Министерство науки и высшего образования РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева» Факультет радиоэлектроники и информатики Кафедра «Электротехника и промышленная электроника» ОТЧЕТ по производственной практике Студент группы ЗПС-20 (Код) Руководитель Оценка Давыдов К. А. (Подпись, дата) (Фамилия И. О.) (Подпись, дата) (Фамилия И. О.) (Подпись, дата) Рыбинск, 2024 г. Манин А .В. Манин А. В. (Фамилия И. О.) СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой ЭПЭ Руководитель практики от предприятия _______________А. В. Юдин «_____» ___________2024 г. ________________________ «_____» ___________2024 г. Задание на производственную практику Кафедра «Электротехника и промышленная электроника» Продолжительность – 6 недель Дата начала 03.05.2024 Дата окончания 14.06.2024 Место прохождения практики ООО «OPTIMETRIK» Студент: Давыдов К. А. Группа: ЗПС-20 Формулировка индивидуального задания : «Обслуживание, программное обеспечение, система управления станком ЧПУ» Календарный план Наименование работ Изучение общей ТБ Изучение ТБ на рабочем месте Изучение оборудования для коммутации и защиты Освоение навыков работы в электроустановках до 1 000 В. Ремонт и обслуживание электроустановок до 1000 В Изучение и соблюдений требований СЭС Указание мер безопасности Период выполнения (дата начала – дата окончания) 3.05.24-8.05.24 Форма отчетности 9.05.24-17.05.24 18.05.24-19.05.24 20.05.24-23.05.24 24.05.24-28.05.24 28.05.24-08.06.24 09.06.24-14.06.24 Руководитель практики_____________________________ 2 Оглавление Задание на производственную практику .......................................................... 2 ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 4 Виды станков с ЧПУ ............................................................................................... 7 Программное обеспечение для станка с ЧПУ .................................................... 11 Управление приводами шпинделей .................................................................... 14 Особенности работы в автоматическом режиме ............................................... 15 Обслуживание........................................................................................................ 16 Лазерные станки с ЧПУ .................................................................................... 16 Система смазки .................................................................................................. 16 Воздушная система ........................................................................................... 17 Общий принцип работы установки СОЖ ........................................................... 18 Заключение ............................................................................................................ 25 3 ВВЕДЕНИЕ Производственная практика по теме «Обслуживание лазерных станков с числовым программным управлением (ЧПУ)» предоставляет студентам возможность изучить принципы работы и особенности лазерных станков, ознакомиться с их техническими характеристика-ми и программным обеспечением, а также приобрести практические навыки по обслуживанию и ремонту этого оборудования. Во время практики студенты учатся настраивать и оптимизировать параметры работы станков, проводить диагностику неисправностей и устранять их, а также разрабатывать и обновлять управляющие программы для повышения эффективности и качества обработки материалов. Кроме того, практика позволяет студентам развивать коммуникативные навыки, работать в команде и сотрудничать с опытными специалистами, что способствует формированию профессиональных компетенций и готовности к трудоустройству после окончания обучения. «Оптиметрик» — российская научно-производственная компания полного цикла, специализирующаяся на разработке и производстве инновационных цифровых измерительных систем, технологий беспроводной передачи данных и алгоритмов анализа и автоматизации для электрических сетей от 6 до 220 кВ. Ключевые цели компании — разработка и внедрение передовых и уникальных решений в области цифровых измерений. Основные направления деятельности включают разработку и производство электронных измерительных трансформаторов (преобразователей), создание распределённых систем высокоточного определения мест повреждений и синхронных векторных измерений параметров электроэнергии. Компания осуществляет исследования и разработки по следующим направлениям: Исследование новых принципов и методов бесконтактного высокоточного 4 измерения магнитных и электрических полей, измерения тока и напряжения, неэлектрических параметров ­ Исследование новых материалов и композитов для обеспечения вы- соковольтной изоляции ­ Разработка и программная реализация математических алгоритмов обработки сигналов ­ Разработка электронных измерительных трансформаторов тока и напряжения в соответствии со стандартами МЭК 60044-7, МЭК 60044-8, МЭК 61850-9-2, МЭК 61869-6. ­ Разработка устройств и протоколов беспроводной передачи в ча- стотных диапазонах 433 / 868 МГц, 2,4 / 5 ГГц ­ Разработка устройств и протоколов высокоточной проводной и бес- проводной синхронизации времени ­ Разработка встраиваемых модулей питания для организации отбора мощности от линии электропередачи 6-35 кВ ­ Разработка датчиков и устройств с поддержкой синхронных век- торных измерений (mPMU) в соответствии с МЭК 61850-90-5 ­ Разработка систем определения места повреждения на основе мето- дов «бегущей волны» и синхронных векторных измерений ­ Разработка алгоритмов машинной обработки синхронных вектор- ных измерений для реализации систем онлайн мониторинга и выявления потерь 5 За сравнительно короткий срок станки с ЧПУ зарекомендовали себя как эффективное автоматизированное оборудование, позволяющее достигнуть высоких технических и экономических показателей, решить ряд важных социальных задач. 6 Виды станков с ЧПУ ­ Настольные; ­ 4-х осевые; ­ 5-ти осевые; ­ Для балясин и изготовления фасадов; ­ С функцией 3Д; ­ Лазерной резки и гравировки. Настольный фрезерный станок с ЧПУ обладает высокой функциональностью. Он может обрабатывать заготовки из черных и цветных металлов, камня, керамики, пластмасс и древесины. Система управления, которой оснащен такой станок, позволяет проводить обработку детали точно и качественно. Фрезерное оборудование также разделяют по принципу и по объему работы, требуемой для обработки конкретной детали. Станки настольного исполнения более популярны. Горизонтально-фрезерный станок более широко используется в различных сферах промышленности, чем вертикальный. Широкоформатные станки, которые используются на предприятиях, обрабатывают материалы с высочайшей точностью и высокой скоростью. Настольный фрезерный станок с ЧПУ незаменим на небольшом производстве, где изготавливают комплектующие для узлов и механизмов. Основные преимущества производства с помощью станков с ЧПУ по сравнению с производством, использующим универсальные станки с ручным управлением, следующие: ­ сокращение основного и вспомогательного времени изготовления деталей; ­ повышение точности обработки; ­ простота и малое время переналадки; 7 ­ возможность использования менее квалифицированной рабочей си- лы и сокращение потребности в высококвалифицированной рабочей силе; ­ возможность применения многостаночного обслуживания; ­ снижение затрат на специальные приспособления; ­ сокращение цикла подготовки производства новых изделий и сро- ков их поставки; ­ концентрация операций, что обеспечивает сокращение оборотных средств в незавершенном производстве, а также затрат на транспортирование и контроль деталей; ­ уменьшение числа бракованных изделий по вине рабочего. Опыт показывает, что наибольший экономический эффект дает изготовление на станках с ЧПУ сложных деталей, в том числе из труднообрабатываемых материалов, повышенной точности, требующих выполнения многих технологических операций. Фрезерный станок с ЧПУ – это современное оборудование для работы с металлом, которое оснащается числовым программным управлением и имеет лазерный сканер для максимально точной работы устройства. При помощи этого агрегата можно выполнять гравировку, делать разрезы и углубления в металлических изделиях и заготовках. 8 Рисунок 1 – Станок с ЧПУ, используемый на предприятии ООО «Оптиметрик» 9 Предприятие применяет новые технологии для протипирования и серийного производства продукции: ­ Эталонное метрологическое оборудование и программное обеспе- чение собственной разработки. ­ Многофазный генератор тока (до 5 кА) и напряжения (до 50 кВ) произвольной формы для моделирования трехфазной сети. ­ Оборудование для испытаний высоковольтной изоляции до 100 кВ. ­ Технологии прецизионной намотки. ­ Оборудование для протипирования на базе технологий 3D печати FDM, DLA. ­ Оборудование для климатических испытаний продукции. ­ Технологии вакуумного литья полимеров и композитов в металли- ческие и силиконовые формы. ­ Станки ЧПУ лазерной резки и фрезерования. ­ 10 Программное обеспечение для станка с ЧПУ Все параметры задаются с помощью программы, за счет чего все манипуляции выполняются в автоматическом режиме. До появления программируемых устройств, фрезерные работы проводились преимущественно вручную, что вызывало высокий процент бракованной продукции. Сегодня для обработки металлической заготовки создается алгоритм – это программа, в которую вносится чертеж детали, величина разрезов, их глубина и другие данные. Фрезерные станки сегодня находят широкое применение в изготовлении деталей, сувенирной продукции, гравировок и так далее. Программы, используемые на предприятии для работы со станком с ЧПУ: ­ T-Flex CAD; ­ Mach 3. В САПР T-Flex CAD создается 3Д модель детали по заданному техническому заданию и подготавливается программа в формате «.nc» для последующей работы в программе Mach 3. В данной программе можно выполнить подготовку к обработке детали на ЧПУ любого формата (Сверление, фрезеровочные работы, токарные работы, гравировка, лазерная резка и др.) 11 Рисунок 2 – Рабочее поле создания 3Д модели заготовки Рисунок 3 – Модуль ЧПУ, подготовка файла детали для выгрузки в Mach 3. Функции и характеристики программы Mach3: ­ Переконвертации стандартного ПК в полнофункциональную стан- цию управления 6-осевым станком с ЧПУ; ­ Импорт DXF, BMP, JPG, и HPGL файлов с помощью встроенной программы LazyCam; ­ Графическая визуализация G-кодов; ­ Генерирование G-кодов в программе LazyCam или в Wizard; ­ Полностью перенастраиваемый интерфейс; ­ Создание пользовательских M-кодов и макросов на основе VB- скриптов; ­ Управление частотой вращения шпинделя; ­ Многоуровневое релейное регулирование; ­ Применение ручных генераторов импульсов (MPG); ­ Видеонаблюдения за ходом обработки; 12 ­ Полноэкранный интерфейс. Рисунок 4 – Начальный экран программы Mach 3. 13 Управление приводами шпинделей Привод вращения шпинделя осуществляется от асинхронного двигателя мощность 30 кВт через прямую передачу. Число оборотов встроенного в двигатель инкреметального датчика соответствует реальному числу оборотов шпинделя. В ручном режиме шпиндель возможно вращать в толчковом режиме с пульта оператора, выбрав соответствующую ось S (5 ось) и нажав на кнопку движения оси «+» или «-». В автоматическом режиме вращение шпинделя задается командами М03 – по часовой стрелке; М04 – против часовой стрелки. Стоп шпинделя – М05. Данные М-функции являются модальными. Привод вращения правки осуществляется от регулируемого асинхронного двигателя через клиноремённую передачу. Регулировка скорости происходит за счет изменения частоты в векторном режиме посредством преобразователя фирмы Mitsubishi. Существует возможность выбора 6 скоростей вращения привода правки. Сетевой контактор привода правки включается вместе с силовым питанием основных приводов. В ручном режиме при нажатии на соответствующую кнопку происходит импульсное вращение шпинделя правки на заданной скорости в соответствии в приведенной таблицей 1 Таблица 1 При работе по программе включается шпиндель правки во втором канале по команде М52, а отключается по команде М53. Скорость шпинделя правки может быть задана М-командами в соответствии с приведенной выше таблицей. 14 Разгон шпинделя правки и сам факт готовности привода вращения правки и его готовности к работе контролируется. Если шпиндель правки не включился за отведённые на это 5 секунд – выдается аварийное сообщение на монитор УЧПУ. Особенности работы в автоматическом режиме В автоматическом режиме перед стартом управляющей программы необходимо заблокировать двери ограждения резания специальным замком безопасности. В ручном режиме необходимо закрыть двери и включить замок (кнопка №2 на пульте оператора). Если замок сработал правильно, двери запреты и их невозможно отпереть с пульта при активном автоматическом режиме. Если же в течении 1 секунды после включения электромагнитного клапана двери не заблокировались, выдается соответствующее сообщение на монитор УЧПУ. После работы можно разблокировать замок кнопкой №3 на пульте оператора. При внезапной выпадении фиксации замка безопасности во время работы управляющей программы, а также при нажатии аварийной кнопки происходит аварийный отскок координатных осей Y и V по программе, записанной в памяти УЧПУ. По другим осям происходит динамическое торможение, после чего запрет импульсов. Гашение импульсов шпинделя происходит по соответствующей рампе. Затем, спустя 1,5 секунды происходит полный запрет и активна аварийная ситуация. 15 Обслуживание Лазерные станки с ЧПУ Обслуживание лазерных станков с ЧПУ включает в себя следующие аспекты: ­ Трубка – проверка герметичности колбы и замена трубки при необ- ходимости. ­ Оптика – периодическая очистка зеркал и линзы для снижения ин- тенсивности излучения и предотвращения отклонений луча. ­ Электроника – проверка и замена вышедших из строя компонентов, таких как шаговые двигатели, сервоприводы и кабели. ­ Система охлаждения – проверка работоспособности водяного насо- са (помпы) и консистенции охлаждающей жидкости. ­ Рабочий стол – проверка горизонтальности с помощью уровня и при необходимости корректировка. Рекомендуется проводить плановые работы каждый день, каждую неделю и каждый месяц для обеспечения бесперебойной работы станка. Система смазки Система смазки направляющих осуществляется от отдельной станции смазки, расположенной на станке с правой стороны (около станции управления). При включении ключа силового питания станка происходит включение насоса смазки и интенсивный набор давления. Рабочее давление в системе смазки направляющих должно соответствовать около 8 Bar. Датчик давления, установленный на напорной магистрали, контролирует минимально допустимое давление для рабочего режима. Он настроен на давление приблизительно 5…6 Bar. При этом контролируется время набора давления. Если давление не набирается в течении 5-7 секунд после включения насоса, выдается аварийное сообщение. Также аварией считается внезапное пропадание давления во время работы и отсутствие сброса давления после выключения насоса смазки (авария датчика давления). 16 Система смазки направляющих имеет возвратный контур. На сливной линии установлен фильтр грубой очистки, который необходимо регулярно очищать от возможного попадания грязи с направляющих станка. На напорной линии имеется сменный фильтр тонкой очистки масла. Кроме того, в бачке системы смазки имеется поплавок с электрическим контактом для контроля наличия масла. При падении уровня ниже рабочего выводится аварийное сообщение на монитор УЧПУ. Смазка шпинделей консистентная и не требует обслуживания (установлена на весь срок службы). Воздушная система Воздушная система станка выполнена для поддержания в чистоте линейные измерительные системы и уплотнение подшипников главного шпинделя. Долговечная и надежная работа измерительных систем и подшипников шпинделя гарантируется при правильной работе данный системы. Для подвода воздуха используется цеховая воздушная магистраль. На верхней части стойки станка установлено устройство подготовки воздуха в составе которого имеется фильтр первичной и вторичной очистки воздуха. Датчик давления воздуха контролирует минимально допустимое давление воздуха в магистрали (2,5 Bar). При пропадании давления выводится аварийное сообщение на монитор УЧПУ. Редукционный клапан на устройстве подготовки воздуха регулирует воздушный поток и препятствует появлению избыточного давления. Далее, за устройством подготовки воздуха расположен электромагнитный клапан, включающий поток воздуха в корпуса преобразователей линейных перемещения всех четырех координатных осей и в уплотнение подшипников шпинделя вместе с включением силового питания станка. Необходимо своевременно следить за корректной работой воздушной системы и состоянием фильтров очистки воздуха. 17 Общий принцип работы установки СОЖ Использованная СОЖ выливается через лоток в приемный бак, в котором установлен насос перекачки грязной СОЖ. При достижении СОЖ верхнего уровня срабатывает датчик S1 и включается насос перекачки, подающий СОЖ в верхний бак. При понижении уровня СОЖ до нижнего контрольного уровня срабатывает датчик S2 и насос перекачки отключается. Кроме того, существует датчик S3. Он аварийный и срабатывает при достижении верхнего предельного уровня СОЖ. В верхнем баке установлен насос подачи охлаждающей жидкости в станок. Он включается по команде M7. В верхнем баке есть аварийный датчик S4, который предохраняет насос от кавитации при возможном падении уровня до критического. От насоса перекачки грязная СОЖ выливается в ткани фильтра (в его барабан). В фильтре есть мотор перематывания использованной фильтровальной ленты и по мере достижения верхнего уровня СОЖ в барабане он протягивает ткань. Холодильная установка поддерживает температуру СОЖ в верхнем баке в пределах 25 (+/-2) градусов. Холодильная установка, мотор воздушного фильтра и мотор драги приёмного бака включается при начале работы станка (спустя 3 секунды после включения силового питания) и выключается по ее окончанию. В ручном режиме существует возможность импульсного (наладочного) включения основного насоса СОЖ и перекачки грязной СОЖ, а также тканевого фильтра с пульта оператора. 18 Таблица 2 – Вспомогательные М-команды Режущий инструмент В качестве режущего инструмента на фрезерных станках с ЧПУ используются фрезы. Несмотря на конструктивное разнообразие, каждая фреза имеет режущие лезвия (зубья), взаимодействующие с обрабатываемой поверхностью заготовки. Для закрепления в патроне станка служит хвостовик фрезы. 19 Таблица 3 - Виды фрез Тип режущего инструмента Конструктивные особенности Обрабатываемый материал Примечание Оптимизированы для высокоскоростной обраОдна режущая Твёрдые или вязкие Концевые однозаботки; кромка, заточка материалы (пластик, ходные обеспечивают малую наклонная акрил и т.п.) шероховатость обрабатываемой поверхности Хрупкие материалы, образующие мелкую Две режущие Концевые двухзастружку (дерево, оргкромки, острый ходные стекло, «композиты», зуб некоторые сорта пластика) Хорошо справляются с отводом мелкой стружки, однако толщина материала, снимаемого за один проход, ограничена Одна режущая Спиральные одногрань, наклонная Пластики, ПВХ, акрил заходные заточка Предназначены для высокоскоростной обработки; Форма канавки специально предназначена для образования длинной стружки – с целью самоочистки фрезы и повышению её долговечности. Применяются для нанесения гравировки Две режущие Спиральные двух(текста, рисунка) и кромки, форма заходные сферичефинишной обработки зуба скруглённая ские сложных 3D-объектов, («сферическая») содержащих множество мелких деталей. Низкая вибрация при обработке – обеспечивают гладкую поверхность обработки; При чистовой фрезеровке дерева поверхность получается полированной. Конусные ческие сфери- Иглообразная Сочетает высокую прочМДФ, дерево, твёрдые заострённая с ность при малом диаметре стали округлым торцом рабочей поверхности. Режущая Гравер конический плоская, конус Гравер образный V- Характерный треугольный торец Применяются для прецизионной обработчасть ки мелких элементов под (обычно частей сложных трёхмерных объектов). По прочности различают граверы N и A, хотя оба типа чрезвычайно стойкие к износу Поверхности любых Применяется для нанесематериалов, в том числе ния так называемой Vтвёрдых металлических гравировки 20 Рисунок 4 – Фреза спиральная двухзаходная конусная сферическая. Рисунок 5 – Фреза концевая по металлу 6-перая 21 Рисунок 6 – Фреза по дереву пазовая прямая Рисунок 7 – Фреза по пластику спиральная двухзаходная с удалением стружки вверх. 22 Техника безопасности при работе за станком Требования, предъявляемые к оператору: Оператор должен четко знать требования к установке, настройке и использованию станка. Он должен уметь преодолевать экстренные ситуации, а также следовать следующим правилам: 1 Для работы со станком необходима соответствующая квалифика- 2 Оператор должен уметь работать со станками с ЧПУ в общем и с ция; данным станком, в частности, следуя конкретной инструкции; 3 Оператор должен уметь включать, выключать, чистить, заземлять, соединять станок и оборудование, а также совершать другие необходимые в процессе эксплуатации операции. 4 Оператор должен уметь пользоваться станком и беречь устройство, соблюдая меры предосторожности и процедуры ухода и хранения. Рисунок 5 – Рабочее снаряжение оператора станка с ЧПУ 23 Обязанности оператора станка с ЧПУ: 1 Следить за правильностью работы предохранительного (защитного) устройства. 2 Следить за тем, чтобы все операторы подавали сигнал перед вклю- чением устройства. 3 Содержать рабочую поверхность в чистоте, устранив все посторон- ние предметы. 4 Постоянно быть внимательным: ЧПУ станки могут неожиданно прийти в движение. 5 Носить защитные очки и защиту для слуха во время работы с устройством. 6 Использовать пылесобирающие системы (аспирационные системы) для минимизации вредных последствий от мелкодисперсных частиц, распространяемых в воздухе, а также для защиты электронных компонентов станка от попадания металлической стружки. 7 Содержать поверхность устройства в чистоте и периодически под- кручивать болты (гайки) во избежание попадания в механизм устройства инородных веществ. 8 Не включать машину без предварительной подготовки. 9 Оперативно нажать кнопку экстренной остановки (Е-стоп) при воз- никновении аварийной ситуации. Запрещается: 1. Покидать рабочее место при включенном станке; 2. Пользоваться изношенными или дефектными инструментами; 3. Открывать защитные дверцы; 4. Убирать стружку голыми руками. 24 Заключение Станки с ЧПУ быстро окупаются, сокращая операционные расходы и уменьшая влияние на производство человеческого фактора. Они не требуют постоянного присутствия оператора, что позволяет одному сотруднику обслуживать десятки станков, уменьшая количество необходимого персонала и расходы на оплату труда. Уменьшение доли ручного труда также повышает безопасность производства, снижая вероятность травмирования человека до мизерных величин. Главные преимущества станков с ЧПУ — скорость и точность работы, непрерывный режим 24/7, стабильность качества результата, недоступная человеку. Наконец, ЧПУ-станки предлагают поразительную эксплуатационную гибкость. Машина с ЧПУ может выполнять разные программы для производства значительно отличающихся друг от друга продуктов, не требуя при этом значительной переоснастки. Это дает станкам с ЧПУ большое преимущество перед другими методами производства, так как позволяет изменять роль станка на линии за несколько минут. ЧПУ-обработка активно используется в самых разных отраслях, поскольку позволяет производителям повысить свои прибыли, за счет улучшения качества продукции и увеличения производительности предприятий. 25 ОТЗЫВ на производственную практику студента группы ЗПС-20 Давыдова К. А. В качестве задания на учебную практику было поручено освоить работу и анализ информации по «Обслуживание, программное обеспечение, система управления станком ЧПУ». За время прохождения практики был проведен библиографический поиск по современной технической справочной и методической литературе, а также электронной технической документации. В результате прохождения практики были сформированы ряд компетенций: ОПК-1, ОПК-2. Давыдов Кирилл полностью справился с поставленным заданием, показал себя самостоятельным, ответственным и заслуживает оценки отлично. Руководитель (Подпись, дата) 26
