Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Автоматизация участка окраски рам грузового автомобиля.

Содержание:

Введение 5
1. Анализ предметной области 7
1.2. Обзор методов окраски 13
1.3. Обзор основного оборудования 26
1.4. Обзор вспомогательного оборудования 32
1.5. Обзор средств автоматизации 33
1.6. Цель и задачи дипломного проекта 40
2. Выбор элементов автоматизированного участка 43
2.1. Выбор основного оборудования 43
2.2. Выбор вспомогательного оборудования 56
3. Разработка аппаратной части системы управления. 60
3.1. Разработка функциональной схемы 60
3.2. Выбор средств автоматизации 66
3.3. Разработка электрической схемы 84
4. Разработка программной части 86
4.1. Разработка математической модели 86
4.2. Разработка алгоритма 99
4.3. Разработка управляющей программы 101
Заключение 104
Список используемых источников 105
Приложение 1 108

Введение:

Автоматизация производственных процессов – это основа технического прогресса во всех сферах промышленности. Именно внедрение автоматизированных систем в совокупности с новыми технологиями способно значительно увеличить производительность и качество труда на производственных предприятиях.
Комплексная автоматизация с применением автоматизированных систем, с широким использованием вычислительной техники существенно повышает производительность труда, снижает вероятности возникновения аварийных ситуаций. Благодаря автоматизации ликвидируется необходимость выполнения человеком однообразных, утомительных операций. Труд становится более интеллектуальным и интересным. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием [3].
Тема настоящей выпускной квалификационной работы – «Автоматизация участка окраски рам грузовых автомобилей на предприятии ПАО «НЕФАЗ».
Цель выпускной квалификационной работы – разработка проектного решения по автоматизации технологического процесса окраски рам грузовых автомобилей на предприятии ПАО «НЕФАЗ».
Исходя из темы и цели выпускной квалификационной работы, необходимо решить следующие задачи:
— произвести анализ предметной области;
— произвести анализ особенностей исследуемого технологического процесса окраски рам грузовых автомобилей;
— исследовать современные методы окраски;
— произвести обзор основного и вспомогательного оборудования;
— произвести обзор современных средств автоматизации;
— разработать планировку автоматизированного участка;
— разработать аппаратную часть системы управления;
— разработать программную часть системы управления.
Объект исследования — автоматизированная система управления технологическим процессом окраски рам грузовых автомобилей.
Предмет исследования – поиск оптимальных подходов в процессе построения автоматизированных систем на малярном производстве.
Методы исследования, применяемые в процессе работы:
— метод сравнения;
— метод анализа;
— изучение теоретических аспектов рассматриваемой тематики;
— разработка практических рекомендаций.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы – конечный результат работы позволит организовать на исследуемом технологическом объекте оптимальную систему автоматизации, которая обеспечит безопасность технологического процесса и позволит сэкономить материальные ресурсы предприятия.
Теоретическая значимость выпускной квалификационной работы – в ходе выполнения работы предполагается получить значительный объем теоретических и практических навыков, которые будут необходимы в процессе дальнейшей трудовой деятельности по специальности.

Заключение:

В данной выпускной квалификационной работе произведено проектирование системы автоматизации участка окраски рам грузовых автомобилей.
Перед началом работы была поставлена задача проектирования системы автоматизации пресса для производства топливных брикетов. Внедрение системы автоматического регулирования улучшит технико-экономические показатели работы исследуемого объекта, повысит безопасность работы оборудования, а также улучшить условия труда персонала.
В данной выпускной квалификационной работе описан исследуемый технологический процесс. Определены и подобраны конкретные необходимые технические средства автоматизации, а именно – датчики и привод системы. Произведен выбор регулятора, а именно выбраны канал и тип регулирования, а так же закон регулирования.
Система позволяет добиться высоких показателей безотказности работы, что существенно повышает качество управления и экономит энергоресурсы.
В результате выполнения настоящей выпускной квалификационной работы получен огромный объем теоретических и практических навыков, которые будут необходимы для дальнейшего повышения квалификации и дальнейшей успешной работы в данной сфере.
По завершению работы, можно утверждать, что поставленная цель полностью достигнута, а задачи выполнены.

Фрагмент текста работы:

. Анализ предметной области
1.1 Описание технологического процесса

Настоящая выпускная квалификационная работа выполнена на базе предприятии ПАО «НЕФАЗ».
Публичное акционерное общество «НЕФАЗ» входит в группу предприятий ПАО «КАМАЗ» и является крупнейшим в России заводом по производству спецнадстроек на шасси КАМАЗ.
В числе крупнейших акционеров ПАО «НЕФАЗ»: ПАО «КАМАЗ» (50,02% доля в уставном капитале), Республика Башкортостан (28,50%).
Завод производит:
— специальные надстройки на шасси автомобилей;
— пассажирские автобусы;
— емкостно-наливную технику;
— бортовые прицепы и полуприцепы;
— сеноуборочный комплекс;
— запасные части.
Исследуемый в настоящей выпускной квалификационной работе технологический процесс – окраска рам грузовых автомобилей в молярном отделении предприятия.
Исследуемое малярное отделение рам грузовых автомобилей предназначено для поддержания рабочего состояния рам, а также устранение дефектов (царапин, затёртости и т.д.). Отделение включает контрольно — диагностические, окрасочные и другие виды работ, направленных на выявление и устранение неполадок деталей, корпуса автобуса.
Малярные работы являются завершающими при ремонте рам грузовых автомобилей. В малярный участок рамы автомобилей поступают из кузовного участка, в отдельных случаях из зоны хранения. В исследуемом малярном отделении имеется 2 поста, один из которых предназначен для подготовки рамы автомобиля к покраске, а второй пост предназначен для окраски и сушки рамы автомобиля [4].
Окраска рамы грузового автомобиля является ответственным отделочным этапом технологического процесса восстановления кузова.
На рисунке 1.1 приведена рама автомобиля КамАЗ. Именно данный тип рам окрашивается в молярном отделении наиболее часто.
От качества произведенной окраски и выбранного материала будет зависеть срок эксплуатации. Конечно, в любом случае, любая спецтехника и грузовые автомобили постоянно проходит ремонтно-окрасочные работы, так как многие машины работают в суровых и даже агрессивных условиях внешней среды (масла, грязь, соль, ржавчина, окалина и пр.).
Если брать в расчет технологию окраски обычного автомобиля, то от технологии окраски рам грузовых автомобилей сильно она отличаться не будет, но вот подготовка поверхности и лакокрасочный материал будет значительно отличаться от первого.
Окраска рам грузовых автомобилей является процессом многостадийным и предполагает наличие большого опыта у ее исполнителя.
Для получения наилучших результатов и увеличения срока службы рамы необходимо изначально тщательно подготовить поверхность к окраске. Одним из важных моментов является очистка и удаление различных загрязнений с рамы, которые препятствуют окрашиванию и ускоряют коррозионных процессы, а так же мешают обеспечивать требуемую адгезию ЛКМ с окрашиваемой поверхностью [2].
Существуют несколько степеней возможных загрязнений на эксплуатируемой раме:
1. Первая степень — наличие тонких слоев минеральных масел, смазочных, смазочно-охлаждающих эмульсий, смешанных с металлической стружкой и пылью, до 2 г/м2;2. Вторая степень — наличие толстых слоев консервационных смазок, масел и трудноудаляемых загрязнений, графитовых смазок, нагаров, шлифовальных и полировальных паст свыше 2 г/м2.
Так же, различают несколько степеней окисления поверхности, от которой так же будет зависеть способ обработки и подготовки поверхности, которые прописаны в материалах ГОСТ 9.402-2004.
Очистку поверхности можно проводить механическими, химическими (питьевой водой, растворителем, химическими продуктами), термическими (обжигом или пламенем) методами. Обычно, химические методы используются на больших производственных предприятиях, а механические при окрашивании рам крупногабаритных машин и металлических поверхностей с большой площадью [12].
Для придания дополнительной коррозионной стойкости, после очистки производится специальная химическая подготовка.
Если на поверхности уже присутствует коррозия, то эти места необходимо обработать более тщательно. После удаления окислившихся участков, данные поверхности можно обработать дополнительным слоем антикоррозийных смесей во избежание распространения коррозии на готовом лакокрасочном покрытии.
Важно запомнить, что подготовка поверхности это многостадийный процесс и при выборе метода подготовки поверхности учитывается исходное состояние поверхности, условия эксплуатации машины, материал и основные характеристики.
Контроль качества подготовки поверхности необходимо производить не позднее чем через 6 часов после обработки.
Выбор ЛКМ и его необходимые характеристики будут зависеть от состояния поверхности. Основными факторами будут являться: наличие ржавчины, загрязнения, наличие окалины и условия будущей эксплуатации.
При выборе ЛКМ для окраски спецтехники необходимо учитывать несколько моментов:
— стойкость ЛКМ к механическому воздействию;
— стойкость покрытия к агрессивному воздействию и защита от различных химически агрессивных компонентов;
— устойчивость покрытия к сильным перепадам температур и длительному воздействию солнечных лучей;
— возможность противостоять коррозии и появлению ржавчины на поверхности.
Перед покраской, необходимо провести тщательное обезжиривание металлической поверхности. На материалах для обезжиривания лучше не экономить средства, так как от качества произведенной процедуры напрямую будет зависеть результат готового покрытия и будет увеличена адгезия ЛКМ с окрашенной поверхностью. Для обезжиривания металлической поверхности на исследуемом предприятии используется продукт – обезжириватель для металла SILICONE REMOVER SLOW 00695.
Каждый из слоев лакокрасочного покрытия (а их число может достигать 5 — 7) имеет определенное назначение и исключение любого из них приводит к ухудшению защитных или декоративных свойств нового покрытия [6].
Основной причиной повреждений лакокрасочных покрытий являются частые удары камешками, вылетающими из-под колес транспорта.
Глубокие повреждения от ударов, в которых уже образовались следы ржавчины, обрабатывают специальным механическим инструментом (проволочной щеткой, наждаком и т. п.) для удаления ржавчины и появления блестящего слоя металла. При этом очень важно полностью удалить ржавчину.
Для полной подготовки поверхности к нанесению лакокрасочного покрытия проводят следующие операции:
— механическое восстановление поверхности (правку, пайку, сварку, рихтовку);
— удаление старого лакокрасочного покрытия и продуктов коррозии;
— обезжиривание окрашиваемой поверхности;
— фосфатирование и грунтование;
— шпатлевание и шлифование.
При грунтовании на чистую металлическую поверхность наносят тонкий слой грунтовки. После высыхания на загрунтованную поверхность наносят лак. Лаку дают полностью высохнуть. В отсутствии лака допускается окраска требуемой эмалью, причем, нанося ее тонкими слоями, чтобы не было подтеков. Эмали дают полностью высохнуть. При более глубоких повреждениях необходимо восстановить поверхность методом правки и рихтовки и подготовить раму к окраске [8].
Перед окраской раму автомобиля тщательно моют.
Окраску производят только при температуре выше + 15 °С, избегая попадания прямых солнечных лучей на окрашиваемые поверхности.
Последовательность операций при окраске рам:
1. Подготовка поверхности.
2. Нанесение первого слоя грунта.
3. Сушка.
4. Нанесение шпатлевки.
5. Сушка.
6. Шлифование.
7. Нанесение выявительного слоя краски.
8. Сушка.
9. Шпатлевание поверхности рамы.
10. Сушка.
11. Шлифование.
12. Нанесение первого слоя краски.
13. Сушка.
14. Нанесение второго слоя краски.
15. Сушка.
16. Нанесение третьего слоя краски.
17. Сушка.
18. Нанесение четвертого слоя краски.
19. Сушка.
20. Нанесение пятого слоя краски.
21. Сушка.
Производственное помещение, где производиться окраска, так же должно соответствовать определённым требованиям, чтобы исключить возможность появления нежелательных дефектов на готовом лакокрасочном покрытии. Схема молярного отделения приведена в графической части работы.
Температура воздуха окружающей среды в цеху должна быть не ниже 15 °C, относительная влажность не более 80%. Если необходимо, подготовку поверхности можно производить на улице, но важно, чтобы температура не опускалась ниже 5 °C. После подготовки температура самой металлической поверхности не должна быть на 3°C выше точки росы (пр. точка росы — температура, при которой влага из воздуха конденсируется на твердой поверхности).
На подготовленную поверхность не допускается попадание воды, коррозионно-активных жидкостей и их паров. Желательно, после произведения подготовки спецтехники — к окрашиванию приступать в самые кратчайшие сроки или полностью исключить возможность загрязнения поверхности и коррозию.