Как показывает опыт эксплуатации токарно-карусельных одностоечных станков серий 1520 и 1516, наиболее ненадежным звеном в электрооборудовании является панель управления планшайбой, выполняющая функции:

-   выбора скорости вращения планшайбы и запуска ее с установленной на пульте управления позицией с 1-ой по 18-ую;

-  обеспечения режимов разгона и торможения в определенных позициях в зависимости от установленной рабочей частоты вращения планшайбы;

- реализации толчкового режима работы планшайбы;

-  поддержания постоянной скорости  резания V=const;

- защиты цепей питания электромагнитных муфт коробки скоростей планшайбы.

По результатам проведенного анализа отказов, наиболее частыми неисправностями являются:

-  неправильная «сборка» диаграммы включения  электромагнитных муфт коробки скоростей, не соответствующей установленной частоты вращения на переключателе пульта управления;

- отсутствие отработки режимов разгона  или торможения в необходимых точках диаграммы переключения муфт коробки скоростей с временной задержкой  t_з  = 2,5сек;

- нарушение логики переключения электромагнитных муфт в зависимости от  уровня напряжения сетевого питания 380V, 50гц;

-  не поддержание постоянной скорости резания V=const в функции перемещения суппорта к центру или от центра планшайбы.

 Кроме этого, достаточно часто отмечалось возникновение неисправностей, связанных с реализацией общих функций электроавтоматики станка, например, в схемах управления приводов поперечины, вертикального и горизонтального суппортов.

Такой спектр неисправностей приводил к ускоренному износу механических узлов коробки скоростей планшайбы, достаточно длительным простоям и, в конечном итоге, к неэффективной  работе оборудования. Кроме этого, отсутствие диагностики в схеме управления планшайбой требовало для проведения ремонта вмешательства опытных высококвалифицированных специалистов, что не всегда обеспечивается в условиях повального дефицита профессиональных инженеров. Основной причиной такой нестабильной работы существующей схемы управления является  использование  электромеханических элементов электроавтоматики, в частности, шагового искателя, большого количества промежуточных реле, имеющих ограниченное число циклов включения/отключения. Кроме этого, даже при наличии демпфирующих и искрогасящих цепей, частые коммутации высоко индуктивных обмоток электромагнитных муфт через контакты промежуточных реле, вызывали быстрый износ последних.

Основным условием модернизации панели управления станка и планшайбы в частности, являлось создание интегрированного компактного блока управления на новейшей элементной базе, включающего программируемый логический контроллер (PLC), твердотельные реле и средства защиты цепей питания электромагнитных муфт коробки скоростей привода планшайбы.

При этом, обеспечивается:

1)    силовая бесконтактная коммутация обмоток электромагнитных муфт с неограниченным количеством циклов переключения;

2)    поиск установленной с пульта позиции и «сборка» соответствующей диаграммы включения электромагнитных муфт коробки скоростей планшайбы с помощью управляющей программы PLС;

3)    адаптация к практически любой конфигурации электроавтоматики станка (количество  типоисполнений  токарно-карусельных станков достигает 12);

4)    оптимизация времени разгона и торможения для каждой выбранной позиции в зависимости от номера предыдущей, включенной ранее;

5)    эффективная диагностика целостности цепей управления электромагнитными муфтами.

На рис.1 представлена структурная схема блока управления (БУ) планшайбой. Конструктивно, блок управления выполнен (рис.2) в виде встраиваемой в нишу электрооборудования панели, которая подключается  к элементам внешней электроавтоматики с помощью соединительных клеммных колодок. Управляющая программа, конфигурация и состав   периферийных элементов адаптации БУ к конкретной электроавтоматике могут изменяться в зависимости от модели токарно-карусельного станка. Нижняя половина панели относится  к элементам электроавтоматики  управления  главным приводам, вертикальным и горизонтальным суппортами, насосами и т.д.

Результаты годовой эксплуатации двух различных моделей станков с приведенным  БУ подтверждают ориентировочные расчеты по надежности и количеству отказов.

На рис.3 представлена сравнительная диаграмма, иллюстрирующая  по опции «Управление планшайбой» соотношение количества отказов и времени простоя станка для проведения ремонта. Представленная диаграмма отражает сравнительную динамику этих характеристик только для двух конкретных образцов токарно-карусельных станков, работающих на одном предприятии в течение одного календарного года и имеющих примерно равную загрузку, но оборудованных не модернизированным и модернизированным вариантами схемы управления планшайбой. Данные собраны эксплуатационным персоналом в период гарантийного обслуживания токарно-карусельного одностоечного станка серии 1516 после его модернизации. Как следует из представленной диаграммы, на модернизированном варианте наблюдался в течение года только один отказ, связанный с неисправностью переключателя выбора позиции, но не с неисправностью элементов блока управления.

Рис.2