Logiikkaohjaus automaattiselle työstökoneelle

Abstract

Nokialainen yritys Par-Met Team on vuonna 1997 perustettu alihankintakonepaja. He olivat erikoistuneet suursarjojen automaattikoneistukseen. Nykyään Par-Met Team toimii pääasiassa konsultoijana ja antaa CNC-koneiden käyttöopastusta. Opinnäytetyö sai alkunsa Par-Met Teamin saadessa tilauksen logiikkaohjauksesta, joka ohjaisi automaattista porayksikköä. Asiakas tarvitsi sitä suursarjatuotantoon sähkökaappien lukitustappien tekoon. Työ oli alun perin tehty käsin ja sen automatisointi nostaisi tuotantokapasiteettia noin kolminkertaiseksi.

Asiakkaan toivomuksina olivat laitteiston helppo muunneltavuus muihin projekteihin sekä ohjauksen toteutus jollakin tunnetulla logiikalla. Myös valmiin laitteiston pieni koko oli toivomuksena. Tämä antoi työlle paljon valinnanvaraa. Osien valinta oli haastavaa, sillä vaihtoehtoja askelmoottoreiksi sekä niiden ohjaimiksi oli monia. Logiikan osalta valinta oli helppo, sillä tunnettuja valmistajia ei ole montaa. Vaihtoehtoina olivat laajasti käytetyt Siemensin ja Omronin valmistamat mallit. Näistä valinta osui Siemensin S7-1200-sarjaan, sillä sen käytöstä oli aiempaa kokemusta.

Laitteiston ohjaus toteutettiin käyttäen Siemensin TIA Portalia. Tällä luotiin askelmoottoreille yhtenä työstökiertona toimiva ohjelma. Ohjelma siis suoritti kappaleen porauksen ja uuden aseman vaihdon nappia painamalla. Opinnäytetyön tuloksena syntyi helposti käyttäjän muokattavissa oleva ohjelma kompaktissa koossa. Ohjelmaa on helppo muokata käyttämään useampia poria mikäli osaa hieman PLC-ohjelmointia. Laitteiston muuttaminen muihin prosesseihin kuin vain poraukseen on myös helppoa. Näitä voisi olla muun muassa jyrsintä ja kokoonpano.

Työn onnistumisessa ei ollut suuria ongelmia. Kuten aina projekteissa, suunnitelmat muuttuivat kesken matkan, mutta ne eivät vaikuttaneet työn toteutukseen. Koko laitteistosta tuli kompakti ja se on helposti liikuteltavissa. Asiakas oli tyytyväinen toteutukseen.

The purpose of this thesis was to create a PLC program for an automatic drill department. This study was carried out as a project for Par-Met Team Oy. The project was supposed to be easily modifiable by its user for different kinds of purposes. The theoretical section explores the working mechanics of the stepper motors, CNC-machines and programming languages. The empirical part consists of how the control was created and how the wiring of electrical components was made.

As a request by the client the control was built using a well known logic manufacturer. In this case the choice was to use Siemens S7-1200 programmable logic. Using TIA Portal, the control was built for two stepper motors to control the drill and the drum. The drum would spin into a right position and the drill would drill the part. The whole sequence would be started again by a press of a button.

The results of this thesis were successful. The control is easily moveable and modifiable. The customer´s wishes were taken into consideration and they were pleased with the result. If any modifications are required in the future, it will not require a significant amount of work.