Автоматизация процессов распиловки камня
Наиболее распространенные в камнеобработке автоматические системы нижнего уровня представлены системами управления, регулирования и контроля.
Системы автоматического управления (САУ) в камнеобработке, включая распиловку камня, сводятся обычно к работе станков по заданным программам, обеспечивающим определенную последовательность технологических операций и переходов при их работе в автоматическом режиме, Программное управление характерно для распиловочных дисковых станков, предназначенных для распиловки гранита. Работа таких станков отличается определенной сложностью, связанной с челночным многопроходным резанием с постеленным заглублением пил в камень и последующей переустановкой их на новое резание. При работе распиловочного станка по заданной программе технологический процесс выполняется точно с заданными режимными параметрами практически без участия рабочего.
В последнее время получили распространение системы управления с интегральной автоматикой, появление которых было обусловлено широким развитием микроэлектронной техники. Так, интегральной автоматикой оборудуются сейчас новые поколения дисковых одновальных распиловочных станков (диаметр пил 2000—3500 мм), выпускаемыx некоторыми зарубежными фирмами. АСУ с интегральной автоматикой включает: центральный процессор с запоминающим устройством (с математическим обеспечением); диалоговое устройство в виде панели с буквенно-цифровыми индикаторами, цифровой клавиатурой и клавиатурой функций; устройство ввода-вывода, состоящее из комплекта вводов и выполов с онтоэлектронными барьерами, в том числе аналоговых выводов к вводов быстрого вычисления, позволяющих контролировать четырехмерное пространство (по четырем осям координат) и управляемых двумя микропроцессорами.
В наиболее типичном варианте распиловочный станок с интегральной автоматикой работает в семи режимах, выбираемых распиловщиком камня: программирование данных, позволяющее регистрировать исходные данные о характеристиках блоков камня и параметрах их распиловки (частота вращения пилы, скорость рабочей подачи, размеры блока, глубина резания, толщина выпиливаемых заготовок); внесение изменений и программу, позволяющих корректировать зарегистрированные данные; считывание программы для се контроля после программирования или внесения изменений; запуск станки вручную, дающий возможность распиловщику камня при помощи кнопок управления производить установочные перемещения исполнительного органа и других узлов станка перед началом работы; автоматическое управление станком (контроль всех перемещений станка — и случае неисправности автомат останавливает станок и сигнализирует об этом распиловщику камня); проведение машинных тестов, позволяющих контролировать исправность электрической и электронной сетей станка и в короткое время обнаруживать и устранять неполадки; выдача информации о времени распиловки и площади распиленной поверхности, что позволяет оценить в первом приближении эффективность распиловки.
Системы автоматического регулирования (САР) обеспечивают работу станков по самоорганизующимся программам путем стабилизации отдельных технологических параметров. В камнераспиловочных станках распространены системы автоматического регулирования со стабилизацией мощности, потребляемой главным приводом станка. Наиболее приемлемым параметр в этом случае — активная составляющая тока нагрузки. Чувствительным элементом в CAP нагрузки асинхронных двигателей являются в основном трансформаторы тока, выходной сигнал которых пропорционален полному току двигателя. Однако этот сигнал не отражает в полной мере действительного характера изменения нагрузки при распиловки, в связи с чем CAP, основанные па использовании полного тока как регулируемой величины, недостаточно точны.
Более совершенной можно считать CAP с датчиком, выдающем сигнал, пропорциональный активному току с аспихронного двигателя, разработанным HИИстройматериалов Азербайджана.
В НПО «Камень и силикаты» разработан прибор CAP «Прогресс-3», используемый на алмазно-многодисковых конвейерных станках и работающий на принципе автоматической стабилизации мощности резания.
Испытания прибора «Прогресс-3» в ПО «Артик-туф» при алмазно-многодисковой распиловке туфа показали высокую работоспособность и регулирующую способность САР, что позволило обеспечить эффективную работу оборудования в оптимальных режимах резания и исключило аварийные ситуации, связанные с заклинивавшем дисковых НМЛ. Применение прибора «Прогресс-3» привело к повышению производительности на 30—40 % и снижению удельного расхода алмазного инструмента на 20 %.
Весьма перспективно внедрение CAP применительно к штрипсовым станкам.
Чебоксарским Росавтоматстромом разработана тиристорная CAP рабочей подачи и дозировки дроби на станках 1925, опробованная на Кондопожском камнеобрабатывающем заводе. До начала распиловки станку задастся автоматическая программа определяемая технологической картой на процесс. Исходными параметрами для станции управления являются: количество пил, их толщина, длина блока, количество дроби, нагрузка электродвигателя и интегральная защита. В процессе распиловки привод рабочей подачи обеспечивает автоматическое регулирование скорости опускания пильной рамы в зависимости от ряда переменных факторов — прочности камня, усилия натяжения пил, количества подаваемой дроби. Oбработанная информация поступает на шестиканальные самопишущие приборы (по три канала на станок), установленные в диспетчерском пункте, т. е. имеется определенная зафиксированная информация о работе станков, CАР подачи обеспечивает оптимальный режим распиловка в зависимости от задания. Коррекцию режима производит распиловщик камня на пульте станка. Испытания показали эффективность системы, позволившей увеличить производительность станка, улучшать качество поверхности пиленых плит и исключить брак из-за увода пил.
Системы автоматического контроля (САК) предназначены для контроля параметров, характеризующих работу станков. Контроль осуществляется датчиками и контрольно-измерительной аппаратурой. К параметрам, характеризующим работу распиловочных станков, относятся: скорость рабочей подачи; мощность или ток, потребляемые главным приводом к приводам механизма подачи; расход промывочно-охлаждающей жидкости; давление в водопроводной сети, гидравлических или пневматических системах и др.
Скорость рабочей подачи замеряется индикаторами, выполненными в виде тахометров индукционного или механического типа. Степень загрузки электродвигателей главного привода и механизма подачи определяется по ваттметрам или амперметрам. Подача охлаждающей жидкости контролируется расходомерами, давление в водопроводной сети и гидравлических системах измеряется манометрами. Для контроля наличия струн жидкости пользуются специальными реле (струйными или протока), например реле протока типа РП-40. При прекращении подачи к распиловочному станку струи жидкости станок должен быть отключен.
Длина перемещении узлов станков контролируется датчиками перемещений, чаще других применяют путевые (конечные) выключатели и переключатели (нажимные путевые выключатели ВK-100, рычажные ВK-211, бесконтактные БВК-24). Кроме того, используются командные гидравлические датчики в виде одно- и двухходовых золотников, индуктивные датчики перемещений и различные фотоэлектрические датчики.
Системы автоматического контроля параметров в зависимости от назначения и характера выходного воздействия могут быть подразделены на три группы; автоматическая сигнализация, предназначенная для подачи светового и звукового сигналов о нормальном ведении процесса распиловки или его нарушении (аварийная сигнализация); автоматическая защита, обеспечивающая своевременное отключение отдельных узлов станка при возникновении аварийных ситуаций. Например, при уменьшении количества подаваемой абразивной пульпы или воды ниже допустимой нормы реле давлении отключает главный привод, в результате штрипсовый ставок останавливается, а при внезапных остановках главного привода штрипсового станка автоматически прекращается рабочая подача, предотвращая поломку пил; автоматическая блокировки, предохраняющая распиловочные станки от неправильных действий — ограничении хода, несвоевременного включении стайка и др.