Автоматизация станка с ЧПУ

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Октября 2011 в 18:52, дипломная работа

Описание работы

Современный электропривод представляет собой конструктивное единство электромеханического преобразователя энергии (двигателя), силового преобразователя и устройства управления. Он обеспечивает преобразование электрической энергии в механическую в соответствии с алгоритмом работы технологической установки. Сфера применения электрического привода в промышленности, на транспорте и в быту постоянно расширяется. В настоящее время уже более 60% всей вырабатываемой в мире электрической энергии потребляется электрическими двигателями. Следовательно, эффективность энергосберегающих технологий в значительной мере определяется эффективностью электропривода. Разработка высокопроизводительных, компактных и экономичных систем привода является приоритетным направлением развития современной техники.

Содержание работы

Введение 6
1 Анализ объекта управления 8
1.1 Основные требования к объекту управления 8
1.2 Принцип работы БДПТ 10
1.3 Управление шаговым двигателем 14
1.4 Описание объекта управления 17
1.5 Анализ целей управления 17
2 Обзорный анализ существующих аналогов СУ 18
3 Построение структурной схемы СУ 20
4 Проектирование принципиальной схемы СУ 22
4.1 Выбор управляющего микроконтроллера 22
4.1.1 Основные требования к микроконтроллеру 22
4.1.2 Анализ аппаратных ресурсов микроконтроллера и обоснование их использования 23
4.1.3 Модуль микроконтроллера 24
4.2 Проектирование силовой части схемы 25
4.2.1 Устройство сопряжения и транзисторный ключ 25
4.2.2 Датчики положения ротора 27
4.2.3 Оптический энкодер 29
4.2.4 Разработка принципиальной схемы блока питания 32
4.3 Проектирование интерфейса пользователя 32
4.3.1 Модуль ЖК-дисплея 32
4.3.2 Устройство сброса микроконтроллера 34
5 Синтез алгоритма СУ 35
5.1 Разработка алгоритма микроконтроллера 35
5.2 Процедура инициализации 36
5.3 Основной цикл программы 38
5.4 Обработка прерывания QEI 38
5.5 Отладка программы микроконтроллера в среде MPLAB 39
5.6 Настройка параметров среды программирования 40
5.7 Создание нового проекта 40
5.8 Создание основного файла проекта 41
5.9 Подключение дополнительных файлов проекта 41
6 Технологическая часть 42
6.1 Программирование микроконтроллера 42
6.2 Разработка печатной платы 43
6.2.1 Общие сведения о системе проектирования печатных плат ACCEL P-CAD 2002 44
6.2.2 Технология изготовления печатных плат 44
6.2.3 Разработка печатных плат системы управления и силовой части 46
7 Экономическая часть 51
7.1 Расчет стоимости опытного образца 51
7.1.1 Расчет стоимости основных материалов 51
7.1.2 Расчет стоимости покупных изделий 52
7.2 Расчет стоимости проектирования и изготовления устройства 54
7.2.1 Расчет основной заработной платы 54
7.2.2 Расчет дополнительной заработной платы 54
7.2.3 Отчисления на социальные нужды 54
7.2.4 Общая стоимость проектирования и изготовления устройства 55
7.3 Общехозяйственные расходы. 55
7.4 Расчет полной стоимости устройства 56
7.5 Экономический эффект от создания устройства 56
8 Охрана труда и окружающей среды 57
8.1 Охрана труда 57
8.1.1 Разработка системы управления 57
8.1.2 Изготовление печатных плат системы управления и силовой части 60
8.1.3 Эксплуатация и обслуживание системы управления 63
8.2 Охрана окружающей среды 64
8.2.1 Охрана окружающей среды при работе на ПЭВМ 65
8.2.2 Охрана окружающей среды при работах по пайке и лужению 65
8.2.3 Экономия ресурсов и утилизация прибора 66
Заключение 68
Список литературы 69
Приложение А 70
Приложение Б 71
Приложение В 73
Приложение Г 74
Приложение Д 92

Файлы: 1 файл

ДИПЛОМ.doc

— 2.79 Мб (Скачать файл)

     Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным, регулируемым по высоте и углам наклона  сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию. Поверхность сиденья, спинки и других элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, слабо электризующимся и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.

      1. Изготовление  печатных плат системы управления и  силовой части

     В процессе изготовления возможно воздействие  различных вредных факторов на организм человека. Наиболее опасным для здоровья является процесс изготовления печатных плат (включая монтаж радиодеталей). Правила техники безопасности и охраны труда при технологических процессах изготовления печатных плат регламентируются правилами для соответствующих технологических процессов.

     На  работников, занятых пайкой изделий, возможно воздействие следующих опасных и вредных производственных факторов:

  1. повышенная загазованность воздуха рабочей зоны парами вредных химических веществ;
  2. повышенная температура поверхности изделия, оборудования, инструмента, расплавов припоев и солей, воздуха рабочей зоны;
  3. опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
  4. повышенный уровень шума и вибрации от двигателей вакуумных насосов, ультразвукового оборудования;
  5. повышенный уровень электромагнитного излучения от неэкранированных индукторов, трансформаторов, конденсаторов;
  6. повышенный уровень ультразвука;
  7. повышенный уровень ультрафиолетовой радиации во время выполнения пайки;
  8. рентгеновское излучение через незащищенные части вакуумных камер электронно-лучевых установок;
  9. пожароопасность;
  10. брызги припоев и растворов.

     Сформулируем  основные требования к паяльному  оборудованию.

     Перед началом работ необходимо провести внешний осмотр и убедиться в  исправном состоянии кабеля, штепсельной  вилки, целостности защитного кожуха и изоляции рукоятки.

     Паяльник  на рабочих местах должен устанавливаться  на огнезащитные подставки, исключающие  его падение.

     Кабель  паяльника должен быть защищен от случайного механического повреждения  и соприкосновения с горячими деталями.

     Излишки припоя и флюса с жала паяльника  следует снимать с применением  материалов, указанных в технологической  документации (хлопчатобумажные салфетки, асбест и другие).

     Паяльник, находящийся в рабочем состоянии, постоянно должен находиться в зоне действия местной вытяжной вентиляции.

     Класс паяльника должен соответствовать  категории помещения и условиям производства в соответствии с требованиями нормативных правовых актов при  эксплуатации электроустановок.

     При выполнении пайки в замкнутых  объемах паяльник должен быть напряжением не выше 12 В.

     При пайке интегральных микросхем должны использоваться оптические приборы, преимущественно  бинокулярные стереоскопические микроскопы с телевизионными экранами.

     Основные  требования к помещениям.

     Производственные помещения, в которых располагаются участки пайки, должны отвечать требованиям строительных норм и правил, санитарных норм и правил, правил пожарной безопасности в Российской Федерации и других действующих нормативных актов.

     Здания, в которых располагаются участки пайки, а также другие цехи и участки следует строить из огнестойкого материала, размещать по отношению к жилым застройкам с подветренной стороны и на расстоянии, определяемом в соответствии с расчетом рассеивания вредных веществ, но не менее 50 м от жилых застроек.

     Стены и внутренние конструкции помещений, в которых проводится пайка, должны иметь поверхность, допускающую  легкую очистку и влажную уборку.

     Полы  помещений, в которых располагаются  участки пайки, должны быть ровными, нескользкими, без щелей, допускающими легкую очистку и влажную уборку.

     На  территории организации должно быть изолированное помещение для  сбора, кратковременного хранения и  утилизации отходов, полученных при  выполнении работ по пайке.

     Стены и внутренние конструкции производственных помещений должны быть покрыты химически стойкими красками или керамическими плитками до высоты не менее 2 м, защищающими их от воздействия химических веществ.

     Категории помещений по пожарной опасности  должны быть установлены в соответствии с нормами пожарной безопасности в зависимости от количества и пожароопасных свойств находящихся в них материалов и веществ.

     На  участках пайки должны находиться первичные  средства пожаротушения в соответствии с требованиями Правил пожарной безопасности в Российской Федерации.

     Системы отопления и кондиционирования  воздуха, общие и местные вентиляционные установки должны обеспечивать нормальные метеорологические условия в  рабочей зоне и необходимое удаление из воздуха вредных газов, паров  и пыли с тем, чтобы содержание их в воздухе помещений не превышало предельно допустимых концентраций.

     Рабочие места при пайке оловянно-свинцовыми припоями должны быть оборудованы местными вытяжными устройствами, обеспечивающими  скорость движения воздуха непосредственно  на месте пайки не менее 0,6 м/сек., независимо от конструкции воздухоприемников.

     Устройства  и эксплуатация установок искусственного освещения должны осуществляться в  соответствии с требованиями нормативных  правовых актов, обеспечивающих безопасную эксплуатацию электроустановок.

      1. Эксплуатация  и обслуживание устройства

     При работе и обслуживании лабораторного  стенда требуется соблюдать технику  безопасности. Лабораторный стенд является источником повышенной опасности поражения  электрическим током. Как показывает статистика, до 80% смертельных случаев поражения электрическим током происходит при напряжении до 1000В, т.е. при напряжении, которое используется для питания лабораторного стенда. Для исключения поражения электрическим током рабочего персонала необходимо обеспечить следующие требования:

  1. изоляция токоведущих частей электрооборудования и сетей должна удовлетворять правилам устройства электрооборудования;
  2. оборудование должно быть заземлено;
  3. питание оборудования должно производиться через щиты с автоматическими размыкателями в случае аварийной ситуации;
  4. при монтаже и наладке должны применяться средства индивидуальной защиты от поражения электрическим током.

     Для защиты человека от поражения электрическим  током применяют несколько технических  способов, а именно: изоляция токоведущих частей – основное средство, для переменного тока сопротивление должно быть не менее 6  Мом.

     При обслуживании электроустановок применяют  индивидуальные защитные средства. Основными  защитными средствами от поражения  электрическим током или ожога электрической дугой являются диэлектрические перчатки, изолирующие штанги, клещи и т.п. В дополнение к основным средствам защиты в ряде случаев требуется применение дополнительных средств защиты.

     Электроустановки  должны находиться в технически исправном  состоянии, обеспечивающем безопасные условия труда.

     Работники, принимаемые для выполнения работ  в электроустановках, должны иметь  профессиональную подготовку, соответствующую  характеру работы. При отсутствии профессиональной подготовки такие  работники должны быть обучены (до допуска к самостоятельной работе) в специализированных центрах подготовки персонала (учебных комбинатах, учебно-тренировочных центрах и т.п.).

     Электротехнический  персонал до допуска к самостоятельной  работе должен быть обучен приемам  освобождения пострадавшего от действия электрического тока, оказания первой помощи при несчастных случаях.

     Персонал  обязан соблюдать требования правил, инструкций по технике безопасности, указания, полученные при инструктаже.

    1. Охрана  окружающей среды

     Разработка, эксплуатация и утилизация любого оборудования связана с процессами, которые могут отрицательно воздействовать на окружающую среду. В последние годы во всем мире появились многочисленные нормативные акты и проекты стандартов, призванные уменьшить эти воздействия.

     Немалый вред приносят отходы производства, которые  содержат вещества, обладающие опасными свойствами (токсичностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, высокой реакционной  способностью) или могут представлять непосредственную или потенциальную  опасность для окружающей природной среды и здоровья человека самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами.

      1. Охрана  окружающей среды при работе на ПЭВМ

     ПЭВМ, соответствующая нормам СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы», сама по себе относится к практически не опасным источником загрязнения окружающей следы. Зона её влияния локализована в пределах помещения, где эта ПЭВМ установлена.

     В процессе эксплуатации ПЭВМ образовываются всевозможные отходы. Такими отходами могут быть: бумага, отработанные чернильные картриджи, магнитные и оптические носители информации, а также сама вычислительная техника и её составляющие. Степень влияния на окружающую среду, в случае соблюдения правил эксплуатации и утилизации – низкая и очень низкая.

     В случае нарушения правил эксплуатации и утилизации могут образовываться и опасные отходы со средней и  высокой степенью влияния на окружающую среду.

      1. Охрана  окружающей среды при работах  по пайке и лужению

     При проектировании, изготовлении и использовании  разрабатываемого устройства, наибольшее влияние на окружающую среду оказывают  работы связанные с процессами пайки  и лужения. Основной опасный фактор – выбросы вредных веществ.

     Свинец  и олово. На этапе изготовления наиболее опасным источником загрязнения являются пары свинца, которые образуются при пайке элементов печатной платы. Выбросы при массовом производстве являются высоко опасными.

     Для создания электрических контактов  между отдельными радио деталями и проводниками печатных плат в процессе сборки и монтажа используют пайку с применением кислот, флюсов и припоев.

     Кислоты. Являются веществами средней, высокой  и очень высокой опасности. В  больших количествах и концентрациях  крайне пагубно влияют на все живое. Большую опасность представляют также и пары различных кислот или газы, выделяющиеся при химических реакциях.

     Канифоль  – естественная смола, входящая в  состав некоторых лаков и флюсов. Имеет природное происхождение, относится к малоопасным веществам.

     Ацетон. Применяется при обезжиривании  контактов на печатных платах. Входит в состав растворителей для смывки старых красок. Относится к малоопасным  веществам.

     Технический спирт. Применяется также при  обезжиривании контактов на печатных платах и самих печатных плат. Спирт большой опасности не представляет.

     Технологию  процесса целесообразно строить  таким образом, чтобы операции пайки  были максимально сосредоточены  во времени и пространстве.

     Предприятия, производящие экологически опасные  работы, должны быть оборудованы очистными и утилизационными комплексами, позволяющими уменьшить негативное влияние на окружающую среду

Информация о работе Автоматизация станка с ЧПУ