeli priklopljeno vse po električnih načrtih, smo izvedli konfiguracijo priklopljenih
komponent na krmilniku NCU. Najprej smo aktivirali branje topologije za celoten sistem, ki
je priklopljen na krmilnik NCU. Pri tem se v konfiguracijo prečitajo vsi regulatorji,
elektromotorji in merilni sistemi. Nato smo morali vsakemu motorskemu regulatorju, ki je
priklopljen na krmilnik NCU, določiti, kateri tip motorja in merilnega sistema je priklopljen
nanj. V veliko pomoč so nam bile že vnaprej pripravljene knjižnice z raznimi motorji ali
merilnimi sistemi. Pri izbiri določenega komponente se pod parametre avtomatsko prepišejo
parametri, ki so pomembni za to komponento [12].
6.2 Zagon revolverja
Pri zagonu revolverske glave smo najprej demontirali vretensko glavo. Nato smo v sliki HMI
preverili položaj revolverja, ali je bil v poziciji za spindel ali poziciji za revolver. Nato smo
s preklapljanjem med položajem spindel in revolver preverili, ali se nam je izvajal
hidravlični preklop pogonske gredi in ali smo dosegli oba končna položaja, ki smo ju
nadzirali s senzorji.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
49
Sledilo je nastavljanje ničelne točke revolverja. Vizualno smo preverili pozicijo pogonske
gredi. Na sami gredi je označba, ki je morala biti pokrita z označbo na ohišju revolverske
glave. Če sta bili označbi zamaknjeni, smo si pomagali s posebnim orodjem „Leermeister“
nastaviti to pozicijo, da sta bili označbi pokriti ena z drugo. Po nastavitvi pozicije
revolverske glave smo odčitali pozicijo merilnega sistema in vrednost vpisali pod parametre
za parametriranje motorja [13].
Nato smo še odčitali in nastavili pozicije odmaknjenosti referenčnega signala od ničelne
točke merilnega sistema. Za to nastavitev smo si pripravili poseben podprogram, ki se
aktivira vedno, kadar je pozicija referenčnega signala izgubljena. Za aktiviranje
podprograma za iskanje referenčne pozicije smo si pomagali s polavtomatskim delovnim
načinom (MDA). Ko smo odčitali vrednost pozicije za referenčno točko, smo to vrednost
vpisali v vnaprej pripravljeno spremenljivko v sliki HMI. Pri naslednji aktivaciji revolverja
v avtomatskem ali polavtomatskem načinu se bo revolver zavrtel do referenčnega signala in
nato nazaj na ničelno točko za vrednost, ki smo jo vpisali v spremenljivko.
Na koncu smo še preverili vrtenje revolverja na vse ostale pozicije vretenskih glav.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
50
7 SKLEP
V diplomski nalogi smo opisali postopek avtomatizacije revolverske glave stroja CNC z
asinhronskim motorjem. Pri projektu sem sodeloval od samega začetka, ko se je zadeva
konstruirala, pa vse do zagona. Tako sem sodeloval pri risanju in načrtovanju elektro
vezalnih shem, kot tudi pri izbiri elektro komponent in revolverske glave. Pomagal sem tudi
pri razvoju programa za krmiljenje revolverske glave. V diplomi smo zelo podrobno
predstavili strojno opremo, ki smo jo uporabljali na projektu (krmilnik, HMI, nadzorno
ploščo, razne elektro komponente…), ter opisali postopke, ki so bili potrebni za zagon
revolverske glave. Prav tako smo opisali še del programa PLK za krmiljenje revolverske
glave.
PLK program je bil na začetku narejen kot nekakšna osnovna verzija, katera je zadostovala
samo za premikanje revolverske glave. Kasneje smo program dodelali z raznimi varnostnimi
funkcijami, ki so namenjene za varno preklapljanje revolverske glave med avtomatskim kot
tudi ročnim načinom gibanja. Program PLK smo nadgradili in razvili do te mere, da lahko
uporabimo en blok FC za vse tipe revolverskih glav, ki imajo šest ali osem vretenskih glav.
V programu spremenimo samo eno vhodno spremenljivko in ta je, kolikšno je število
vretenskih glav na revolverski glavi.
Da lahko operater lažje upravlja s strojem, smo prav tako nadgradili tudi menije v vmesniku
človek-stroj. Dodali smo tudi tri položajna stikala za ročno preklapljanje revolverske glave.
Na željo kupca je seveda možna tudi kasnejša nadgradnja še nekaterih stvari.
Dandanes je na tržišču izdelovalcev strojev zelo velika konkurenca. Za izdelavo določenega
tipa stroja je potrebno izpolniti zelo veliko normativov, kot so na primer hitrost obdelave
izdelkov, stabilnost stroja, lahko in dostopno servisiranje stroja in tako naprej. Našo nalogo
ocenjujemo kot uspešno, ker smo z uporabo revolverske glave dosegli cilj, ki smo si ga na
začetku zadali. Z uporabo revolverske glave smo tako dosegli zelo hitro in natančno izdelavo
izdelkov. S tem smo postali zelo zanimivi za potencialne kupce in konkurenčni drugim
proizvajalcem. Kot tudi vse stvari, ima tudi revolverska glava slabo stran. Le ta je, da lahko
uporabimo največ dve revolverski glavi, ki sta postavljeni ena zraven druge in tako
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
51
obdelujemo največ dva kosa istočasno. Problem se pojavi pri vrtenju revolverskih glav. Tako
v primeru, kadar želimo obdelati več kosov istočasno, revolverske glave ne pridejo v poštev
in moramo iskati drugačno rešitev.
Pri zagonu nismo imeli velikih problemov, ker smo se na projekt dobro pripravili. Če pa so
se pojavili kakšni manjši problemi, smo jih poskušali sproti odpraviti. Ker smo projekt dobro
opravili, sedaj ta naprava že deluje in je vključena v proizvodni proces.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
52
LITERATURA
[1] Sauter, Produktinformation PI 25.3, Werkzeug-Kronenrevolver, november 2015,
internetna stran.
Dostopno na: Produktinformation PI 25.3 Werkzeug-Kronenrevolver 0.5.170.xxx [10. 4.
2016].
[2] Senčar, Uporaba sodobnih CAD/CAM metod pri načrtovanju in obdelavi
elektromehanskih postrojen, avgust 2008, internetna stran.
Dostopno na: Uporaba sodobnih CAD/CAM metod pri načrtovanju in obdelavi [10. 06.
2016].
[3] Siemens, SINUMERIK 840D sl type 1B, NCU7x0.3 PN manual, junij 2014, internetna
stran.
Dostopno na: NCU 7x0.3 PN, NCU 7x0.3B PN - Siemens Industry Online Support [14. 3.
2016].
[4] Siemens, SINUMERIK 840D sl/840Di sl Operator Components and Networking, junij
2009, internetna stran.
Dostopno na: Manual Operator Components and Networking - Industry Online Support [4.
11. 2014].
[5] Hans Berger, Automating with SIMATIC, Nuremberg, oktober 2003.
[6] Eplan, Eplan electric P8 Getting Started, junij 2006, internetna stran.
Dostopno na: Getting Started [4. 5. 2016].
[7] Siemens, Maschinensteuertafel MCP 483, april 2004, internetna stran.
Dostopno na: http://www.docs-engine.com/pdf/1/maschinensteuertafel.html [15. 5. 2016].
[8] J. Ritonja, Industrijska krmilja, Strojna in programska oprema krmilnikov S7-300, FERI,
Maribor 1999.
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
53
[9] Siemens, HELP aplikacija v programu SIMATIC Manager, april 2016.
[10] Hans Berger, Automatisieren mit STEP 7 in AWL, Nürnberg 1998.
[11] Hans Berger, Automating with STEP7 in LAD and FBD, Nuremberg 2001.
[12] Siemens, DoConCD, SINUMERIK_SINAMICS_09_ 2009.
[13] Siemens, SINUMERIK 840D sl/828D Grundfunktionen, Funktionshandbuch, marec
2010, internetna stran.
Dostopno na: SINUMERIK 840D sl/828D Grundfunktionen - Industry Online Support [4.
11. 2014].
Danijel Pepelnik: Avtomatizacija revolverske glave stroja CNC z asinhronskim motorjem
54
PRILOGA
A.1 Podatki o študentu
Naslov: Danijel Pepelnik
Laporje 10
2318 Laporje
Naslov el. Pošte: [email protected]
Rojen 21.10.1983
Izobraževanje: 1990-1998 Osnovna šola Laporje
1998-2003 SERŠ Maribor
2004-2008 FERI, Visokošolski strokovni študijski program
Elektrotehnika, smer Elektronika
Zaposlitev: 2008- Unior d.d.