/
вСТуп
1 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
1.1 Аналіз деталі
1.2 Хімічний склад матеріалу деталі
1.3 Спосіб одержання заготівки
1.4 Маршрут обробки деталі (попередній)
1.5 Вибір металообробного обладнання
1.6 Вибір верстатних пристосувань
1.7 Вибір ріжучого інструменту і його характеристика
1.8 Визначення (по нормативах) режимів різання
1.9 Складання маршруту обробки деталі
1.10 Складання програми і карти налагодження верстата з ЧПК
2 Конструкторський розділ
2.1 Структурна схема ПЧПК 2С42-65
2.2 Структура субблоку SB-059
2.3 Адресний простір
2.4 Логічний аналіз схеми
2.5 Аналіз методів діагностики субблоку
2.6 Перевірка з використанням штатних засобів
3 СПЕЦІАЛЬНИЙ РОЗДІЛ
3.1 Проектування стендової апаратури контролю
3.2 Складання алгоритму пошуку несправностей
4 ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ РОЗДІЛ
4.1 Організація оснащення робочого місця електромеханіка
4.2 Техніка безпеки на робочому місці електромеханіка
4.3 Протипожежні заходи, охорона праці й навколишнього середовища на робочому місці електромеханіка
5 ЕКОНОМІЧНИЙ РОЗДІЛ
5.1 Визначення трудомісткості технічного обслуговування й ремонту верстата з ЧПУ
5.1 Розрахунок чисельності персоналу зайнятого техобслуговуванням і ремонтом верстата з ЧПУ
5.2 Визначення фонду оплати праці персоналу
Висновки
Перелік посилань
Додатки
В даний час у виробництво вводиться багато нового устаткування з програмним управлінням. Його освоєння і настройка вимагають від обслуговуючого персоналу широкого круга знань в різних областях техніки. Налагоджувальник повинен уміти виявляти недоліки в програмах, що управляють, і коректувати їх, добиваючись при мінімальних витратах часу якнайкращих результатів по продуктивності і точності обробки.
Налагоджувальник повинен в найкоротші терміни відшукати причину несправності і прийняти заходи до її усунення своїми силами або із залученням фахівців з відповідних служб. Налагоджувальник повинен уміти програмувати роботу верстатів і роботів, читати зміст програми, що управляє, по перфострічці, добре розбиратися в супровідній технологічній документації, знати управління більшістю верстатів і роботів певного типу, уміти користуватися кресленнями і схемами механічних, гідравлічних, електричних і електронних пристроїв, знати методи і прийоми технічного обслуговування, що гарантують надійність устаткування.
Високий рівень підготовки налагоджувальників повинен передбачати отримання ними глибоких теоретичних знань по основах технології машинобудування, теорії різання, проектуванні і експлуатації ріжучого інструменту, теорії взаємозамінюваності, програмування обробки на верстатах з ЧПУ, розрахункам деталей машин і механізмів верстатів з ЧПУ, по прийомах настройки і обслуговування верстатів з ЧПУ.
Розділи дипломного проекту розраховані на поглиблення знань студентів по всьому комплексу перерахованих вище напрямків.Окремо необхідно приділити увагу питанням техніки безпеки при експлуатації устаткування з ЧПУ. Для організації робочого місця спеціаліста по технічному обслуговуванню верстатів з ПУ виконати необхідні розрахунки з планування і комплектації. В економічному розділі виконати розрахунки затрат на експлуатацію верстатів з ПУ.
1 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
1.1 Аналіз деталі
Деталь «Вал 210.022» являється тілом обертання, що складається з поверхонь циліндричної форми різних діаметрів , які можна одержати шляхом чорнового,чистового точіння та шліфування. Поверхні вала в основному виконуються по високому квалітету (шостому) точності і вимагають заключної операції -шліфування.
Деталь «Вал 210.022» відноситься до деталей класу «Вал». В деталі виконуютьcя пази 8Н12 на поверхні Ш56h8. Також виконується операція різьбонарізання на поверхні Ш44 з шагом 2. Деталь виготовляється із сталі 45 ГОСТ 1050-88 та піддається закалюванню на ТВЧ пристроях до НRC 41..45. Деталь представлено на кресленні ДП.ОВ.00.01.03.КД
1.2 Хімічний склад матеріалу деталі
Межа витривалості ф-1, Мпа - 157
Технологічні властивості:
Температура кування °С: початка - 1250, кінця - 700. Перетин до 400 мм охолоджується на повітрі.
Конструкційна вуглецева якісна сталь 45 ГОСТ 1050-88 [2].
Таблиця 1.1-Температура критичних крапок °С
Ac1 |
Ac3 (Acт) |
Ar3 (Ar3cт) |
Ar1 |
Mn |
|
730 |
755 |
690 |
780 |
350 |
Таблиця 1.2-Хімічний склад % [по ГОСТ 1050-88] .
З |
Si |
Mn |
Cr |
S |
P |
Cu |
Ni |
As |
|
не більш |
|||||||||
0,42…0,5 |
0,17…0,37 |
0,5…0,8 |
0,25 |
0,04 |
0,035 |
0,25 |
0,25 |
0,08 |
Таблиця 1.3-Механічні властивості прокату .
ГОСТ |
Стан постачання |
Перетин мм |
дВ |
д5 (д4) |
ш |
|
Мпа |
% |
|||||
не менше |
||||||
1050- 88 |
Сталь гарячекатана, кована, така, що калібрується і сріблянка 2-ої категорії після нормалізації. |
25 зразки |
600 640 |
16 6 |
40 30 |
Межа витривалості ф-1, Мпа - 157
Технологічні властивості:
Температура кування °С: початка - 1250, кінця - 700. Перетин до 400 мм охолоджується на повітрі.
Зварюваність - погана. Спосіб зварки: РДС і КРС. Необхідний підігрів і подальша термообробка.
Оброблюваність різанням - в гарячекатаному стані при 170…179 НВ і дВ=640 Мпа КVтв.ск.=1; КVд.ст.=1 Флокеночутливість - малочутлива. Схильність до відпускної крихкості - не схильна.
1.3 Спосіб одержання заготівки
Спосіб одержання заготовки залежить від таких факторів:
конструкції деталі;
матеріалу деталі;
технічних вимог на деталь;
типу виробництва.
В умовах ремонтного виробництва доцільно вибрати прокат відповідного діаметру
Розрахункові розміри для заготівки визначають по формулах:
Dр= Dн + 2Zо і Hр = Hн +Zо ( 1.1 )
де Dр - розрахунковий діаметр заготівки, мм
Dн - номінальний діаметр оброблюваної поверхні деталі, мм
Hр - розрахунковий розмір оброблюваної поверхні, мм
Hн - номінальний розмір, мм.
Відповідно до [3] (табл. 3.12) визначаю припуски для обробки торців деталі. Для Ш50-Ш120мм при довжині L=350мм припуск складає 2Zо=2,4мм(для двох торців).
Hр = Hн +2Zо=350+2,4=352,4мм.
припуски на обробку поверхні Ш65. Проміжні припуски на обробку зовнішніх циліндрових поверхонь ([3] ( табл. 3.13) для номінальних розмірів Ш50-80 мм при розрахунковій довжині 250-400мм складає:
- чорнове точіння: 2Zо = 4,5мм
- чистове точіння: 2Zо = 2,0мм
-шліфування: 2Zо = 0,5мм
З урахуванням відхилень матимемо розміри:
Ш65+4,5+2,0+0,5=Ш72мм
По табл.3.14(з урахуванням заданого креслення деталі) визначаю вид прокату для сталі звичайної точності
Круг
Допускаємі відхилення: верхні- +0,5, нижні- -1,1;
Технічні умови на заготівку:
1. Кривизна заготовки не повинна перевищувати 0,5% довжини;
2. Кривизна відрізаної сторони не повинна перевищувати 0,1 Dз
Визначаю вагу заготівки. Заготівка має об'єм:
Vз= Ч Lз , де (1.2)
D- діаметр заготовки;
Lз - довжина заготовки.
Vз= =1556(см3)
Вага заготовки:
Рз=qЧVз, (1.3)
де q-питома вага;
Рз=qЧVз=0,00785Ч1556=12,2кГ.
Коефіцієнт використання матеріалу:
Км= , (1.4)
де Рд- вага деталі;
Рз- вага заготівки.
Км= = =0,62
Заготовку представлено на кресленні ДП.ОВ.00.01.03.КЗ
1.4 Маршрут обробки деталі (попередній)
Перед проектуванням операцій механічної обробки і вибором устаткування аналізуємо варіанти маршруту обробки деталі. На початку механічної обробки виконується термічна обробка-нормалізація.
Підрізати торці та зацентрувати заготовку можливо на фрезерно-центрувальному верстаті МР73М. Обробка основних поверхонь виконується на токарному верстаті з ЧПК 16Б16Т1. Обробити пази можливо на вертикально- фрезерній операції. Операція шліфування виконується на кругло-шліфувальному верстаті 3М151.
Маршрут обробки деталі «Вал 150.054» :
005. Порізочна
010. Термічна
015. Фрезерно-центрувальна. МР73М.
020. Токарна з ЧПК. 16Б16Т1
025. Вертикально-фрезерна. 6Р12
030. Кругло-шліфувальна.3М151
1.5 Вибір металообробного обладнання
005. Порізочна СЛП 85-30
- найбільший діаметр різання 300
- кут нахилу пили ±60°
- точність різання ±0,1
- швидкість різання, мм/хв 0-500
- регулювання швидкості різання Б/с
- потужність приводу головного руху, кВт 2
- габаритні розміри:
- Довжина 1200
- ширина 800
- висота 1200
- маса, кг 1000
015.Фрезерно-центрувальна МР73М.
- діаметр оброблюваної заготівки, мм до125
- довжина оброблюваної заготівки, мм 500-1250
- число швидкостей шпінделя фрези 6
- межі чисел обертів фрези, хв-1 125-712
- найбільший хід головки фрези, мм 220
- межі робочих подач фрези, мм/хв 20-400
- межі чисел обертів свердлувального шпінделя, хв-1 238-1125
- хід свердлувальної головки, мм 75
- межі робочих подач свердлувальної головки, мм/хв 20-300
- потужність електродвигунів, кВт
фрезерної головки 7,5/10
свердлувальної головки 2,2/3
020. Токарна з ЧПК. 16Б16Т1.
- найбільший діаметр оброблюваного виробу над станиною, мм 320
- найбільша довжина встановлюваного виробу, мм 750
- межі частот обертання шпинделя, об/хв (регулювання безступінчате)
1 діапазон 20-700
2 діапазон 80-2800
- межі величин подач, мм/об:
Подовжніх 0,10-20,47
Поперечних 0,005-10,13
- швидкість швидких ходів, мм/хв:
Подовжніх 8000
Поперечних 5000
- дискретність переміщень, мм:
Подовжніх 0,01
Поперечних 0,005
- кількість позицій автоматичної поворотної різцевої головки...8
- найбільший момент на шпинделі, Н·м 480
- маса верстата, кг 2620
- система ОСУ «Електроніка НЦ-31»
- потужність приводу, кВт 11
- потужність і момент двигунів подач, кВт 1,7(13)
025. Вертикально-фрезерна. 6Р11
- розміри робочої поверхні столу
(довжина Ч ширина), мм 1000Ч250
-найбільше переміщення столу, мм
Подовжнє 630
Поперечне 210
-подача столу, мм/хв
Подовжнє 25-800
Поперечне 25-800
- частота обертання шпінделя, хв-1 50-1600
- потужність головного двигуна, кВт 5,5
030. Кругло-шліфувальна.3М151
- найбільший діаметр встановлюваної деталі, мм 200
- найбільша довжина деталі, мм 700
- діаметр заготівки шліфованої з активним контролем, мм 85
- частота обертання заготівки об/хв 50-500
- швидкість шліфувального круга, м/с 50
- робочі подачі шліфувальної бабки для:
попередньої обробки 0,2-1,2
остаточної обробки, мм/хв 0,1-0,6
доводочні, мм/хв 0,02-0,12
- швидкість переміщення столу, м/хв 0,05-5
- габаритні розміри, мм 4950Ч2400Ч2170
1.6 Вибір верстатних пристосувань
Вибір верстатних пристосувань здійснюється по операціях.
005. Порізочна СЛП 85-30
Лещата верстатні з механізованим приводом 7200-0207.
Базування заготівки по зовнішньому діаметру Ш75та торцю.
015. Фрезерно-центрувальна. МР73М.
Лещата верстатні з механізованим приводом 7200-0207.
Базування заготівки по зовнішньому діаметру Ш75та торцю.
020. Токарна з ЧПК. 16Б16Т1
Центр обертаючий А - 1 - 2 - НП ЧПК ГОСТ 8742 - 87
Повідковий торцевий патрон ІЛУЄ 7162-4004.000
Базування заготівки по осі симетрії та торцю.
025. Вертикально-фрезерна. 6Р12
Лещата верстатні з механізованим приводом 7200-0207.
Базування заготівки по зовнішньому діаметру Ш64,5-0,5 та торцю.
030. Кругло-шліфувальна.3М151
Центр обертаючий А - 1 - 2 - НП ЧПК ГОСТ 8742 - 87
Повідковий торцевий патрон ІЛУЄ 7162-4004.000
Базування заготівки по осі симетрії та торцю.
1.7 Вибір ріжучого інструменту і його характеристика
005. Порізочна СЛП 85-30
1. Встановити заготівку. Закріпити.
2. Відрізати заготовку Ш75мм на довжину 352,4±1,0мм .
Пила стрічкова 2500Ч25Ч1,2
015. Фрезерно-центрувальна. МР73М.
1. Встановити заготівку. Закріпити.
2. Фрезерувати торці поверхні Ш75мм .
Фреза торцева з тригранними пластинами по ТУ 2-035-910-83.
3.Засвердлити центровочні отвори
Свердло 035-2317-0101 ОСТ2І20 - 5 - 80
020. Токарна з ЧПК 16Б16Т1
1. Встановити заготівку. Закріпити.
2. Точити поверхню Ш42,5 на довжину 49мм; Ш62,5 на довжину 30мм; Ш67 на довжину 161мм; Ш42,5 на довжину 61мм; Ш67,5мм на довжину 32мм (попередньо).
Чорнове точіння
Різець CSBPR 2525 M12 - H3 T5K10 ГОСТ 26611 - 85 (правий)
Різець CSBPL 2525 M12 - H3 T5K10 ГОСТ 26611 - 85 (лівий)
3. Точити поверхню Ш40,5 на довжину 50мм; Ш60,5 на довжину 31мм; Ш64,5-0,5 на довжину 162мм; Ш40,5 на довжину 62мм; Ш65,5мм на довжину 33мм (остаточно). Точити 4 фаски 1Ч450 . 2 канавки b=3мм в розмір Ш39,5 і 3 канавки b=5мм в розмір Ш59 та 64
Чистове точіння
Різець контурний з ц= 930, з ромбічною пластиною з твердого сплаву.
Різець PDINR 2525 M12 T30K4 TУ 2 - 035 - 082 - 82 (правий)
Різець PDINL 2525 M12 T30K4 TУ 2 - 035 - 082 - 82 (лівий)
4. Точити 2 канавки b=3мм в розмір Ш39,5 і 3 канавки b=5мм в розмір Ш59 та Ш64
Різець токарний для обробки зовнішніх канавок по ОСТ 2І10-7-84
Різець 035-2126-1183 Т15К6
025. Вертикально-фрезерна. 6Р12
1. Встановити заготівку. Закріпити.
2. Фрезерувати два пази 12Р9 довжиною 45мм на розмір 5+0,2;
Фреза кінцева із Р6М5 035-2223-0101 ОСТ-2І62-75
030. Кругло-шліфувальна.3М151
1. Встановити заготовку. Закріпити.
2. Шліфувати поверхні до Rа=0,40 поверхні: Ш40,5 на довжину 50мм до Ш40Js6; Ш60,5 на довжину 31мм до Ш60Js6; Ш65,5мм на довжину 33мм до Ш65Js6;
Круг ПП 50 2010 25А СМ-5-К ГОСТ 2424-83
1.8 Визначення (по нормативах) режимів різання
015 Токарна з ЧПК. 16Б16Т1
1. Встановити заготівку. Закріпити.
2. Точити поверхню Ш42,5 на довжину 49мм; Ш62,5 на довжину 30мм; Ш67 на довжину 161мм; Ш42,5 на довжину 61мм; Ш67,5мм на довжину 32мм (попередньо).
Глибина різання чорнового проходу:
2Zо = 4,5мм Zо = 2,25мм
Призначаємо подачу (по табл. 17) при обробці сталі твердосплавним різцем з радіусом вершини r=1 мм(х>50 м/мін)
S=1,0-1,2 мм/об Приймаємо S=1,0мм/об
Період стійкості різця Т=120хв.
Поправочні коефіцієнти на подачу в залежності від:
-головного кута в плані……….Кs=1,0
-засобів кріплення деталі……..Кs=1,0
-жорсткості верстату………….Кs=1,0
-обробляємого матеріалу……..Кs=1,0
Кінцева подача-S=1,0мм/об
Швидкість різання х=74м/хв.(по табл. 23)
Частота обертання шпінделя
n=, де (1.5)
х- швидкість різання;
D -діаметр різання
n1==555хв.-1 для Ш42,5 nmax=555хв.-1
n2==380хв.-1 для Ш62,5 n2 =380хв.-1
n3==350хв.-1 для Ш67,5 nmin =350хв.-1
Потужність різання (по табл. 24 ) Nтабл=3,4кВт , коефіцієнт Кр=1,2
Nр =3,4Ч1,2=4,1кВт
Nшп=NдЧ?, де (6)
Nд=11кВт- потужність двигуна головного руху
?- к.п.д. механічної передачи
Nшп=NдЧ?= 11Ч0,9=9,9 кВт
Nріз< Nшп
Основний час
То= , де (7)
n-частота обертання шпінделя;
Sо-подача;
L=l+-загальний шлях переміщення різця;
=2мм- величина врізання та перебігу;
і-кількість проходів.
для Ш42,5 і1==7,2(8)
для Ш62,5 і2==2,7(3)
для Ш67,5 і3==1,7(2)
L1=8Ч(30+62+2)=752мм
L2=3Ч(31+2)=99мм
L3=2Ч(195+2)=394мм
То1= = =1,36хв
То2= = =0,26хв
То3= = =1,13хв
То=То1+То2+То3=1,36+0,26+1,13=3,15хв.
3. Точити поверхню Ш40,5 на довжину 50мм; Ш60,5 на довжину 31мм; Ш64,5-0,5 на довжину 162мм; Ш40,5 на довжину 62мм; Ш65,5мм на довжину 33мм (остаточно). Точити 4 фаски 1Ч450
Глибина різання чистового проходу:
2Zо = 2,0мм Zо = 1,0мм
Призначаємо подачу (по табл. 19) при обробці сталі твердосплавним різцем S=0,25-0,35мм/об
Період стійкості різця Т=120хв.
Кінцева подача-S=0,3мм/об
Швидкість різання (по табл. 23) х=150 м/хв.
Частота обертання шпінделя:
n1===1180 хв.-1, для Ш40,5 nmax=1180хв.-1
n2===790хв.-1 для Ш60,5 n2 =790хв.-1
n3===730 хв.-1, для Ш65,5 nmін=730хв.-1
Потужність різання (по табл. 24 ):
Р=2,4 кВт Nріз< Nшп
Основний час:
То= ;
і=1.
L1=(50+2)+(62+2)=116мм
L2=31+2=33мм
L3=350-(116+33)=201мм
То1= ==0,33хв.
То2= ==0,14хв.
То3= ==0,92хв.
4. Точити 2 канавки b=3мм в розмір Ш39,5 і 3 канавки b=5мм в розмір Ш59 та Ш64
Призначаємо подачу (по табл. 18) при обробці сталі твердосплавним різцем на діаметрі деталі до 200мм при ширині В=4-10мм
S=0,1 мм/об
Визначаємо швидкість головного руху різання (по табл. 23 )
х=134м/хв. Кх=1,0 для Т15К6
Частота обертання шпінделя
n1= = =1080хв.-1 для Ш39,5 nmax=1180хв.-1
n2= = =720хв.-1 для Ш59 n2=720хв.-1
n3= = =670хв.-1 для Ш64 nmін=670хв.-1
Визначаємо потужність (кВт) що витрачається на різання (по табл. 24 )
N=2,9квт
Nріз< Nшп
Визначаю основний час:
- для Ш40,5
l1= =0,5мм
L1=l1+=0,5+0,5=1мм
To1===0,01хв.
- для Ш59
l2= =0,75мм
L2=l2+=0,75+0,5=1,25мм
To2===0,02хв.
- для Ш64
l3= =0,75мм
L3=l3+=0,75+0,5=1,25мм
To3===0,02хв.
Загальний час на обробку канавок:
То=То1+То2+То3=0,01+0,02+0,02=0,05хв.
1.9 Складання маршруту обробки деталі
Таблиця 1.4- Операційна карта для 020 Токарна з ЧПК. 16Б16Т1
Операція |
Креслення деталі |
|
1 |
2 |
|
А 015 Токарна з ЧПК Б Токарний верстат з ЧПК 16Б16Т1 О.1.Встановити заготівку.Закріпити. Т. Центр обертаючий А - 1 - 2 - НП ЧПК ГОСТ 8742 - 87 Патрон ІЛУЄ 7162-4004.000 О. 2. Точити поверхню Ш42,5 на довжину 49мм; Ш62,5 на довжину 30мм; Ш67 на довжину 161мм; Ш42,5 на довжину 61мм; Ш67,5мм на довжину 32мм (попередньо). Т. Різець CSBPR 2525 M12 - H3 T5K10 ГОСТ 26611 - 85 (правий) Різець CSBPL 2525 M12 - H3 T5K10 ГОСТ 26611 - 85 (лівий) О. 3. Точити поверхню Ш40,5 на довжину 50мм; Ш60,5 на довжину 31мм; Ш64,5-0,5 на довжину 162мм; Ш40,5 на довжину 62мм; Ш65,5мм на довжину 33мм (остаточно). Точити 4 фаски 1Ч450 Т. Різець PDINR 2525 M12 T30K4 TУ 2 - 035 - 082 - 82 (правий) Різець PDINL 2525 M12 T30K4 TУ 2 - 035 - 082 - 82 (лівий) О. Точити 2 канавки b=3мм в розмір Ш39,5 і 3 канавки b=5мм в розмір Ш59 та Ш64 Т. Різець 035-2126-1183 Т15К6 ОСТ 2І10-7-84 О.7 Відкріпити деталь.Зняти. |
Маршрут обробки деталі «Вал 150.054» :
005. Порізочна
010. Термічна
015. Фрезерно-центрувальна. МР73М.
020. Токарна з ЧПК. 16Б16Т1
025. Вертикально-фрезерна. 6Р12
030. Кругло-шліфувальна.3М151
1.10 Складання програми і карти налагодження верстата з ЧПК
У даному розділі здійснюється складання УП і карти налагодження для токарного верстата з ЧПК 16К20Т1 з пристроєм оперативного ЧПК «Електроніка НЦ-31».
Програма складається із сукупності команд, які виконуються в певному порядку і визначають послідовність обробки.
Основне призначення буквених адрес:
N - номер кадру, приймає значення від 0 до 99. Формат N 03
G - підготовча функція. Формат G 02
Таблиця 1.5- Керуюча програма на операцію 015. Токарна з ЧПУ. 16Б16Т1
№ кадра |
Кодування інформації |
Зміст переходу |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
M41 |
включення діапазону швидкостей |
|
2 |
M3 |
включення правого обертання шпінделя |
|
3 |
M7 |
включення охолоджуючої рідини |
|
4 |
T1 |
поворот інструментальної головки в поз. 1 |
|
5 |
F100 |
подача по координатах 1,0 мм/об |
|
6 |
G96 * |
цикл постійності швидкості різання |
|
7 |
P350* |
nmin = 350 хв-1 |
|
8 |
P555 |
nmax = 555 хв-1 |
|
9 |
Z35000~* |
швидкісне переміщення в початкову позицію з координатами X і Z |
|
10 |
X7500 ~ |
||
11 |
G77 * |
багатопрохідний цикл |
|
12 |
X6750 * |
кінцевий діаметр обробки (поз. 1) |
|
13 |
Z -9500* |
кінцева координата обробки (поз. 2) |
|
14 |
P225 |
глибина різання |
|
15 |
P40 |
величина скосу |
|
16 |
G77 * |
багатопрохідний цикл |
|
17 |
X4250 * |
кінцевий діаметр обробки (поз. 3) |
|
18 |
Z-6100 |
кінцева координата обробки (поз. 4) |
|
19 |
P225* |
глибина різання |
|
20 |
P40 |
величина скосу |
|
21 |
Z 36000~* |
швидкісне переміщення по координатам X і Z в позицію зміни інструменту |
|
22 |
X8000 ~ |
||
23 |
T2 |
поворот інструментальної головки в поз. 2 |
|
24 |
F100 |
подача по координатах 1,0 мм/об |
|
25 |
G96 * |
цикл постійності швидкості різання |
|
26 |
P350* |
nmin = 350 хв-1 |
|
27 |
P555 |
nmax = 555 хв-1 |
|
28 |
Z0~* |
швидкісне переміщення в початкову позицію з координатами X і Z |
|
29 |
X7550 ~ |
||
30 |
G77 * |
багатопрохідний цикл |
|
31 |
X6700 * |
кінцевий діаметр обробки (поз. 1) |
|
32 |
Z 24100* |
кінцева координата обробки (поз. 2) |
|
33 |
P225* |
глибина різання |
|
34 |
P40 |
величина скосу |
|
35 |
G77 * |
багатопрохідний цикл |
|
36 |
X6250 * |
кінцевий діаметр обробки (поз. 3) |
|
37 |
Z 8000* |
кінцева координата обробки (поз. 4) |
|
38 |
P225* |
глибина різання |
|
39 |
P40 |
величина скосу |
|
40 |
G77 * |
багатопрохідний цикл |
|
41 |
X4250 * |
кінцевий діаметр обробки (поз. 5) |
|
42 |
Z 4900* |
кінцева координата обробки (поз. 6) |
|
43 |
P225* |
глибина різання |
|
44 |
P40 |
величина скосу |
|
45 |
Z 36000~* |
швидкісне переміщення по координатам X і Z в позицію зміни інструменту |
|
46 |
X8000 ~ |
||
47 |
T3 |
поворот інструментальної головки в поз. 3 |
|
48 |
F30 |
подача по координатах 0,3 мм/об |
|
49 |
G96 * |
цикл постійності швидкості різання |
|
50 |
P730* |
nmin = 730хв-1 |
|
51 |
P1180 |
nmax = 1180 хв-1 |
|
52 |
Z35000~* |
швидкісне переміщення в початкову позицію з координатами X і Z |
|
53 |
X4250 ~ |
||
54 |
X3800 |
переміщення в позицію 1 |
|
55 |
X4050-450 |
переміщення в позицію 2 |
|
56 |
Z -6200 |
переміщення в позицію 3 |
|
57 |
X6300 |
переміщення в позицію 4 |
|
58 |
X6550-450 |
переміщення в позицію 5 |
|
59 |
Z -3300 |
переміщення в позицію 6 |
|
60 |
X7500 |
переміщення в позицію 7 |
|
61 |
Z 36000~* |
швидкісне переміщення по координатам X і Z в позицію зміни інструменту |
|
62 |
X8000 ~ |
||
63 |
T4 |
поворот інструментальної головки в поз. 4 |
|
64 |
F30 |
подача по координатах 0,3 мм/об |
|
65 |
G96 * |
цикл постійності швидкості різання |
|
66 |
P730* |
nmin = 730хв-1 |
|
67 |
P1180 |
nmax = 1180 хв-1 |
|
68 |
Z0~* |
швидкісне переміщення в початкову позицію з координатами X і Z |
|
69 |
X4250 ~ |
||
70 |
X3800 |
переміщення в позицію 1 |
|
71 |
X4050+450 |
переміщення в позицію 2 |
|
72 |
Z5000 |
переміщення в позицію 3 |
|
73 |
X5800 |
переміщення в позицію 4 |
|
74 |
X6050+450 |
переміщення в позицію 5 |
|
75 |
X6050+450 |
переміщення в позицію 6 |
|
76 |
Z8100 |
переміщення в позицію 7 |
|
77 |
X6450 |
переміщення в позицію 8 |
|
78 |
Z20800 |
переміщення в позицію 9 |
|
79 |
X6550 |
переміщення в позицію 10 |
|
80 |
Z +3500 |
переміщення в позицію 11 |
|
81 |
X7500 |
переміщення в позицію 12 |
|
82 |
Z 36000~* |
швидкісне переміщення по координатам X і Z в позицію зміни інструменту |
|
83 |
X80000 ~ |
||
84 |
T5 |
поворот інструментальної головки в поз. 5 |
|
85 |
Z25500~* |
швидкісне переміщення в початкову позицію з координатами X і Z |
|
86 |
X6550 ~ |
||
87 |
X6400 |
переміщення в позицію 1 |
|
88 |
G4 * |
затримка часу |
|
89 |
P200 |
T=2с |
|
90 |
X7550 ~ |
переміщення в позицію 2 |
|
91 |
Z 23900 ~ |
переміщення в позицію 3 |
|
92 |
X6550 ~ |
переміщення в позицію 4 |
|
93 |
X6400 |
переміщення в позицію 5 |
|
94 |
G4 * |
затримка часу |
|
95 |
P200 |
T=2с |
|
96 |
X6600 ~ |
переміщення в позицію 6 |
|
97 |
Z 7600 ~ |
переміщення в позицію 7 |
|
98 |
X6100~ |
переміщення в позицію 8 |
|
99 |
X5900 |
переміщення в позицію 9 |
|
100 |
G4 * |
затримка часу |
|
101 |
P200 |
T=2с |
|
102 |
X8000~ |
переміщення в позицію 10 |
|
103 |
Z 36000~ |
переміщення в позицію 0 |
|
104 |
T6 |
поворот інструментальної головки в поз. 6 |
|
105 |
Z28800~* |
швидкісне переміщення в початкову позицію з координатами X і Z |
|
106 |
X4050 ~ |
||
107 |
X3950 |
переміщення в позицію 1 |
|
108 |
G4 * |
затримка часу |
|
109 |
P200 |
T=2с |
|
110 |
X7550 ~ |
переміщення в позицію 2 |
|
111 |
Z 4700 ~ |
переміщення в позицію 3 |
|
112 |
X4050 ~ |
переміщення в позицію 4 |
|
113 |
X3950 |
переміщення в позицію 5 |
|
114 |
G4 * |
затримка часу |
|
115 |
P200 |
T=2с |
|
116 |
X4050 ~ |
переміщення в позицію 6 |
|
117 |
Z36000~* |
швидкісне переміщення по координатам X і Z в позицію зміни інструменту |
|
118 |
X8000 ~ |
||
119 |
M9 |
виключення охолоджуючої рідини |
|
120 |
S0 |
виключення обертів шпінделя |
|
121 |
M5 |
виключення приводів |
|
122 |
M30 |
кінець програми |
X ,Z - геометричні дані по вісях в абсолютному значенні або приростах. Формат X +06; Z +06
S - частота обертання шпинделя.
Т - номер інструменту і коректора
М - допоміжна функція. Формат S 04; T 02; M 02
Р - команда переходу в групі команд передачі управління,формат Р06 ,Р03
F - функція подачі. Формат F 04; F06. Програма складається з урахуванням розрахункових даних по режимах різання і вибраному інструменті. У карті налагодження показані базування заготівки, тип і розміри затискних пристроїв і елементів, взаємне розташування заготівки і супорта, що знаходиться в нулі програми, типи ріжучих інструментів і їх прив'язки до позицій револьверної головки або гнізд магазина, координатні вильоти вершин інструментів. Карту налагодження верстата з 16Б16Т1 представлено на кресленні ДП.ОВ.00.01.03.КН
2 Конструкторський розділ
2.1 Структурна схема ПЧПК 2С42-65
Пристрій ЧПК 2С-42 призначено для управління складними або багатоцільовими верстатами, оброблювальними центрами. По вигляду обробки геометричної інформації пристрій належить до класу контурно-позиційних систем ЧПК. Технічні характеристики системи приведені в таблиці 1.1.
Таблиця 2.1 - Технічні характеристики УЧПУ
Показник |
Значення |
|
Кількість керованих осей |
8 |
|
Кількість одночасно керованих осей з лінійною інтерполяцією |
4 |
|
Кількість одночасно керованих осей з круговою інтерполяцією |
2 |
|
Швидкість подачі робочої |
5 м/хв. |
|
Швидкість швидкого ходу |
15 м/хв. |
|
Максимальне переміщення по осях |
999,999 мм |
|
Дискретність завдання переміщення |
0,001 мм |
|
Напруга живлення |
380 В 50 Гц |
|
Габаритні розміри |
1786 х 670 х 440 мм |
Пристрій ЧПК забезпечує світлову сигналізацію наявності напруги мережі, включений стан пристрою, вироблення акумуляторів, символьну індикацію з ПУ, ФЗП і КНМЛ, виведення інформації на БВСІ, перфоратор і на касетний накопичувач, забезпечує зв'язок з ЕОМ вищого рангу.
Конструктивно система ЧПУ поміщена в приладовий блок типу шафи, в якій є наступні вузли: логічний блок, блок ЕОМ, інтерфейси зв'язку з пристроями, блок стабілізаторів, фільтр мережевої, блок вентиляторів, сполучні кабелі, джгути і дроти, канали вихідних роз'ємів. Над вище переліченим розташовані ПУ, ФСУ, ПК.
Блок ЕОМ ЧПК 2С-42 побудований на базі ЕОМ 'Електроніка МС1201', призначеною для вбудовування в технологічне устаткування. МІКРО-ЕОМ є системою функціональних пристроїв, зв'язки між якими здійснюються через канал обміну інформацією. Дана мікро-ЕОМ сумісна з ЕОМ класу 'Електроніка', оскільки побудована на базі центрального процесора К1801ВМ2. Система ЧПК побудована по структурі, що дозволяє нарощувати можливості шляхом додавання додаткових пристроїв розроблених користувачем. Дана МІКРО-ЕВМ реалізує в системі ЧПУ алгоритм управління (сюди входить обслуговування зовнішніх пристроїв введення-виводу, обчислення траєкторій і швидкостей переміщення, видачу послідовності команд технологічного процесу, що управляють, і так далі).
СЧПК має наступні режими роботи:
1. Режим перевірки СЧПК за допомогою резидентних перевірочних тестів (РПТ). При включенні СЧПУ автоматично включається РПТ і йде діагностична перевірка СЧПК і об'єкту управління (перевіряється вміст осередків ОЗП, ПЗП, вміст осередків параметрів, стан вузлів, модулів, пристроїв електроавтоматик, вузлів робочих органів і так далі). При режимі перевірки за допомогою РПТ на індикаторах висвічуються адреси, що перевіряються, і код виявленої помилки.
2. Режим перегляду і редагування УП. У цьому режимі вводиться початкова адреса програми, що проглядається, або довільна адреса, з якої починається перегляд.
3. У СЧПК передбачений режим розмірної прив'язки інструменту до УП обробки, що дає можливість в УП врахувати конкретний виліт вершини ріжучої кромки щодо точок кріплення і конкретне положення оброблюваної поверхні в системі координат щодо інструментів, які проводитимуть обробку.
4. Режим введення і режим виводу використовується спільно, що дозволяє одночасно завантажувати УП в пам'ять СЧПК і, викликаючи з пам'яті на індикатор, проглядати окремих кадрів, фрагменти УП.
В структуру схема ЧПК в неї входять наступні блоки:
Розширювач каналу - призначений для збільшення здатності навантаження каналу МІКРО-ЕОМ, а також для організації пам'яті ємкістю більше 64 кБайт.
Розширювач каналу призначений для формування сигналів, що управляють, і для посилення сигналів адреси / даних.
Блок вхідних сигналів призначений для безконтактного прийому сигналів від верстата.
Блок вихідних сигналів призначений для безконтактної видачі сигналів на верстат.
АЦП адаптивного управління служить для перетворення аналогових сигналів адаптивного управління.
ЦАП приводу перетворить цифрові коди в аналогові сигнали і видає їх на виконавчі пристрої (на пристрої електроавтоматик і приводи).
АЦП датчиків служить для перетворення аналогових сигналів, отриманих від датчиків зворотного зв'язку, розташованих в технологічному об'єкті, в цифровий код УЧПУ.
Програмований таймер призначений для організації переривання процесора через рівні інтервали часу, визначувані програмно заданою величиною.
Джерело живлення призначене для перетворення мережевої напруги в постійну напругу живлення системи УЧПУ.
Інтерфейс пульта корекції призначений для зв'язку з пультом корекції. ПК призначений для набору і зберігання корекції по передбачених адресах.
Інтерфейс пульта управління призначений для зв'язку з пультом управління. ПУ призначений для введення інформації (програм, що управляють, текстових даних, для редагування інформації).
Інтерфейс зв'язку з БОСИ призначений для отримання сигналів від ЦП і перетворення їх у відеосигнал, що поступає на БОСИ.
БОСИ призначене для відображення символьної інформації, що видається з блоку зв'язку.
Інтерфейс ФСУ призначений для прийому даних з ФСУ і передач їх в ЦП.
ФСУ призначене для введення УП з перфострічки.
Інтерфейс перфоратора призначений для зв'язку перфоратора з каналом ЕОМ. Перфоратор призначений для перфорації тих, що поступають з каналу даних.
Інтерфейс ЕОМ вищого рангу призначений для зв'язку з ЕОМ вищого рангу.
ЕОМ вищого рангу призначена для управління при комплексній автоматизації технологічного устаткування.
Інтерфейс БМ БПК призначений для зв'язку з блоком множення і блоком перетворення код.
Інтерфейс КНМЛ призначений для зв'язку з касетним накопичувачем на магнітній стрічці.
КНМЛ призначений для зберігання архівних програм і бібліотечної інформації і виклику інформації по запитах.
ОЗП призначене для тимчасового зберігання різної інформації (програм, що управляють, проміжних результатів і так далі). Інформацію можна багато разів стирати і записувати знов.
ПЗП призначений для довготривалого зберігання інформації. З пристрою можна прочитувати інформацію нескінченне число разів, але записувати в ПЗП яку-небудь інформацію не представляється можливим.
/
2.2 Структура субблоку SB-059
Структурна схема субблоку інтерфейсу магістралі SB - 059 показана на рисунку 2.1.
Інтерфейс магістралі включає наступні функціональні вузли:
1. шинні формувачі DD1-DD4;
2. селектор адреси DD13.1, DD7.1, DD8.1, DD14, DD15, DD16.1;
3. регістри адреси DD22-DD24;
4. підсилювачі DD29-DD31;
5. буферні елементи DD7.4-5, DD28.1-2;
6. регістри даних DD5, DD6;
7. приймачі DD9-DD12;
8. регістр стану DD27.1;
9. схема контролю роботи процесора DD283-4, DD7.6, DD27.2;
10. формувач СИП DD35.2, DD35.3, DD21.2;
2.3 Адресний простір
При зверненні до блоку ЦП адресується до двох регістрів блоку, що мають адреси:
177554-PC;
177556-РД.
2.4 Логічний аналіз схеми
Логічний аналіз функціональних вузлів приймачів і шинних формувачів
Шинні формувачі (DD1-DD4), виконані на інтегральних схемах К589АП26, є паралельними двонаправленими приймачами для управління магістралями в цифрових обчислювальних пристроях і є чотирьохканальні
комутатори, що мають в кожному каналі одну шину тільки для прийому інформації, одну шину тільки для видачі інформації, і одну двонаправлену шину для прийому і видачі інформації.
Функціональний вузол шинних формувачів представлений на рисунку 2.3.
Напрям передачі шинних формувачів залежить від сигналів на входах ВК і УВ. На виході ВК «жорстко» заданий логічний нуль, таким чином напрям передачі залежатиме від сигналу на вході УВ. Напрям передачі від каналу В до С буде за наявності на вході УВ логічного нуля. Ця умова виконається за наявності сигналів ВВОД, ППР, СИП і сигналу з селектора адреси. Напрям передачі від каналу А до В буде за наявності логічної одиниці на вході УВ.
Логічний аналіз функціонального вузла регістра даних
Регістр даних призначений для прийому інформації що поступає на магістраль верстата. Функціональний вузол регістра даних приведений на рисунку 2.4.
У даному субблоку регістр даних працює в режимі введення, оскільки на вході ВР «жорстко» заданий логічний нуль, також регістр даних проводить зберігання інформації такою, що поступає на магістраль верстата, оскільки на виході З «жорстко» задана логічна одиниця. Наявності логічного нуля на вході ВК1 і логічної одиниці на вході ВК2 означає те, що пристрій вибраний. Сигнал вибірки кристала використовується як синхросигнал для асинхронної установки стану вихідних буферних каскадів.
Рисунок 2.4 - Функціональний вузол регістра даних
Логічний аналіз функціонального вузла селектора адреси і дешифратора
/
/
Селектор адреса призначений для розшифровки адреса, виконаний на ІС DD7.1, DD15, DD13.1 DD8.1, DD14, DD16.1, и дешифратор DD17. Функціональна схема селектора адреси і дешифратора показана на рисунку 2.5.
Нульовий логічний сигнал на виході селектора адреси (ІС DD15) указує на звернення до даного субблоку. Даний сигнал сформується на виході 8 ІС DD15 за умови, що на входах даної мікросхеми подадуться сигнали одиничного рівня. Далі сигнал вибірки блоку поступає на дешифратор адреси (ІС DD17) і дешифрується їм. Також на дешифратор поступають розряди КДА 01Н - КДА 06Н, які використовуються для вибору конкретного блоку.
Логічний аналіз функціонального вузла селектора адреси
/
/
Регістр адреси призначений для фіксації сигналів вибірки блоку з селектора адреси і адресних сигналів КДА 01Н - КДА 04Н. Регістр адреси виконаний на ІС DD22 - DD24 (К155ТМ7). Функціональна схема вузла регістра адреси показана на рисунку 2.6.
Сигнал вибірки конкретного блоку і адресні сигнали запам'ятовуються в регістрі адреси по сигналу К СИА Н (входу С1, С2). З регістра адреси сигнали управління і сигнали підадреси (А01 - А04) через буферні елементи поступають в магістраль робота.
Логічний аналіз функціонального вузла формувача сигналу К СИП Н
Схема формувача сигналу СИП призначена для формування сигналу К СИП Н. Виконана на ИС DD21.2, DD35.3, DD35.3. Функціональна схема формувача СИП показана на рисунку 2.7.
Сигнал К СИП Н сформується по сигналу К ВВОД Н, сигналу з регістра адреси і сигналу з схеми управління шинними формувачами. Резистор R10, конденсатори С36, С33 і діоди VD1, VD3 забезпечують затримку сигналу.
Логічний аналіз функціонального вузла схеми контролю роботи процесора
Схема контролю роботи процесора (DD28.3-4, DD7.6, DD27.2) здійснює контроль процесора за умови відсутності перемички Е1. Функціональний вузол схеми контролю роботи процесора представлений на рисунку 2.8.
Суть контролю полягає в тому, що в програмному забезпеченні ЧПК закладено після кожного таймерного переривання повинне обов'язково слідувати звернення до верстатної магістралі, а отже після таймерного переривання повинен з'явитися сигнал вибірки інтерфейсу з селектора адреси. За відсутності такого звернення тригер DD27.2 залишиться в одиничному стані, і наступне таймерне переривання До ПРТ Н на виході 8 мікросхем DD28.4 сформує сигнал СБРОС, яке очистить всю магістраль.
2.5 Аналіз методів діагностики субблоку
Покроковий метод
При відшуканні несправностей в ЕОМ виконуваний нею машинний цикл покроково порівнюють із зразковим. До інформаційної і адресної шин випробовуваної системи під'єднують схему-клямку даних або логічний аналізатор. Підключений прилад служить для відстежування виконання програми системою. Як програма використовують прикладну або таку, що управляє програму. Застосовуючи покроковий метод, можна відстежувати і спеціальну тестову програму. Розрізняють два види покрокових випробувань: одиночні команди і одиночні цикли.
Для фіксації даних використовують послідовність D-тригерів або клямок, сполучену з інформаційною і адресною шинами випробовуваного блоку. Вихідні сигнали схем-клямок управляють дисплеєм. Дисплей зазвичай відображає інформацію в двійковій або шістнадцятирічній формі. Можна також фіксувати дані деяких ліній, що управляють, і рядків станів.
Для збору інформації в покроковому режимі можна використовувати і логічний аналізатор. Це прилад достатньо загального призначення. Основою логічного аналізатора є матриця пам'яті. Дані, що містяться в пам'яті, відображаються після закінчення збору інформації, і після введення її в пам'ять.
Переваги і недоліки:
Основною перевагою покрокового методу є те, що майже не потрібний ніякої попередньої підготовки, дозволяє прослідкувати послідовність формування сигналів циклів звернення до каналу.
Основний недолік - об'єм знань, необхідних для успішного застосування цього методу, той, що налагоджує винен досконально знати і розуміти всі команди процесора і роботу блоку; необхідність наявності схеми системи у того, що налагоджує; справність кожного елементу пам'яті перевірити можна, але це займе багато часу, що економічно не доцільно.
Тестовий прогін
Тестова програма зазвичай записує і прочитує одну або декілька кодових комбінацій в ОЗП. Зазвичай встановлюються і скидаються всі розряди. Вибрані комбінації, як правило, вважають достатньо хорошим випробуванням чутливості і кодовим комбінаціям. При деяких випробуваннях ОЗП можна виявити втрачені біти. Втрата бітів відбувається тоді, коли один або декілька розрядів встановлюються або скидаються із затримкою на декілька мілісекунд.
Перевага - швидкість локалізації джерела неполадок.
Недоліки: для визначення конкретного несправного елементу в більшості випадків, застосовувати цей метод не можна.
Комплекси діагностування
Комплекси діагностування об'єднують можливості логічних аналізаторів і генераторів слів; здатні подавати крізні дії на систему, що діагностується, збирати і аналізувати у відповідь реакції системи. Вони є не простим об'єднанням будь-яких логічного аналізатора і генератора слів, а мають режим, при якому генератор слів і логічний аналізатор, що входять до складу комплексу, функціонують як єдине ціле під загальним управлінням мікропроцесора, із загальним програмним забезпеченням, з узгодженими за часом розповсюдження сигналами. Для діагностики ОЗП комплекси діагностування використовувати недоцільно, оскільки це дороге устаткування, використовуване в спеціалізованих службах.
Найдоцільніше застосувати для діагностики ОЗП простій оцінний комплекс.
2.6 Перевірка з використанням штатних засобів
Традиційний підхід. При традиційному підході до обслуговування обчислювальних машин для визначення причин відмови застосовуються традиційні електронні прилади, як, наприклад, електронний вольтметр і осцилограф, і звичайні методи пошуку несправностей, наприклад шляхом подачі відповідних сигналів.
Переваги. Переваги такого підходу полягають в тому, що він не вимагає застосування спеціальної контрольно-вимірювальної апаратури. Не потрібно також ніякої попередньої підготовки. Цей підхід найчастіше застосовують тоді, коли для зведення завдання знаходження несправності до обстеження невеликої кількості елементів вже були використані інші методи.
Недоліки. Разом з тим цей метод володіє безліччю недоліків. Його дуже складно використовувати в пристрої ЧПУ. Традиційні методи відстежування сигналів від входу до виходу і від виходу до входу виявляються неспроможними за наявності зворотних зв'язків.
Цифрові прилади.
Прилади, призначені для обслуговування цифрових пристроїв, зазвичай є інструментами, що визначають придатність-непридатність. Вони сприймають логічні рівні і тимчасові співвідношення і дають висновок про їх істинність або помилковість.
Одним з таких приладів є логічний пробник. Це щодо недорогий ручний інструмент, що визначає логічні рівні. Дорожчі моделі дозволяють визначати 'плаваючі' вузли. За допомогою логічного пробника можна виявляти короткі імпульси і зміни станів, а також визначати активні стани.
При традиційному підході до пошуку несправностей в цифрових пристроях логічний пробник істотно ефективніший за осцилограф, крім того, він набагато дешевший.
Іншим простим приладом для пошуку несправностей в цифровій апаратурі є логічний імпульсний генератор. Він дозволяє вводити послідовність імпульсів з малим коефіцієнтом заповнення в будь-який доступний вузол. Такими ж перевагами володіє ще один прилад для пошуку несправностей в цифрових системах. Це цифровий струмовий детектор. Він визначає відносний рівень струму. Застосовують його для знаходження закорочених логічних входів на інформаційних або адресних шинах. Крім того, його використовують для виявлення закорочених конденсаторів фільтрів джерел живлення, оскільки через них протікає великий струм.
Є і інші прилади, що дозволяють вимірювати частоту, період, тривалість переднього або заднього фронту і інші характеристики імпульсних сигналів. Це цифрові прилади, що володіють більшою точністю і простотою застосування, чим осцилографи.
3 СПЕЦІАЛЬНИЙ РОЗДІЛ
3.1 Проектування стендової апаратури контролю
Розробка структурної схеми пристрою діагностики
обробка деталь верстатний металообробний
Мікро ЕОМ побудована за модульним принципом. Згідно розробленій структурній схемі в мікро ЕОМ входять наступні модулі (функціональні вузли):
ЦП - центральний процесор - це електронний пристрій, виконаний у вигляді БІС або СБІС. Центральний процесор призначений для виконання арифметико - логічних операцій над даними і здійснення операцій обміну даними між пристроями ЕОМ і периферійними пристроями.
ЗУ - пристрій ЕОМ, що запам'ятовує, складається з оперативного пристрою (ОЗП), що запам'ятовує, і постійного пристрою, що запам'ятовує (ПЗП).
ОЗП - призначено для тимчасового (оперативного) зберігання інформації, забезпечує запис, зберігання і видачу інформації, що є робочими програмами і проміжними результатами цих програм, що мають тривалість циклу звернення, сумірну з тривалістю циклу виконання мікропроцесорних основних операцій.
ПЗП - призначено для постійного зберігання інформації, виконує ті ж функції, що і ОЗП за винятком програмного запису інформації, оскільки вже містить «ушиту» (на заводі-виготівнику) інформацію, що є тестовими програмами, константами, або іншими даними, залежними від призначення мікро ЕОМ і визначувані розробником. ПЗП забезпечує незруйновне зберігання інформації при відключеному джерелі живлення.
Загальна шина - групи ліній зв'язки, призначені для передачі інформації (що є сигналами адреса/ даних і сигнали ЦП, що управляють) між пристроями мікро ЕОМ. Для прийнятого способу організації (за модульним принципом) всі пристрої до магістралі підключаються однаково і для ЦП будь-який пристрій представляється як елементи пам'яті, що адресуються, завдяки чому не вимагається додаткових команд.
АК - адаптер каналу - є контролер, що забезпечує зв'язок і узгодження внутрішніх сигналів магістралі мікро ЕОМ з сигналами блоків сполучення (БС). Для управління БС і передачі блоку даних використовується контроллер цифрових виходів. Для прийому даних і запитів з БС призначений контроллер цифрових входів.
ПО - пульт оператора. Складається з контроллера клавіатури (КК), оброблювального інформацію, що проступає з клавіатури, і контроллера індикації (КИ), що формує сигнали для управління станом індикаторів.
Клавіатура призначена для введення даних, редагування програм, а також для завдання режиму роботи і ведення діалогу з ЕОМ.
Індикація призначена для візуального визначення режимів роботи ЕОМ, відображення інформації з входів/виходів керованих ЕОМ пристроїв і даних про виконання робочої програми.
Модуль ЦП
Оскільки мікропроцесор (ЦП) є головним функціональним вузлом в модулі ЦП, інші вузли модуля є додатковими і їх вибір залежить від конкретного ЦП, розробку схеми почнемо з вибору ЦП.
Як ЦП використовуємо мікросхему К1801вм1 прийнятого мікропроцесорного комплекту. К1801ВМ1 - однокристальний 16-розрядний мікропроцесор, призначений для обробки цифрової інформації в системах управління технологічними процесами, в контрольно-вимірювальній апаратурі і системах зв'язку, а також вирішення у складі ЕОМ інженерно-технічних і економічних завдань.
Вибір даного ЦП обумовлений наявністю уніфікованих інтерфейсів і системи команд «Електроніка-60», до процесора К1801вм1 розроблений ряд БІС, в який входить велика номенклатура периферійних пристроїв.
Структурна схема мікросхеми К1801вм1 показана на рисунку 9, умовне графічне позначення приведене на рисунку 10, тимчасова діаграма початкового пуску на рисунку 11, на рисунку 12 показана схема вузла початкового пуску ЦП.
До складу мікросхеми входять наступні основні функціональні блоки, об'єднані зв'язками, що інформаційно-управляють:
1. -16-розрядний операційний блок, що виконує операції формування адрес команд і операндів, логічні і арифметичні операції, зберігання операндів і результатів;
2. блок мікропрограмного управління, що виробляє послідовність мікрокоманд на основі коди прийнятої команди. У нім закодований повний набір мікрокоманд для всіх типів команд;
3. блок переривань, організуючий пріоритетну систему переривань ЦП. Виконує прийом і попередню обробку зовнішніх і внутрішніх запитів на переривання обчислювального процесу.
4. інтерфейсний блок, що виконує обміни інформацією між ЦП і пристроями, розташованими на системній магістралі. Здійснює арбітраж при операціях прямого доступу до пам'яті. У інтерфейсному блоці формується послідовність сигналів системної магістралі, що управляють;
5. блок системної магістралі, що зв'язує внутрішню магістраль ЦП із зовнішньою. У нім проводитися управління підсилювачами прийому і видачі інформації на суміщені виводи адрес і даних;
6. схема тактування - забезпечує синхронізацію внутрішніх блоків.
Призначення і нумерація виводів ЦП К1801ВМ1 приведене в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 - Призначення виводів ЦП К1801ВМ1
Вивід № |
Позначення |
Тип вибору |
Функціональне призначення |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
CLC |
Вх |
Синхронізація |
|
2 |
SACK |
Вх |
Підтвердження вибірки |
|
3,6,26,27 |
SP |
- |
Резерв |
|
4 |
DMGO |
Вих |
Надання прямого доступу |
|
5 |
DMR |
Вх |
Вимога прямого доступу |
|
7 |
SEL1 |
Вих |
Вибірка 1-го регістра введення/виводу |
|
8 |
SEL2 |
Вих |
Вибірка 2-го регістра введення/виводу |
|
9-20,22-25 |
AD0-AD15 |
Вх/вих |
Розряди адреса/данных |
|
21 |
GND |
- |
Загальний |
|
28 |
BSY |
Вих |
Сигнал зайнятості каналу |
|
29 |
DCLO |
Вх |
Аварія джерела живлення |
|
30 |
ACLO |
Вх |
Аварія мережевого живлення |
|
31-33 |
IRQ1-IRQ3 |
Вх-вих |
Первий-третій запити радіального переривання |
|
34 |
INIT |
Вх/вих |
Установка початкового стану |
|
35 |
VIRQ |
Вх |
Вимога переривання |
|
36 |
IAKO |
Вих |
Надання переривання |
|
37 |
DOUT |
Вих |
Виведення даних (запис) |
|
38 |
DIN |
Вих |
Введення даних (читання) |
|
39 |
RPLY |
Вх |
Синхронізація пасивного пристрою |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
40 |
WTBT |
Вих |
Виведення байта (запис байта) |
|
41 |
SYNC |
Вих |
Синзронізация активного пристрою |
|
42 |
Ucc |
- |
Напруга живлення |
Для режиму пуску ЦП при включенні живлення необхідно забезпечити тимчасову послідовність сигналів DCLO і ACLO представлену на рис 11. Після включення напруги живлення ЦП встановлюється сигнал INIT і чекає зняття сигналу DCLO. Після зняття сигналу DCLO відбувається формування значення лічильника команд (СЬК). У розряди 0 - 7 СЬК завантажується нульова інформація, в розряди 08 - 15 - інформація відповідних розрядів регістра введення/виводу, звернення до якого відбувається по сигналу SEL1.
Сигнал INIT є відповіддю ЦП на зігнав DCLO. Його використовують для установки периферійної частини системи в початковий стан. При введенні цього сигналу в ЦП відбувається скидання трігерів запиту радіальних переривань і блокування сигналу DMR.
Системна магістраль ЦП дозволяє адресувати 64К байта і організувати канал обміну інформацією, аналогічний каналу ЕОМ “Електроніка - 60”, в якому зв'язок між двома пристроями здійснюється за принципом “активний - пасивний”.
Нижче ілюструється обмін інформацією по системній магістралі в циклі «Введення». Тимчасова діаграма цього циклу приведена на рисунку 13. Межа над позначенням сигналу указує, що активним рівнем є низький рівень сигналу.
Порядок виконання операцій в циклі наступний:
Процесор виставляє адреса на шину адрес-даних і формує сигнал BSY. Сигнал BSY присутній при всіх циклах адресного обміну і прийомі вектора переривання. Низький рівень напруги на виході BSY свідчить про те, що ЦП захопив магістраль і здійснює обмін. Сигнал знімається після закінчення обміну.
Через час t1=T (Т - період тактових сигналів на вході CLC) процесор виставляє сигнал синхронізації обміну SYNC. По спаду SYNC зовнішній пристрій диференціює адресу, пізнає її і запам'ятовує потрібні для обміну розряди адреси. Пристрій якому належить встановлена адреса ставати веденим, через t2=0,5Т процесор знімає адресу і виставляє сигнал читання інформації DIN, одночасно перемикаючи свої підсилювачі адрес-даних на прийом інформації. Ведений пристрій по сигналу DIN формує дані на шині адрес-даних і сигнал відповіді від пасивного пристрою RPLY. ЦП приймає дані від веденого пристрою і знімає сигнал читання інформації, а ведений пристрій після прийому фронту DIN завершує передачу даних зняттям сигналу RPLY. Потім ЦП знімає сигнали SYNC і BSY і цикл читання (введення) закінчується.
Тактовий генератор
Схема тактового генератора (ТГ) реалізується на трьох елементах І-НЕ, а також резисторах, які застосовуються для збудження кварцевого резонатора. Елемент D35.3 використовується як гальванічна розв'язка між тактовим генератором і навантаженням, щоб навантаження не впливало на роботу ТГ. ТГ призначений для завдання синхронізуючих імпульсів. Електрична схема ТГ приведена на рисунку 3.5.
Генератор відповідно до технічних вимог виробляє імпульси з частотою 4 Мгц. Виконаний на інтегральних схемах D35.1, D35.2, D35.3 і кварці BQ1.
Синхроімпульси, що генеруються, ТГ в ЦП використовуються для синхронізації роботи пристроїв МЕВМ. При подачі синхроімпульсів з виходу генератора на вхід CLC ЦП забезпечується видача сигналів управління: SYNC, DIN, DOUT, WTBT, RPLY. По сигналу RPLY дані приймаються або встановлюються на інформаційних входах. Цей сигнал видається активним пристроєм у відповідь на сигнали DIN і DOUT.
Шинні формувачі.
На основі даних попереднього підрозділу складемо структурну схему модуля ЦП (на рисунку 3.6). Призначення функціональних блоків наступне:
Схема початкового пуску (СНП) на рисунку 12 запускає мікропроцесор у момент включення живлення за допомогою ланцюжка R1, C1. Ланцюжок R2, C2 служить для зрушення сигналу ACLO відносно DCLO.
Генератор (ТГ) на рисунку 3.5, призначений для завдання частоти електричних імпульсів синхронізації роботи пристроїв.
Шинні формувачі (ШФ) є допоміжними пристроями. ШФ забезпечують оптимальний режим навантаження, здійснюючи посилення сигналів і двонаправлений обмін інформацією.
Мікросхема К555АП6 - шинний формувач (рисунок 3.7) містить вісім двонаправлених шин і два входи дозволи, задаючі напрям передачі даних і перемикання стану виходів: ЕАВ (перемикання напряму каналів) і (перехід виходу каналу в стан Z). Управління по входах ЕАВ здійснюється відповідно до таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 - Таблиця функціонування мікросхеми К555АП6
Вхід |
Вихід |
|||
Н |
Н |
А-В |
Вхід |
|
Н |
У |
Вхід |
В-А |
|
У |
х |
Z |
Z |
Розподіл адресного простору
Об'єм адресного простору МЕВМ (рисунок 3.8) визначається довжиною слова ЦП 1801 16-ти розрядів і складає 64 кб. У проектованому мною ДУ з 64 кб 8 кб займає ОЗП з адресами від 000000 до 017777, 16 кБ займає ПЗП з адресами від 020000 до 057777, адреси від 160000 до 177777 (8кб) - належать регістрам введення/виводу - область вікна, де розмістилися стандартні адреси 177510 - цифрові виходи; 177565 - аналогові входи; 177562 - клавіатура; 177560 - блок індикації, останні 32 кБ з адресами від 060000 до 157777 належать вільному адресному простору, за рахунок якого можна у разі потреби розширити об'єм ПЗП, ОЗП або використовувати в яких-небудь інших цілях.
У ОЗП присутня область відведена для векторів переривання - адреси від 000000 до 000376.
Функціональний вузол ОЗП
ОЗП (оперативний пристрій, що запам'ятовує) - енергозалежна пам'ять, що забезпечує запис, зберігання і прочитування інформації. У ОЗП записуються початкові дані, проміжні результати обчислень, результати обробки даних. Використовується два типи елементів, що запам'ятовують, статичні і динамічні. Доцільно використовувати ОЗП статичного типу, оскільки його схемна реалізація задовольняє технічним вимогам, простіше, а отже економічніше. Статичні елементи, що запам'ятовують, можуть зберігати інформацію необмежено довгий час при включеному живленні, вони прості в управлінні і порівняно дешеві.
ОЗП побудоване на мікросхемах К1809РУ1, оскільки даний тип мікросхем електрично і конструктивно сумісний з мікропроцесорним комплектом К1801. Статичне оперативне ЗУ К1809РУ1 забезпечує інформаційну ємкість 16384 битий = 2 кб, організація 1Кг16 (число слів г числоразрядов). Час циклу 400 нс, вихідні рівні -ТТЛ-3 (2,4В/0,4В), напруга живлення - 5В, споживана потужність - 0,4Вт. Структурна схема, що є прикладом реалізації статичних ОЗП (таких як К1809РУ1 і ін.), показана на , умовне графічне позначення на рис. 3.9.
Для проектованої МІКРОЕОМ використовуватиму 8кб/2кб = 4 мікросхеми ОЗП К1809РУ1.
До складу мікросхеми К1809РУ1 входять наступні функціональні вузли: статичний накопичувач інформації з організацією 32х32х16 бітний: координатні дешифратори x і у, що здійснюють адресацію до будь-якого з 1024 16-ти розрядних слів по 10-ти розрядному адресному коду; блок підсилювачів запису і читання інформації; два вхідні буферні регістри, службовці для прийому і запам'ятовування на час циклу адреси даних А1 - А10, адреси мікросхеми А11 - А15; регістр коди інформації, в яку перед початком роботи записується адреса мікросхеми (розряди D11 - D15) і службова інформація (розряди D5 - D10); формувач сигналу вибірки, що вирішує запуск ОЗП при збігу частини адресного слова А11, - А15 з кодом, що зберігається в службовому регістрі; формувач слова «Відповідь», вказуючий стан шини АD; формувач тактових імпульсів, що здійснює синхронізацію всіх вузлів ОЗП і керівник режимом запису.
Входи адреси і інформаційні входи мікросхеми суміщені і утворюють шину АD, по якій здійснюється адресація до ОЗП, запис і прочитування інформації в мультиплексному режимі.
Програмування БІС здійснюють зверненням до регістра адреси пристрою за адресою FFF0 і записи в нього п'ятирозрядної коди. Надалі, при зверненні до БІС, в адресному пристрої компаратор порівнює код А15-А11 і записана в регістр адреса і при їх збігу вирішується режим обміну з магістраллю. На малюнках представлені часові діаграми, що ілюструють роботу БІС в режимах читання (рисунок 3.10), записі байта (рисунок 3.11), при записі слова сигнал має рівень “1”, прочитування слова і запису байта (рисунок 22).
У всіх режимах код адреси утримується на шині щодо сигналу на якийсь час не менше 20 нс для його надійного запису в адресний регістр БІС.
У режимі читання вибране з накопичувача слово зберігається вихідним регістром і видається на шину по сигналу у супроводі сигналу . У режимі запису слова або байта дані поступають в накопичувач за наявності дозволу на запис, який містить адресний сигнал А10. За відсутності такого дозволу БІС працює тільки в режимі читання аналогічно ПЗП.
Оскільки названі мікросхеми мають вбудований інтерфейс, формувати блоки ОЗП необхідної ємкості можна без додаткових функціональних вузлів.
Призначення виводів мікросхеми приведені в таблиці 3.3., таблиця прошивок приведена в таблиці 3.4.
Таблиця 3.3 - Призначення виводів ІМС К1809РУ1.
Виводи |
Призначення |
Позначення |
|
4-11, 13-16, 17-20 |
Адресні входи-виходи даних |
ADIO4 - ADIO11 ADIO43 - ADIO40 ADIO412 - ADIO415 |
|
3 |
Тактовий сигнал |
||
2 |
Сигнал відповідь |
AN |
|
23 |
Сигнал запису |
||
1 |
Сигнал читання |
||
22 |
Ознака байта |
BY |
|
21 |
Виведення |
BS |
|
24 |
Напруга живлення |
||
12 |
загальний |
OB |
Таблиця 3.4 - Таблиця прошивок МС К1809РУ1.
Позиційне позначення |
А11 |
А12 |
А13 |
А14 |
А15 |
|
D4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
D5 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
D6 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
D7 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Функціональний вузол ПЗП
ПЗП працює в режимі, що дозволяє тільки прочитувати інформацію, запис інформації в процесі роботи неможливий. Залежно від типу ПЗП запис в нього інформації проводиться або в процесі виготовлення, або в експлуатаційних умовах шляхом настройки, що визначає використання ПЗП в обчислювальному процесі. У ПЗП поміщають зазвичай деякі програми і константи. Запис інформації в модулі ПЗП здійснюється поза комп'ютером на пристроях, званих програматорами.
Для побудови ЕОМ використовуваний МС К1801РЕ2 - ПЗП ємкістю 65536 битий з організацією 4096 г16 розрядів, призначених для побудови блоків пам'яті МЕВМ. Для ПЗУ проектованого ДУ використовую 16кб/8кб = 2 мікросхеми К1801РЕ2. Умовне графічне позначення МС К1801РЕ2 приведене на рисунку 3.13.
Входи і виходи в МС суміщені, тому передача даних здійснюється в мультиплексному режимі.
Наявність 3-х розрядного програмованого інтерфейсу (адресні входи А13-а15) дозволяють включити паралельно до 8 МС ПЗП. Для вибірки слова з ПЗП необхідно подати код адреси слова входу А10-а12, а код МС на входу А13 -А15. В цьому випадку можна включити паралельно до 8 мс. При цьому вхід D0 не бере участь у вибірці адрес ПЗП, інформація знімається з виходів D0-D15.
На рисунку 24 зображена тимчасова діаграма читання інформації.
Сигнал SYN забезпечує запис адреси у вхідний регістр МС: RD - здійснює видачу ліченій інформації на загальну магістраль за наявності сигналу SYN: AN - супроводжує інформацію, яка поступає з ПЗП на загальну магістраль.
Функціональне призначення виходів приведене в таблиці 3.5.
Таблиця 3.5 - Функціональне призначення виводів МС К1801РЕ2
Номер виводу |
Позначення |
Тип виводу |
Функціональне призначення виводів |
|
1 |
RD |
Вхід |
Сигнал «Читання» |
|
2 |
AN |
Вхід |
Сигнал «Відповідь» |
|
3 |
SYN |
Вхід |
Сигнал «Синхронізація» |
|
4-11 |
AD4-AD11 |
Входи/Виходи |
Розряди адреса/даних |
|
12 |
GND |
- |
Загальний |
|
13-16 |
AD3-AD0 |
Входи/Виходи |
Розряди адреса/даних |
|
17-20 |
AD12-AD15 |
Входи/Виходи |
Розряди адреса/даних |
|
23 |
CS |
Вхід |
Сигнал вибору мікросхеми |
|
24 |
Ucc |
- |
Напруга живлення |
|
21,22 |
- |
- |
Не задіяні |
Таблиця 3.6 - Таблиця прошивок.
Позиційне позначення |
А13 |
А14 |
А15 |
|
D8 |
1 |
0 |
0 |
|
D9 |
0 |
1 |
0 |
Модуль цифрових виходів
Структурна схема модуля цифрових виходів зображена на рисунку 3.15.
СА - селектор адреси К555ЛА2, К555ЛА3, К555ЛЕ1;
РА - регістр адреси К555ТМ8;
ШФ - мікросхема К555АП6;
Дана схема дозволяє передавати на блок сполучення, субблок SB-003, сигнали даних та сигнали керування. Відтворивши повну імітацію каналу ЧПК.
Метод дешифрування адреси - частковий (по 6-ти молодших розрядах).
ЦП формує адреса звернення до даного пристрою. При збігу адреси, сигнал з СА йде на РА і фіксується в нім сигналом До СИА Н. З інверсного виходу Q1 РА сигнал вирішує проходження сигналу К ВВОД Н на РА (вхід D3), після чого на виході Q3 РА формується сигнал що дозволяє разом з сигналом з виходу Q2 виробити сигнал синхронізації, що поступає на одну з груп регістрів RG1 або RG2 на вхід З вирішуючи запис даних.
Модуль цифрових входів
Структурна схема модуля цифрових входів зображена на рисунку 3.16.
СА - селектор адреси К555ЛА2, К555ЛА3, К555ЛЕ1;
РА - регістр адреси К555ТМ8;
RG - регістр даних К555ІР12.
Дана схема дозволяє приймати з блоку сполучення, в даному випадку вихідні сигнали субблоку SB-003, що діагностується, до 24 розрядів шляхом почергового запису 16-розрядного слова з виходу БС в регістр і читання його ЦП, при цьому працює спочатку перша група регістрів RG1 (К555ИР12, що складається з двох регістрів), а потім друга група RG2, яка складається з одного регістра, оскільки для запису 23 розрядів що приймаються з БС досить 3 регістри (група RG1 - 2 регістри і група RG2 - 1 регістр дозволяють записати до 24 розрядів). Описане вище можливо завдяки селектору адреси СА, яка працює по двох адресах: 177565 (RG1) і 177567 (RG2) розрядом А1, що розрізняється, низький рівень якого відповідає зверненню до RG1, а високий до RG2.
Метод дешифрування адреси - частковий (по 6-ти молодших розрядах).
ЦП формує адреса звернення до даного пристрою. При збігу адреси, сигнал з СА йде на РА і фіксується в нім сигналом До СИА Н. З інверсного виходу Q1 РА сигнал вирішує проходження сигналуК ВВОД Н на РА (вхід D3), після чого на виході Q3 РА формується сигнал що дозволяє разом з сигналом з виходу Q2 виробити сигнал синхронізації, що поступає на одну з груп регістрів RG1 або RG2 на вхід З вирішуючи запис даних.
Модуль клавіатури і індикації
У даному блоці розглядаються принципи побудови клавіатури і блоку індикації, орієнтовані на застосування 16-розрядного мікропроцесора К1801вм1.
Відповідно до функціонування що розробляється мікро ЕОМ доцільний наступний принцип управління роботою клавіатури і блоку індикації. При роботі пов'язаною з введенням даних, або з виводом на блок індикації, мікропроцесор буде зайнятий тільки управлінням роботою клавіатури і блоку індикації. Решта часу ж процесор зайнятий обробкою інформації. В цьому випадку головна програма, що управляє, забезпечує сканування клавіатури і динамічну індикацію. Функцію, відповідну натиснутій клавіші, може виконати програма, обслуговуюча переривання від клавіатури.
Схема зображена на рисунку 3.17 складається з наступних функціональних боків:
СА - селектор адреси;
Рга1,2 - регістр адреси (трігер-клямка);
ДШ - дешифратор вибірки блоку індикації або клавіатури;
РГД БІ - регістр даних БІ;
РГД КЛ - регістр даних клавіатури.
Рисунок 3.17 - Схема підключення блоків індикації и клавіатури
ЦП формує адреса звернення до клавіатури 177562 або до індикації 177560. Ці коди відрізняються тільки А1, який визначає до блоку індикації або клавіатури йде звернення. Адреса, поступаючи на РГА, фіксується по сигналу SYNC. Далі з прямих виходів Q Рга1 і Рга2 сигнал йде на дозвіл проходження DOUT - на схему затримки RPLY.
Дешифратор, залежно від сигналу Q Рга1 і Рга2, вибирає звернення до клавіатури Q1=0; Q2=0, або до блоку індикації Q1=0; Q2=1. Сигнал з ДШ поступають на вхід синхронізації РГД.
Сигнал RPLY формується із затримкою при його надходженні на ЦП, знімається сигнал DOUT, при його знятті - знімається RPLY, при знятті RPLY - знімається SYNC. На цьому цикл закінчений.
Метод дешифрування адреси частковий - по шести молодших розрядах.
МП сканує клавіатуру, виводячи в регістр клавіатури коди від 0000 до 1111. Сигнал на виході мультиплексора з'явиться тільки при натисненні клавіші і при занесенні коди, відповідної цій клавіші, в регістр клавіатури. Брязкіт контактів пригнічується завдяки інтегруючому RC- ланцюжку. Завдяки тригеру Шмідта, установка і зняття сигналу відбувається «чисто». Цей сигнал, як що перериває, подається на вхід IRQ3 ЦП. Для надійного придушення брязкоту, досить мати постійну часу RC-цепи 2.3 мс. Сигнал IRQ3 встановиться із затримкою порядка 10 мс, цей сигнал використовується для виявлення моменту відпуску натиснутої клавіші, щоб виключити повторне виконання функції раніше натиснутої клавіші.
Індикатор має 8 розрядів. З них 6 (І1.И6) відведені під мантису того, що відображається; 2 (І11, І12) - під мінус мантиси і порядку. Шість розрядів відведені під мантису, використовуються для виводу на індикатор вмісту пам'яті МП (перевірочний режим) у вісімковому коді. В цьому випадку кома, знаки і порядок не відображаються. При необхідності деякі розряди індикатора можуть бути виключені. Індикація мінусів мантиси і порядку - статична, їх роботою управляє РГД БІ.
3.2 Складання алгоритму пошуку несправностей
Алгоритм перевірки приведений на рисунку 3.18. У перевірку справності функціонального вузла блоку входить:
наявність живлячої напруги;
наявність вхідних і вихідних сигналів;
знання правил перевірки справності і діагностики складових частин функціональних вузлів блоку.
Рисунок 3.18 - Алгоритм перевірки блоку SB- 059
4 ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ РОЗДІЛ
4.1 Організація оснащення робочого місця електромеханіка
Призначення і характеристика робочого місця.
Робоче місце електромеханіка - це зона додатку праці електромеханіка, оснащення і устаткування всім необхідним для виконання виробничого завдання.
Найменування робочого місця уточнюється картами організації робочого місця у відповідності спеціалізованим призначенням даного місця.
Робоче місце електромеханіка призначене для проведення на спеціалізованій ділянці всіх видів ремонту і демонтажу електронних схем відповідно до вимог технологічних документів на ремонт.
На робочому місці виконуються наступні операції:
зовнішній огляд, розбирання, збірка, регулювання, контроль, перевірка і ремонт вузлів і блоків, демонтаж електронних схем.
Трудовий процес здійснюється електромеханіком в робочій позі «сидячи».
Оптимальні розмірні співвідношення при позі «сидячи» приведені в додатку А.
Характеристика зона робочого місця:
- площа не менше 4,5 кв.м;
- об'єм не менше 15 куб.м.
Предмет праці - блоки і вузли програмного управління електронних систем устаткування.
Характеристика предмету праці:
- маса від 0,05 кг до 100 кг;
- габаритні розміри від 100х100х100 мм до 800х500х280 мм.
4.2 Техніка безпеки на робочому місці електромеханіка
Організація праці на робочому місці зводиться до створення комплексу організаційно-технічних умов, визначеного картою організації праці на робочому місці.
Робоче місце оснащується технологічним і організаційним оснащенням.
Оснащення відповідає характеру праці і виду виконуваних робіт, забезпечує задану продуктивність праці, високу якість ремонту, можливість швидко і легко виконувати трудові прийоми.
Раціональне розміщення устаткування, оснащення, інструменту, економічне використання виробничої площі, зручна поза працівника, безпека в роботі забезпечуються плануванням робочого місця.
Стілець на робочому місці повинен розташовуватися на відстані не менше 300 мм від передньої кромки столу.
Монтажний інструмент і пристосування розкладаються на столі залежно від особливостей технологічного процесу і навиків що працює з обліком мікро класифікацій робочої зони в горизонтальній площині (додаток Б).
Мікро класифікація робочої зони в горизонтальній площині приведена в додатку Ст.
Перелік засобів технологічного і організаційного оснащення приведені в таблиці.
Таблиця 4.1 - Перелік засобів технологічного оснащення
Наїм. ср. оснащення Тип, марка |
Призначення |
Нормативний документ |
Завод виробник |
Кіл. одиниць |
Примітка |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Стіл монтажника |
для розміщення ремонтованого виробу, пристосувань інструменту, матеріалів і виконання ремонтних робіт |
К24.135.040 |
ПО «Белсчеттехніка» |
1 |
- |
|
Стіл-верстак |
для розміщення засобів вимірювання технологічного оснащення |
1 |
||||
Організаційна оснастка |
||||||
Світильник |
для місцевого освітлення, забезпечення достатнього рівня освітленості робочого місця |
ЛНП 01-2Ч30 «У1ПОО-01» |
ПО «Белсчеттехніка» |
1 |
||
Тумба |
для розміщення засобів вимірювання |
|||||
Полка |
для зберігання технічної документації |
ПО «Белсчеттехніка» |
1 |
|||
Підставка для ніг |
для забезпечення зручної пози робочого |
К26.150.28 |
ПО «Белсчеттехніка» |
1 |
||
Технологічна оснастка |
||||||
Стенд |
для перевірки ремонтованого виробу |
|||||
Джерело живлення |
для живлення стенду і ремонтованого виробу |
|||||
Зажим для плат |
ля фіксації друкарської плати в зручному для роботи положенні |
|||||
Інструмент |
||||||
Электро- паяльник ЭПСН 40236 |
для виконання ремонтних робіт |
ГОСТ 7219-83 |
1 |
|||
Пінцет |
для виконання ремонтних робіт |
ГОСТ 212441-77 |
1 |
|||
Плоскогубці |
для виконання ремонтних робіт |
ГОСТ 7283-73 |
1 |
|||
Контрольно-вимірювальні прилади |
||||||
Осцилограф СК1-119 |
для вимірювання і контролю параметрів електросхем |
ЕЕ4.079.462 |
1 |
Вказівки до використання |
||
Прибор універ-сальний |
для контролю і регулювання ланцюгів живлення і |
ВА.ХВ.710 |
1 |
|||
цифровий Ц4313 |
контролю параметрів електросхем |
|||||
Матеріали |
||||||
Бязь Х1Б |
для виконання ремонтних робіт |
ГОСТ 11680-76 |
||||
Спирт |
ГОСТ 18300-72 |
|||||
Каніфоль |
ГОСТ 19133-73 |
|||||
Лак НЦ62 |
ОСТ 6-10-891-74 |
|||||
Припій ПОС61 |
ГОСТ 21931-76 |
|||||
Лак УР-231 |
ТУ 6-10-863-76 |
|||||
Провід МПО 0,12; 0,2 |
ТУ 16-505-339-72 |
|||||
Трубка ШТВ-50-355 2Ч0,6 |
ГОСТ 19031-73 |
|||||
Допоміжне приладдя |
||||||
Кисть флейцевая |
для очищення монтажу |
ГОСТ 10597-80 |
1 |
|||
Ємкість для спирту |
1 |
|||||
Ємкість для флюсу |
1 |
|||||
Ємкість для лаку |
2 |
|||||
Засоби догляду за робочим місцем |
||||||
Щітка кошторисна |
1 |
|||||
Дрантя обтиральне |
ТУ 63-178-77-82 |
Примітка: Перелік засобів технологічного і організаційного оснащення може змінюється залежно від призначення робочого місця і уточнюється в карті організації праці на робочому місці.
Трудовий процес включає послідовність операцій що забезпечують відновлення механічний і електричних характеристик ремонтованого виробу.
Виконання операцій здійснюється згідно технологічним процесам і схемам ремонтованих пристроїв.
Вироблювані операції виконуються з точністю, відповідній експлуатаційній документації, технічним умовам і інструкції по приймально-здавальних випробуваннях.
При виконанні трудових прийомів повинні дотримуватися правила економії рухів.
По можливості обидві руки повинні виконувати рухи в одне і теж час, тобто одночасно починати і закінчувати дану серію рухів.
У наслідку симетричності людського тіла руху рук виконуються легше, коли вони одночасно направлені до корпусу або від нього.
Рухи повинні бути плавними, закругленими, але не прямолінійними.
4.3 Протипожежні заходи, охорона праці й навколишнього середовища на робочому місці електромеханіка
На робочому місці електромеханіка по ремонту електронних схем здійснюються операції, пов'язані з електричною небезпекою.
Робоче місце повинне бути оснащене електричним інструментом з робочою напругою не більше 36 В.
У ланцюгах попередження поразки робочого електричним струмом на робочому місці повинні бути застосовані засоби захисту робочого.
Контрольно-вимірювальні прилади, джерела живлення, електричні інструменти повинні бути надійно заземлені.
Інструмент повинен мати електроізоляційні рукоятки.
Робоче місце повинне бути обладнане так, щоб виключалася можливість одночасного дотику до токоведучим пристроїв і шин заземлення.
Проводити операції ремонту електронних схем, що знаходяться у включеному стані окрім випадків, обумовлених в ремонтній документації, забороняється.
Електронні пристрої, встановлені на робочому місці повинні піддаватися періодичній перевірці на відповідність вимогам техніки безпеки.
Штепсельні з'єднання, вживані для напруги 220 В по свого конструктивного виконання повинні відрізнятися від з'єднань розрахованих на напругу 12 В і 36 В.
Штепсельні з'єднання на 220 В повинні мати бирку, що різко відрізняється по забарвленню від бирок з'єднань на 12 В і 36 В.
Штепсельні з'єднання для електронного інструменту і устаткування з робочою напругою 220 В повинні мати додатковий заземляючий контакт.
Легкозаймисті рідини на робочому місці повинні триматися в небитких, щільно-закритих судинах.
Роботи по випайці мікросхем повинні проводитися на спеціальному робочому місці монтажника, обладнаному витяжною вентиляцією.
Організація робочого місця повинна відповідати вимогам «Правил пристрою електроустановок», «Правил технічної експлуатації електроустановок споживачів», «Правил техніки безпеки і експлуатації електроустановок споживачів», правив по охороні праці.
В цілях виховання у тих, що працюють свідомого відношення до виконання правив і інструкцій по техніці безпеки і виробничої санітарії повинні проводитися своєчасний інструктаж і навчання тих, що працюють шляхом:
- ввідного інструктажу під час вступу на роботу;
- первинного інструктажу безпосередньо на робочому місці, що проводиться керівником з практичним показом безпечних прийомів і методів роботи;
- повторних інструктажів не рідше за один раз на квартал з метою
перевірки і підвищення рівня знань;
- позапланових інструктажів при зміні правив, тех. процесів, заміні і модернізації устаткування, пристосувань, інструментів, перерв в роботі.
Після первинного інструктажу на робочому місці і перевірці знань робочий протягом перших п'яти змін виконує роботу під керівництвом майстра або бригадира.
Допуск працівника до самостійної роботи проводиться після проходження ним індивідуального, бригадного або курсового навчання і атестації на групу допуску по електробезпеці.
Основні вимоги при проектуванні машинобудівних підприємств - запобігти забрудненню повітряного басейну, водоймищ, ґрунту, забезпечити виконання нормативів по допустимих рівнях шумоутворення і іншим шкідливим чинникам. У зв'язку з цим виробниче устаткування і процеси повинні забезпечувати:
- відсутність або мінімальне виділення в повітря приміщень, в атмосферу і в стічні води шкідливих або таких, що неприємно пахнуть речовин, а так само відсутність мул мінімальне виділення надмірного тепла і вологи в робоче приміщення;
- відсутність або мінімальне утворення шуму, вібрації ультразвуку, електромагнітних радіочастот, статичної електрики або іонізуючих випромінювань.
У нормативних документах приведені заходи, здійснення яких може забезпечити виконання поставлених вимог. У числі цих заходів передбачаються: заміна технологічний операцій, пов'язаних з виникненням шуму, вібрації і ін. шкідливих чинників, процесами або операціями при яких вони будуть виключені або менш інтенсивні; заміна полум'яного нагріву електричним; твердого або рідкого палива - газоподібним. Комплексна механізація, автоматизація і дистанційне керування і так далі
Стічні води віддаляються з виробничих, допоміжних і побутових приміщень через каналізаційну мережу. З каналізаційної мережі вода поступає в очисні споруди каналізаційних станцій а після очищення - у водоймища.
Для очищення виробничих вод заводів і цехів передбачають:
- механічне очищення (відстоювання) - для стічних вод, що містять зважені і плаваючі речовини;
- хімічне очищення - для стічних вод, забруднених хімічними продуктами (нейтралізацію, видалення іонів важких металів, знешкодження шкідливих речовин).
5 ЕКОНОМІЧНИЙ РОЗДІЛ
5.1 Визначення трудомісткості технічного обслуговування й ремонту верстата з ЧПУ
Визначаємо трудомісткість ремонту й технічного обслуговування верстатів:
(нормо-годин), (5.1)
де nк, пт, по, пок - відповідно кількість капітальних, поточних ремонтів і оглядів;
tкел, tтел, tоел, tоел. - відповідно норма часу на 1 одиницю складності ремонту електричної частини капітальних, поточних ремонтів і оглядів;
Тр.ц.(рік) - тривалість ремонтного циклу в роках;
Rел - категорія складності ремонту електричної частини.
= нормо-годин
В завданні дано 14 верстатів, то трудомісткість ремонту й технічного обслуговування електричної частини верстатів визначається за формулою:
= N (годин), (5.2)
де N - кількість верстатів, 14 од;
- трудомісткість ремонту й технічного обслуговування електричної частини верстата, годин.
= 1485,8= 1201,2 годин
в) електронних пристроїв
tЧПУ= ( ) Fе (нормо-годин), (5.3)
де tрЧПУ , tтоЧПУ - відповідно норма часу на 1000 годин, відпрацьованих 1 пристроєм, ремонту й технічного обслуговування електронних пристроїв числового програмного керування (ЧПУ), година;
Fе - ефективний фонд часу роботи встаткування, година.
tЧПУ= ( ) 3853=860,8 годин
Побудуємо графік ремонту обладнання
К |
О |
Т |
||||||||||
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
07 |
08 |
09 |
10 |
11 |
12 |
|
2008 рік |
||||||||||||
О |
Т |
О |
||||||||||
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
07 |
08 |
09 |
10 |
11 |
12 |
|
2009 рік |
||||||||||||
Т |
О |
Т |
||||||||||
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
07 |
08 |
09 |
10 |
11 |
12 |
|
2010 рік |
||||||||||||
О |
Т |
О |
||||||||||
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
07 |
08 |
09 |
10 |
11 |
12 |
|
2011 рік |
||||||||||||
Т |
О |
|||||||||||
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
07 |
08 |
09 |
10 |
11 |
12 |
|
2012 рік |
||||||||||||
Т |
О |
Т |
||||||||||
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
07 |
08 |
09 |
10 |
11 |
12 |
|
2013 рік |
||||||||||||
О |
Ок |
К |
||||||||||
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
07 |
08 |
09 |
10 |
11 |
12 |
|
2014 рік |
Рисунок 5.1 - Графік ремонту обладнання
В завданні дано 14 верстатів, то трудомісткість ремонту й технічного обслуговування електронних пристроїв ЧПУ верстатів визначається по формулі:
= N (годин), (5.4)
де N - кількість верстатів, 14 шт;
- трудомісткість ремонту й технічного обслуговування електронних пристроїв верстата, годин.
= 14 860,8 = 12051,2 годин
5.2 Розрахунок чисельності персоналу зайнятого техобслуговуванням і ремонтом верстата з ЧПУ
Необхідна кількість персоналу, зайнятого ремонтом і технічним обслуговуванням верстатів:
а) механічної частини ( слюсарів-ремонтників) визначається за формулою:
Чр = (чол.), (5.9)
де - трудомісткість ремонту й технічного обслуговування механічної частини 14 - верстатів, годин;
Fд - дійсний фонд часу роботи одного робітника, годин;
kн - планований коефіцієнт виконання норм (kн=1).
Fд = Fп (1 - б) (годин), (5.10)
де Fп - номінальний фонд часу роботи одного робітника, годин;
б - втрати часу по поважних причинах (хвороби, тарифні відпустки, виконання держ. обов'язків) (б= 8-12%)
Fп = (Дк - Дв - Дп) d (годин), (5.11)
де Дк, Дв, Дп - відповідно кількість календарних, вихідних і святкових днів у році;
d - тривалість однієї зміни (8 годин).
Fп = (365 - 104 - 9)8 = 2016 годин
Fд =2016 (1 - 0,1) = 1814 годин
Чр = чол.
Приймаємо 2 слюсарів - ремонтників.
б) електричної частини ( слюсарів-електриків) визначається за формулою:
Чел = (Чол.), (5.12)
де - трудомісткість ремонту й технічного обслуговування електричної частини 14 - верстатів, годин.
Чел = чол.
Приймаємо 1 слюсаря - електрика.
в) електронних пристроїв (наладчиків) визначається по формулі:
Чнал = (чол.), (5.13)
де - трудомісткість ремонту й технічного обслуговування електронних пристроїв ЧПУ 14 - верстатів, годин.
Чнал = чол.
Приймаємо 7 наладчиків.
5.3 Визначення фонду оплати праці персоналу
Розрахунок прямого (тарифного) фонду заробітної плати персоналу зроблений у таблиці 5.2.
Таблиця 5.2 - Розрахунок прямого (тарифного) фонду заробітної плати персоналу
Професія |
Чисельність |
Розряд |
Годинна тарифна ставка, грн |
Річний фонд часу, Fд, год |
Тарифний фонд з/плати, грн |
|
Слюсар-ремонтник |
2 |
IV |
5,3 |
1814 |
19228,40 |
|
Слюсар-електрик |
1 |
V |
6,0 |
1814 |
10884,00 |
|
Наладчик |
7 |
V |
6,0 |
1814 |
76188,00 |
|
Разом |
10 |
106300,40 |
Преміальний фонд для персоналу приймаємо в розмірі 40% від тарифного фонду заробітної плати:
Ф = , грн. (5.16)
де ФТАР - тарифний фонд заробітної плати, грн.
Ф = грн..
Фонд основної заробітної плати персоналу визначаємо за формулою:
Ф = Ф + Ф , грн. (5.17)
Ф= 106300,4 + 42520,16 =148820,56 грн.
Фонд додаткової заробітної плати персоналу становить 20% від основного фонду заробітної плати:
Фдод = , грн. (5.18)
Фдод = грн.
Річний фонд заробітної плати персоналу обчислюємо за формулою:
Фріч = Фосн + Фдод , грн (5.19)
Фріч =148820,56 + 29764,11 = 178584,67 грн.
Відрахування від заробітної плати у фонди соціального страхування становлять 37,5% від річного фонду заробітної плати:
ОФ= , грн. (5.20)
ОФ= грн.
Середньомісячна заробітна плата персоналу, зайнятого ремонтом і технічним обслуговуванням верстатів становить:
ЗП = , грн. (5.21)
ЗП = грн.
Висновки
Дипломний проект містить декілька розділів. У технологічному розділі була виконана розробка маршруту обробки деталі. Під даний маршрут вибрано металоріжуче устаткування, верстатні пристосування, ріжучий інструмент. Для операції на верстаті з ЧПУ проведений розрахунок режимів різання, розроблена програма, що управляє, представлена в карті наладки.
В конструкторському розділі розглянута робота та методи діагностики блоку SB - 059 ПЧПК 2С42-65.
Конструкторський розділ проекту містить розробку стенду діагностики для блоку ЧПК. В результаті проведення роботи було спроектовано пристрій діагностики , призначена для діагностики блоку SB - 059 системи ЧПК '2С42-65'. ОК простий у використанні, не вимагає високої кваліфікації того, що налагоджує, і дозволить швидко і надійно визначити несправну мікросхему блоку. Особливістю діагностуючого пристрою є те, що оцінювальний комплекс вузькоспеціалізований, використання його для діагностики будь-якого іншого блоку або іншого ЧПК не представляється можливим.
Використання цього діагностуючого пристрою скоротить час і понизить матеріальні витрати на діагностику і наладку системи ЧПК '2С42-65', а також підвищить рівень культури виробництва.
У організаційному розділі виконано проектування робочого місця фахівця з обслуговування верстатів з ЧПУ з урахуванням вимог техніки безпеки, охорони праці і охорони навколишнього середовища. Намічені заходи щодо пожежної безпеки.
Всі розрахунки в проекті супроводжуються економічним обґрунтуванням.
Загальний об'єм проекту дозволяє повністю реалізувати знання, отримані в результаті вивчення окремих дисциплін спеціальності.
1. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы выполняемые на металлорежущих станках с ПУ. М. 1980.
2. Проектирование и производство заготовок в машиностроении. Под редакцией В.М. Плескача, Киев, Высшая школа, 1991 г.
3. И.С. Добрыднев Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения» М., Машиностроение. 1985 г.
4. Нефёдов И.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. М., Машиностроение. 1978 г.
5. Обработка металлов резанием. Справочник технолога под редакцией
А.А.Панова. М.Машиностроение. 1988 г.
6. Справочник технолога-машиностроителя, том 2, под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К.Мещерякова. М. Машиностроение, 1985 г.
7. Кузнецов Ю.И. и др. Оснастка для станков с ЧПУ. Справочник . М.Машиностроение. 1990 г.
8. Локтева СЕ. Станки с программным управлением и промышленные роботы. М. Машиностроение, 1986 г.
9. Конструкция и наладка станков с ПУ и роботизированных комплексов. Л.И.Грачев и др., М., Высшая школа. 1986 г.
10. Марголит Р. Б. Эксплуатация и наладка станков с ПУ и промышленных роботов. М., Машиностроение. 1991 г.
11. С.А.Голофтеев Лабораторный практикум по курсу «Металлорежущие станки». М., Высшая школа. 1991 г.
12. P.M. Гжиров, П.П.Серебреницкий Программирование обработки на станках с ЧПУ. Л., Машиностроение. 1990 г.
13. Модульное оборудование для ГПС механической обработки. Справочник Р.Э.Сафриган и др., К, Техника. 1989 г.
14. Ю.Н.Кузнецов и др. Инструментальная оснастка для станков с ЧПУ. К, Техника. 1988 г.
15. Ю.Н.Кузнецов Технологическая оснастка станка с ЧПУ и ПР. М.Машиностроение. 1987 г.
16. А.Л. Дерябин Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ и в ГПС. М. Машиностроение. 1989 г.
17. Справочник металлиста в 5 томах. М. Машиностроение. 1986 г.
18. Техническая документация на универсальное ЧПУ 2С42.
19. «Цифровые и аналоговые микросхемы». Справочник:/ В.И. Кулешов - М. «Радио и связь», 1990.
20. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем». Справочник: 2 тома/Н.М. Аверьянов, А.И. Березенко и другие. Под редакцией В.А. Шахнова 1988 - Т.2, Т.1.
21. К.М. Терещук, С.А. Седов «Полупроводниковые и приёмно-усилительные устройства»: Справочник радиолюбителя, «Наукова думка», К. 1989.
22. «Цифровая и вычислительная техника» Э.В. Ефриинов - М. «Радио и связь», 1991
23. «Элементы систем автоматического управления» В.Г. Рубанов - К. «Высшая школа» 1991.
24. В.П. Горбунков, Д.И. Панфилов, Д.Л. Преснухин «Справочное пособие по микропроцессорам и микро - ЭВМ». М.: Высшая школа, 1988 -
25. «Микропроцессорные средства и системы». Журнал:1988, стр.76-78.