Автоматизация станочного оборудования специфичное направление. Для станком используются специализированные контроллеры, привода, панели оператора. Связано это с распространенностью станков и типовыми решаемыми задачами на уровне системы управления. Наша компания работает с общепромышленным оборудованием для автоматизации, а устройствами ЧПУ не занимается. Тем не менее, мы периодически сталкиваемся с задачами модернизации старого станочного парка на базе стандартных ПЛК.
В частности, в 2025 году нами была выполнена модернизация заточного станка на заводе Ксилосвисс в городе Шатура. Завод занимается производством ДСП и ЛДСП. На этапе рубки древесного сырья в стружку используются роторные машины с ножами. Ножи довольно быстро теряют остроту при активной работе и нуждаются в заточке. А, так как на заводе много рубительных машин, то заточка ножей идет постоянно – станок почти всегда в работе.
Станок, который отдали нам под модернизацию, был произведен фирмой Gockel в 2000-х годах. Логика работы была реализована на ПЛК Siemens Simatic S7-300, панели оператора OP77 и сервоприводах Baumuller. Необходимость модернизации была обусловлена периодическими выходами из строя сервоприводов и большими проблемами с покупкой запчастей.
Станок предназначен для заточки ножей длиной до 3-х метров. Как правило, на нем точат несколько более коротких ножей одновременно. Фиксация ножей осуществляется с помощью магнитного стола. Шлифовальный диск установлен на каретке, которая перемещается в двух осях. Для обеих осей предусмотрены сервоприводы, для вертикальной оси используется серводвигатель с планетарным редуктором. Ось X используется для перемещения каретки с шлифовальным диском вдоль заготовки, а ось Z для подачи и регулировании толщины стачиваемого металла. Помимо этого есть электродвигатель вращения шлифовального диска. ЭД пускается по схеме звезда-треугольник, т.е. при работе всегда вращается с одной скоростью. Также есть насосы промывки, охлаждения заготовки и диска и смазки.
На каретке имеется пульт оператора с кнопками, индикацией, амперметром, на который выводится ток ЭД шлифовального диска (только для визуального контроля оператором; по току оператор определяет, не слишком ли быстро мы снимаем металл при шлифовке), панелью оператора. Кнопок и индикации довольно много, основное управление, как и на большинстве подобных станков, осуществляется с кнопок. Панель оператора служит для вывода числовой информации и настройки режимов работы. Подводка диска к заготовке осуществляется оператором вручную – кнопками или маховиком.
Станок предусматривает несколько режимов работы: грубое шлифование, тонкое и финишное. Как правило, при заточке ножей проходят все три режима. На панели оператора задается скорость горизонтального движения, значение подачи инструмента на один метр горизонтального перемещения. По горизонтальной оси каретка совершает колебательные движения, по вертикальной оси движется поступательно, пока не снимет ту толщину металла, которую задал оператор.
В качестве элементной базы при модернизации мы выбрали оборудование компании Siemens. И если с точки зрения ПЛК и панели оператора можно было рассмотреть и другие варианты, то с точки зрения сервотехники выбор был очень скудный. Дело в том, что одна из осей (ось Z) должна быть с редуктором. А найти серводвигатель в комплекте с планетарным редуктором довольно сложно. При заказе серводвигателя китайского производства редуктор приходится подбирать отдельно. Но проблема еще в том, что для установки редуктора на серводвигатель придется заказывать переходный фланец, т.к. размеры фланцев у редуктора и двигателя часто разные. У Siemens такой проблемы нет. Двигатель приходит уже с редуктором.
Нами был выбран CPU1510SP – 1 PN, панель оператора KTP700, силовые модули PM240-2, модули управления сервоприводом CU250S-2 PN, серводвигатели линейки 1FK7. Управления приводами осуществляется по шине Profinet. Модуль управления CU250S поддерживает функции позиционирования, что было удобно при нашей задаче.
Работы по монтажу оборудования, в т.ч. замене серводвигателей были успешно проведены. После выполнения пуско-наладочных работ станок был введен в эксплуатацию.
