导套加工工艺过程制定PPT格式课件下载.pptx
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21974:
"LNG车用供气系统操作、使用规范,一、LNG基本特性,1)成分天然气主要以甲烷(CH4)为主,同时含有少量的丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)等烃类气体,氮、二氧化碳、硫化氢及微量的氢、氦、氩等非烃类气体。
@#@各个地方的天然气的形成过程不尽相同,所以成分也不完全一样。
@#@2)性质由于天然气的主要成分为甲烷,且各地的组成不同,其密度一般在426470kg/m3之间,如果甲烷含量越高则密度越小。
@#@液化天然气的密度还是温度的函数,温度越高密度越小。
@#@所以阐述性质的时候主要以甲烷为主。
@#@需要准确的物性参数需要个液化天然气生产厂家提供。
@#@3)一般外观高纯度的液化天然气是无色、无味的透明液体。
@#@由于它的低沸点,当观察时,液体常常有强烈的沸腾;@#@当暴露到大气中时,由于空气中水蒸气的凝结,将见到大量的蒸汽云。
@#@,二、LNG的安全提要,1)天然气存在着火的危险LNG的燃点为650,比汽油、柴油的燃点高,点火能也高于汽柴油、LPG,所以比汽柴油、LPG更难点燃。
@#@LNG的燃烧范围比较小,一般为515%。
@#@-106.7以上的LNG蒸汽比空气轻,稍有泄露立即挥发飞散,很难形成遇火燃烧爆炸的浓度,因此,无论LNG还是它的蒸汽都不会在一个不封闭的环境下爆炸。
@#@液化天然气在环境温度下泄露时,迅速蒸发产生大量的天然气气体,形成蒸汽云团。
@#@因此,在储存、装卸或使用天然气的场合,不允许抽烟或明火,否则有可能导致危险甚至人身伤害。
@#@如果液化天然气泄露在密闭的环境或有热源(无点火源)空间,由于其会变成蒸汽体积迅速扩大,同样有爆炸的危险。
@#@因此,储存液化天然气的场所要求开敞、通风,以便于蒸汽能够扩散开来。
@#@,当天然气在空气中的浓度超过1%时,操作人员应当撤离现场。
@#@LNG火灾特点:
@#@火焰传播速度较快,质量燃烧速率大,约为汽油的2倍;@#@火焰温度高、辐射热强,易形成大面积火灾,具有复燃、复爆性,难以扑灭。
@#@注:
@#@消防消防的目的主要是扑灭火源或控制火焰扩散。
@#@首先应当切断泄露源,然后控制可燃物,再次扑灭火源。
@#@扑灭火源时应当选取正确的灭火剂,对于液化天然气最好的灭火剂是化学干粉灭火剂(碳酸钾)。
@#@干粉扑向火焰时,像浓云一样罩住火焰,减少热辐射。
@#@高温使得干粉放出结晶水或产生分解,不仅吸收火焰的部分热量,还可以降低燃烧区内的氧气浓度。
@#@,2)有窒息的危险天然气的过分积聚可能会使空气中氧浓度变稀,人处在这种环境中可能会导致昏迷、伤害,甚至窒息。
@#@当空气中氧气体积含量低于20%时,操作人员应当注意;@#@如果氧气的含量进一步降低时操作人员应当撤离。
@#@当操作人员因缺氧失去知觉时,应当立即将其撤离现场,并进行人工呼吸。
@#@如果操作人员停止呼吸,应当立即进行人工呼吸并马上送往医院治疗。
@#@当空气中氧气浓度10%,天然气浓度50%时,对人体产生永久伤害,在此情况下,工作人员不能进入LNG区域。
@#@3)低温由于液化天然气的温度很低,假如和身体皮肤接触,由于液体的迅速气化将会引起严重的冻伤,也称冷灼伤。
@#@若接触到常温管材和设备,就可能发生脆裂现象。
@#@发生灼伤时应当采取以下处理方法:
@#@
(1)当皮肤与低温表面粘结时,可用热水加热方法使皮肉解冻,然后再挪开冻结部位,并将伤员移至温暖的地方(约22);@#@,
(2)除去所有妨碍冻伤部位血液循环的衣物;@#@(3)将冻伤的部位立即进行水浴,水温要求4146,不允许使用干燥或直接加热的方式;@#@如果水温超过46,就会加剧损伤冻伤区的身体组织;@#@(4)立即将伤员送往医院做进一步治疗;@#@(5)如果伤员大面积冻伤,且体温已经下降,就需要将伤者浸泡在4146的水中,再尽快将伤者送往医院;@#@(6)冻伤的身体部位在加热后开始疼痛、肿胀,如果伤势不严重,应当对冻伤部位进行缓慢、持续的加热,直至皮肤由灰白色变成粉红色或红色;@#@(7)伤员不许抽烟、喝酒,因为这样会减少流往冻伤组织的血液量,注射破伤风针剂,防止感染。
@#@4)LNG还具有易蒸发、易扩散、流淌等特性LNG(按甲烷考虑)的沸点是-162,易蒸发。
@#@,三、车用LNG供气系统技术方案,1)系统组成和流程车用LNG供气系统包括专用车载低温绝热瓶、充装接口、安全限流装置、LNG汽化器、稳压器、压力显示等装置组成,其流程见下图:
@#@供气必备条件:
@#@LNG储存瓶内压力始终高于发动机要求的进气压力0.2Mpa以上,供气管路上的调压阀出口压力设定比发动机要求的进气压力高0.050.1Mpa。
@#@,为维持瓶内高于发动机进气压力,我们采用了两种技术方案:
@#@a、气瓶不带自增压,加气站对储存的LNG(-140-162)进行加温,使其饱和蒸汽压达到发动机要求的压力(LNG温度不同,对应的饱和蒸汽压不同),充装到车用瓶内不调压;@#@LNG瓶正常工作温度为-130左右;@#@b、气瓶带自增压,加气站不对储存的LNG进行调温,LNG饱和蒸汽压的压力尽可能低,这样有利于LNG储存、减少气站排空损失;@#@LNG充装到车用瓶内后进行自增压直至高于发动机进气压力0.2Mpa,并自动稳压,LNG瓶正常工作温度为-162以上;@#@当LNG温度高于-130时,可关闭自增压系统。
@#@,两种方案供气方式相同:
@#@供气过程如下:
@#@LNG经瓶上限流阀送至水浴式汽化器汽化成气态并升温后,再经调压器降压至设定值进发动机。
@#@供气温度控制:
@#@一般发动机规定的进气温度范围为-2040,如进气温度过高或过低可调节汽化器热水的进水量。
@#@2)系统技术性能供气流量:
@#@根据发动机给定参数设定管件内径;@#@供气压力:
@#@可在0.251.2MPa内设定,工作时设定值波动10PSI;@#@供气温度:
@#@可在10-40内设定;@#@系统有优先使用气相功能,即当LNG瓶内压力高于经济阀设定值时优先使用气相,保持瓶内压力基本恒定;@#@,系统有自增压功能,即液体饱和压力不足时,可开启自带的增压系统给瓶内增压:
@#@本系统充液时可闷充,无须接气相,不放空;@#@充液速度可达40/分钟;@#@本系统使用的液体温度为-162110;@#@3.系统主要部件参数结构3.1车用LNG气瓶详见汽车用液化天然气瓶总图3.1.1车用LNG气瓶技术参数本系统的LNG气瓶是公司已设计定型产品,其技术参数为:
@#@计算压力3.18MPa、工作压力1.59MPa、设计温度-196、工作温度-162,充装系数0.9,主体材料为0Cr18Ni9(304),瓶上设有一、二级安全阀、进出液口、限流阀、气相口、电容式液位计、压力表和瓶内压力自动调压装置(经济阀出厂设定压力为0.8MPa)及自增压(稳压)系统,汽车用液化天然气供气系统流程简图,序号代号名称功能1V1放空阀(手动)用于气瓶压力泄放2C2充液接头、加气面板用于加气机与气瓶连接3V2进液止回阀用于控制燃料进入瓶内4V3手动截止阀用于控制燃料流出瓶外5V4过流阀防止供应管路断裂时燃料大量外泄6V5节约阀用于控制气瓶内部压力7V6平衡阀平衡罐内气液压力8V7稳压阀控制进发动机气量9V8手动自增压截止阀瓶内自增压开关阀10V9自增压调节阀瓶内自增压控制阀11Pr2空温式汽化器用于瓶内增压12Pr1水浴汽化器将LNG转换成气态天然气13LG液位计显示表显示气瓶内燃料液位14Pg压力表显示气瓶内压力15S1主安全阀用泄压方式来保护气瓶16S2副安全阀用泄压方式来保护气瓶17稳压罐维持发动机用气要求谨慎:
@#@在饱和压力满足发动机供气要求时不用自增压,截止阀(V8)应关闭;@#@只有在饱和压力不能满足发动机供气要求时才开启自增压截止阀(V8);@#@车辆停运10分钟以上也应关闭截止阀(V8)。
@#@,气瓶外形尺寸见附图注:
@#@总重核算所对应的液化天然气密度为0.426kg/L,空重包括支座重量。
@#@3.1.2车用LNG气瓶结构采用双层夹套容器,在内胆外壁缠绕数十层高绝热性能的铝箔+玻璃纤维纸,并在夹套间进行高真空技术处理,使气瓶可达到超级绝热性能。
@#@在夹套间设置了低温吸附和常温吸附装置,可保证气瓶不论在低温使用或常温闲置时,夹套空间的真空度保持相对稳定。
@#@内胆上充液管设计成单管直喷结构,减少充装阻力,可以在LNG充入内胆时稳定,并可使内胆中的部分气相被LNG液化,以保持充装过程中内胆的气相压力的相对稳定性。
@#@,气瓶内胆与外壳采用了轴向组合支撑(一端固定、一端滑移),可以保证气瓶在运行中不会因为颠冲而使内胆与外壳之间发生相对位移和结构变形,以及内胆因充装了液化天然气后冷缩而拉断支撑及管线的现象。
@#@内胆中设有防过量充装装置。
@#@气瓶采用电容式液位计,该系统由三个子系统组成:
@#@传感器、信号转换器和显示仪表;@#@其作用是根据气瓶内的燃料高度产生一个成线性比例的电信号,并传送给信号转换器,再由信号转换器传送给显示仪表。
@#@气瓶所有的管路、阀件都设置在气瓶的一端,并用保护环或保护罩进行防护。
@#@3.1.3车用LNG气瓶性能气瓶真空夹层性能静态蒸发率2.4%d,气瓶在冲击条件下的完整性。
@#@即对气瓶的最关键部位(自行指定,管路系统端除外)进行10米高的跌落试验和对管路系统端3米高的跌落试验,跌落试验完毕后的1小时内,气瓶外壳不得有结露或结霜现象(内胆与外壳连接支撑部位除外)。
@#@气瓶安装在汽车上应能承受8g重力加速度冲击(车上的支撑件也应承受8g重力加速度冲击);@#@气瓶有优先使用气相功能,工作时罐内相对压力稳定;@#@气瓶内胆设计有两级安全阀在超压时起到保护作用。
@#@在超压情况下首先打开的是主安全阀(开启压力为1.75MPa,254psi);@#@副安全阀(开启压力为2.9MPa,420psi)的压力设定点较主安全阀高,在主安全阀失效或发生堵塞时,副安全阀启动。
@#@夹层超压条件下的保护是通过一个环形的抽空塞来实现的。
@#@如果内胆发生泄漏(导致夹层压力超高),当压力达到0.10.2MPa抽空塞将打开泄压。
@#@,3.1.4车用LNG气瓶设计制造依据该产品在我国无行业或国家标准,富瑞公司依据产品的性能要求和特点制定了汽车用液化天然气气瓶Q/320582HRK09-2008企业标准。
@#@该企业标准非等效采用了美国运输部DOT4L1999中的178.57Specification4Lweldedinsulatedcylinders的范围、材料、设计等规定,参照美国汽车工程师协会SAEJ2343RecommendedPracticesForLNGPoweredHeavy-DutyTrack液化天然气重型卡车的推荐作法和美国防火协会NFPA57LiquefiedNaturalGas(LNG)VehicularFuelSystemsCode(汽车用液化天然气(LNG)供气系统标准),安全附件的泄放量计算参照压力容器安全技术监察规程附件五及美国CGAS-1.1-2001第5.9节等内容。
@#@该企业标准经国家气瓶标准技术委员会审查备案。
@#@,3.2供气管路主要部件配置3.2.1调压阀工作温度为-196-+120,调压范围0.3-1.2MPa,公称通径依据发动机流量用气要求选定,出口压力可依据发动机要求设定。
@#@3.2.2充装接口为使液化天然气汽车加气方便快捷、安全可靠,公司研发了一种快速充装接头,也是国内标准接头,其技术参数:
@#@公称压力PN4.0MPa,公称通径DN25mm,温度为-196+80。
@#@,3.2.3汽化器见附图汽化器安装在气瓶和发动机之间。
@#@(汽化器所需热能由发动机提供)受发动机高温影响的冷却液流入汽化器隔层对汽化管加热。
@#@当液化天然气进入汽化器,来自发动机的高温冷却液将其气化并加热,随后供给发动机,为了保证系统发挥最大功效,汽化器的安装应尽可能地靠近气瓶,最大距离不超过3米。
@#@冷却液的流向应与液化天然气的流向一致,汽化器一般水平安装(天然气进出口处于水平方向),热水进出口应在上方,避免形成气阻。
@#@最大工作压力(液化天然气):
@#@2.2MPa(320psig)最大冷却水压力:
@#@0.4MPa(60psig);@#@最大汽化量:
@#@依据发动机用气量确定;@#@材料:
@#@不锈钢;@#@冷却液:
@#@温度不低于75,氯离子含量不大于25mg/L;@#@3.2.4加气面板,加气面板上安装有充气接口、回气接口及显示气瓶内压力的压力表,详见加气面板简图。
@#@3.2.5管道配置出液管为141.5不锈钢管(304)或铜管(TU2),承压大于2.5MPa;@#@进发动机管为DN15PN2.5不锈钢软管(304),充液管为DN20PN2.5不锈钢软管(304),回气管为DN10PN2.5不锈钢软管(304)。
@#@4.供气系统安全设计供气系统仓与乘客仓隔离和通风;@#@在供气系统仓的最高点应埋设管道引至车顶,管口应能防雨水,并在供气系统仓最高点设置可燃气体探头;@#@供气系统仓应安装防撞装置;@#@主安全阀应通过连接管固定在汽车的安全点上。
@#@如有NG气体产生,就通过管道进入通风竖管,在车辆顶部向上排出。
@#@如排出液体,排泄途径应避开人员、着火源、或易被深冷温度损坏的材料。
@#@为防止水在安全阀内积聚或冻结,通风竖管应使雨水远离该管道,并连接一个低位的排水道。
@#@,连接主安全阀与通风竖管的导管是金属或非金属的导管,都适合排出低温甲烷。
@#@凡有可能接触到LNG的零部件只能使用奥氏体不锈钢、纯铜和黄铜、铝、玻璃纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
@#@当管道在低温下运转时,安装就要特别小心,奥氏体不锈钢管道不应与车架、电线及其他可能发生位移物体直接接触。
@#@LNG瓶应用两条钢带固定在底盘上,钢带位于头部的内侧以罩上焊接点。
@#@钢带上应该加上橡胶垫以防止安装车用瓶的旋转或滑动。
@#@安装系统应该牢固到足够支撑8倍的满瓶总重量。
@#@所有管道安装应注意热胀冷缩现象对管道危害。
@#@整车厂应在乘客舱和LNG瓶舱顶部各安装一个可燃气体报警探头,控制器应安装在驾驶员很容易听到的位置。
@#@如为卡车则无须安装可燃气体报警探头。
@#@,5.车用LNG供气系统安装位置对于客车,一般有安装于后上部或側面,如图气瓶仓安装位置,车用瓶及充装操作面板在侧面,卡车可横装,也装在大梁两侧,供气系统集成可安装在卡车大梁,四、LNG供气系统操作维护规程,1安全防护在有NG或LNG的现场内工作时,需具有如下安全常识:
@#@1.1使LNG设备远离火焰或电火花;@#@1.2在LNG设备维修、充装、存储的区域不允许烟火进入;@#@1.3在进行LNG的操作时需戴护目镜、脸罩、绝热手套;@#@1.4所有进入盛装LNG气瓶现场人员均应穿能防火和防静电的工作服及工作鞋;@#@1.5操作人员应培训上岗,熟悉LNG的理化性能,掌握操作技能;@#@1.6保持设备所在位置通风良好;@#@1.7在维修或保养设备时确保系统已泄压,严禁使用能产生火花的铁器等工具进行敲击作业;@#@1.8在刚进行液化天然气的作业之后,由于衣服中很可能浸有NG故请注意不要马上吸烟或靠近有火的地方;@#@,1.9在有LNG的区域内,不能使用任何未经允许的电气及通讯设备,例如手机和无线电广播发射机;@#@1.10每周至少应检查一次LNG气瓶安装连接螺丝及支撑的可靠性,如有问题应及时更换或维修。
@#@2.充装操作2.1.充装前应检查接头,确定无泄漏后再充装。
@#@2.2常规充装(冷瓶)2.2.1汽车液化天然气的充装是通过一根独立的软管完成。
@#@充液前,首先将瓶内压力控制在一定范围内(低于加气机的充装压力),将加气枪与充液接头连接,然后启动加气机充液开关,液化天然气将通过连接软管等进入气瓶内胆。
@#@通过内胆顶部进液管对瓶内(BOG)进行再液化降低瓶内压力,使充液快速完成。
@#@充装阀是一个单向阀,充液时在液体压力作用下自动打开,无需手动开关。
@#@当充液达到额定量时,充液自动停止,单向阀自动关闭。
@#@其作用机理是当喷孔背压迅速升高并与充液压力平衡,压力达到加气机设定的停止压力(约1.55MPa),此时加气机停止充液。
@#@,2.2.2一只完全充满液体的瓶其压力上升十分迅速,可能导致安全阀迅速开启,应避免这种情况发生。
@#@2.2.3充液完成后,卸下充装软管,充液人员应确认车上充装口无泄漏后方允许车辆离开。
@#@2.3热瓶充装通常将首次充装液化天然气前和停止工作两周以上的车用液化天然气气瓶称为“热瓶”。
@#@热瓶的充装应当按照以下程序进行:
@#@2.3.1首先向瓶内充入大约20L的LNG,静置,在瓶内LNG气化升压的过程中,瓶内胆也得到冷却;@#@2.3.2当瓶内压力达到正常工作压力后,进行系统的检漏;@#@2.3.3通过放空降低压力后即可按常规充装程序进行操作;@#@3维修保养当气瓶需要保养和修理时,应采取安全的措施,充入惰性气体直到在惰性气体中NG的含量低于这种易燃气体含量的爆炸极限的50%。
@#@,3.1检漏3.1.1可以用便携式甲烷探测器对瓶系统的天然气泄漏点进行检查(应遵照探测器制造商的说明书正确使用)。
@#@为确保瓶正常运行,应(每天)定期进行系统各连接处检漏,如果发现漏点应立即进行维修。
@#@3.1.2在一些特殊条件下用探测器难以准确判断泄漏点时,可以借助肥皂液检查确定漏点。
@#@3.2泄漏处理3.2.1任何泄漏,一经发现必须维修(首先应关闭上游阀门);@#@3.2.2如果是管螺纹泄漏应拆开连接、清洁连接面、使用规定的密封胶或四氟带再组装。
@#@3.2.3如果是管件泄漏应对其解体并严格检查,如果螺母和卡套外观没有损伤则可继续使用,重新安装管线并拧紧螺母,最后进行压力检漏。
@#@3.2.4如果在安全阀根部或密封面发现漏点,必须在开始维修之前将瓶内的压力放空至零,拆开连接、清洁连接面、使用规定的密封胶或四氟带再组装或更换新阀。
@#@,3.2.5如果阀门填料发现漏点,必须在开始维修之前将瓶内的压力放空至零,松开压帽适当压紧填料或更换填料。
@#@3.2.6阀门或接头被冻住,用氮气吹除,不得用锤或其他物件敲击。
@#@3.3安全阀更换3.3.1车用LNG瓶的内胆作为一种压力容器,其最大工作压力是根据相关规范进行设计和核定的,并经试验检测。
@#@在每个瓶的铭牌上都打有最高工作压力的数据。
@#@3.3.2安全阀的更换应按以下程序进行:
@#@3.3.2.1打开放空阀,将瓶内压力泄尽;@#@3.3.2.2拆下安全阀;@#@谨慎:
@#@不得维修或重新调整安全阀。
@#@3.3.2.3安装新的安全阀。
@#@3.3.2.4对瓶增压至工作压力、检漏。
@#@,3.3.2.5安全阀一般一年检修一次。
@#@3.4手动截止阀的检修用于车用LNG瓶的手动截止阀在低温状态下收缩和机械磨损。
@#@如果确认某个阀有问题,应按照以下程序进行检修:
@#@打开放空阀,将瓶内压力泄尽;@#@如果维修放空阀,在解体前应将其加热;@#@如果维修液体供给阀,应将瓶中的LNG和压力全部放空;@#@拆下手柄固定螺钉、垫片、护帽;@#@拧开阀帽,取出阀杆和阀杆密封;@#@取出阀芯和衬套组件;@#@清洗阀座;@#@更换受损零件并按与解体相反的步骤装回。
@#@,3.5节约阀更换或维修当瓶内压力高于节约阀设定压力时,瓶内的气相通过节约阀供往发动机,从而降低气瓶内压力。
@#@此阀已根据发动机工作要求调整好了,一般不需要重调。
@#@通过观察阀体的结霜情况可以验证节约阀工作是否正常。
@#@在汽车运行时,如果气瓶压力超过了设定工作压力,节约阀就会打开,瓶内的压力下降的同时,节约阀阀体会结霜。
@#@一旦气瓶内的压力降到了设定工作压力,节约阀就会关闭,同时节约阀阀体上的霜也会逐渐融化。
@#@节约阀在正常情况下能恒定气瓶供气压力,如发现节约阀工作异常时就必须更换或维修。
@#@如果要更换节约阀必须停止使用气瓶,而且在拆下旧阀之前将瓶内残余液态放到以下,压力全部放空。
@#@,3.6稳压阀更换或维修稳压阀是供气系统稳定供给发动机用气压力的关键元件,在工作时,稳压阀的进口压力为瓶内压力(0.8MPa),稳压阀的出口压力设定高于发动机要求的进气压力(一般为0.65MPa)但低于瓶内设定压力;@#@发动机工作时,稳压阀的出口压力高于设定值(与瓶内压力相同)或出口压力过低,则此阀已损坏,应立即修理或更换;@#@瓶内压力低于稳压阀出口设定压力时,稳压阀进出口压力与瓶内压力相同为正常。
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"第7章PLC应用系统设计及实例,本章要点PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法应用举例PLC的装配、检测和维护,7.1应用系统设计概述,在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后,可以结合实际进行PLC的设计,PLC的设计包括硬件设计和软件设计两部分,PLC设计的基本原则是:
@#@1.充分发挥PLC的控制功能,最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。
@#@2.在满足控制要求的前提下,力求使控制系统经济、简单,维修方便。
@#@3.保证控制系统安全可靠。
@#@4.考虑到生产发展和工艺的改进,在选用PLC时,在I/O点数和内存容量上适当留有余地。
@#@5.软件设计主要是指编写程序,要求程序结构清楚,可读性强,程序简短,占用内存少,扫描周期短。
@#@,7.2PLC应用系统的设计,7.2.1PLC控制系统的设计内容及设计步骤,1.PLC控制系统的设计内容2.设计步骤,1.PLC控制系统的设计内容,
(1)根据设计任务书,进行工艺分析,并确定控制方案,它是设计的依据。
@#@
(2)选择输入设备(如按钮、开关、传感器等)和输出设备(如继电器、接触器、指示灯等执行机构)。
@#@(3)选定PLC的型号(包括机型、容量、I/O模块和电源等)。
@#@(4)分配PLC的I/O点,绘制PLC的I/O硬件接线图。
@#@(5)编写程序并调试。
@#@(6)设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。
@#@(7)编写设计说明书和使用说明书。
@#@,2.设计步骤,
(1)工艺分析,深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求,并划分控制的各个阶段,归纳各个阶段的特点,和各阶段之间的转换条件,画出控制流程图或功能流程图。
@#@,
(2)选择合适的PLC类型,在选择PLC机型时,主要考虑下面几点:
@#@1、功能的选择。
@#@2、I/O点数的确定。
@#@3、内存的估算。
@#@+定时器/计数器数量2+通信接口个数300+备用量。
@#@(3)分配I/O点。
@#@(4)程序设计。
@#@(5)控制柜或操作台的设计和现场施工。
@#@(6)应用系统整体调试。
@#@(7)编制技术文件。
@#@,1.PLC控制系统的设计内容,
(1)根据设计任务书确定,进行工艺分析,并确定控制方案,它是设计的依据。
@#@
(2)选择输入设备(如按钮、开关、传感器等)和输出设备(如继电器、接触器、指示灯等执行机构)。
@#@(3)选定PLC的型号(包括机型、容量、I/O模块和电源等)。
@#@(4)分配PLC的I/O点,绘制PLC的I/O硬件接线图。
@#@(5)编写程序并调试。
@#@(6)设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。
@#@(7)编写设计说明书和使用说明书。
@#@,2.设计步骤,
(1)工艺分析
(2)选择合适的PLC类型(3)分配I/O点(4)程序设计(5)控制柜或操作台的设计和现场施工(6)应用系统整体调试(7)编制技术文件链接文件夹第七章001.doc,7.2.2PLC的硬件设计和软件设计及调试,1.PLC的硬件设计,PLC硬件设计包括:
@#@PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。
@#@选定PLC的机型和分配I/O点后,硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计,电气控制元器件的选择和控制柜的设计。
@#@电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。
@#@控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。
@#@电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
@#@,2.PLC的软件设计,软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计,小型开关量控制一般只有主程序。
@#@首先应根据总体要求和控制系统的具体情况,确定程序的基本结构,画出控制流程图或功能流程图,简单的可以用经验法设计,复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。
@#@,3.软件硬件的调试,调试分模拟调试和联机调试。
@#@软件设计好后一般先作模拟调试。
@#@模拟调试可以通过仿真软件来代替PLC硬件在计算机上调试程序。
@#@用编程软件将输出点强制ON/OFF,观察对应的控制柜内PLC负载(指示灯、接触器等)的动作是否正常,或对应的接线端子上的输出信号的状态变化是否正确。
@#@联机调试时,把编制好的程序下载到现场的PLC中。
@#@调试时,主电路一定要断电,只对控制电路进行联机调试。
@#@通过现场的联机调试,还会发现新的问题或对某些控制功能的改进。
@#@,7.2.3PLC程序设计常用的方法,PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。
@#@1.经验设计法链接文件夹第七章005.doc。
@#@2.继电器控制电路转换为梯形图法链接文件夹第七章006.doc。
@#@3.逻辑设计法链接文件夹第七章007.doc。
@#@4.顺序控制设计法链接文件夹第七章008.doc。
@#@,1.经验设计法,经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上,根据被控制对象的具体要求,进行选择组合,并多次反复调试和修改梯形图,有时需增加一些辅助触点和中间编程环节,才能达到控制要求。
@#@这种方法没有规律可遵循,设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系,所以称为经验设计法。
@#@经验设计法用于较简单的梯形图设计。
@#@应用经验设计法必须熟记一些典型的控制电路,如起保停电路、脉冲发生电路等,这些电路在前面的章节中已经介绍过。
@#@,2.继电器控制电路转换为梯形图法,
(1)熟悉现有的继电器控制线路。
@#@
(2)对照PLC的I/O端子接线图,将继电器电路图上的被控器件(如接触器线圈、指示灯、电磁阀等)换成接线图上对应的输出点的编号,将电路图上的输入装置(如传感器、按钮开关、行程开关等)触点都换成对应的输入点的编号。
@#@(3)将继电器电路图中的中间继电器、定时器,用PLC的辅助继电器、定时器来代替。
@#@(4)画出全部梯形图,并予以简化和修改。
@#@链接文件夹第七章006.doc,3.逻辑设计法,逻辑设计法是以布尔代数为理论基础,根据生产过程中各工步之间的各个检测元件(如行程开关、传感器等)状态的变化,列出检测元件的状态表,确定所需的中间记忆元件,再列出各执行元件的工序表,然后写出检测元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式,再转换成梯形图。
@#@该方法在单一的条件控制系统中,非常好用,相当于组合逻辑电路,但和时间有关的控制系统中,就很复杂。
@#@链接文件夹第七章007.doc,4.顺序控制设计法,根据功能流程图,以步为核心,从起始步开始一步一步地设计下去,直至完成。
@#@此法的关键是画出功能流程图。
@#@首先将被控制对象的工作过程按输出状态的变化分为若干步,并指出工步之间的转换条件和每个工步的控制对象。
@#@,
(1)单流程及编程方法,功能流程图的单流程结构形式简单,如图7-7所示,链接文件夹第七章33.doc其特点是:
@#@每一步后面只有一个转换,每个转换后面只有一步。
@#@各个工步按顺序执行,上一工步执行结束,转换条件成立,立即开通下一工步,同时关断上一工步。
@#@用顺序控制指令来实现功能流程图的编程方法,在前面的章节已经介绍过了,在这里将重点介绍用中间继电器M来记忆工步的编程方法。
@#@,1使用起保停电路模式的编程方法,在梯形图中,为了实现前级步为活动步且转换条件成立时,才能进行步的转换,总是将代表前级步的中间继电器的常开接点与转换条件对应的接点串联,作为代表后续步的中间继电器得电的条件。
@#@当后续步被激活,应将前级步关断,所以用代表后续步的中间继电器常闭接点串在前级步的电路中。
@#@,2使用置位、复位指令的编程方法,S7-200系列PLC有置位和复位指令,且对同一个线圈置位和复位指令可分开编程,所以可以实现以转换条件为中心的编程。
@#@当前步为活动步且转换条件成立时,用S将代表后续步的中间继电器置位(激活),同时用R将本步复位(关断)。
@#@如用M0.0的常开接点和转换条件I0.0的常开接点串联作为M0.1置位的条件,同时作为M0.0复位的条件。
@#@这种编程方法很有规律,每一个转换都对应一个S/R的电路块,有多少个转换就有多少个这样的电路块。
@#@用置位、复位指令编制的梯形图程序如图7-10所示。
@#@链接文件夹第七章34.doc,3使用移位寄存器指令编程的方法,单流程的功能流程图各步总是顺序通断,并且同时只有一步接通,因此很容易采用移位寄存器指令实现这种控制。
@#@可以指定一个两位的移位寄存器,用M0.1、M0.2代表有输出的两步,移位脉冲由代表步状态的中间继电器的常开接点和对应的转换条件组成的串联支路并联提供,数据输入端(DATA)的数据由初始步提供。
@#@对应的梯形图程序如图7-11所示。
@#@链接文件夹第七章35.doc,7.2.4PLC程序设计步骤,1.程序设计前的准备工作,程序设计前的准备工作就是要了解控制系统的全部功能、规模、控制方式、输入/输出信号的种类和数量、是否有特殊功能的接口、与其它设备的关系、通信的内容与方式等,从而对整个控制系统建立一个整体的概念。
@#@接着进一步熟悉被控对象,可把控制对象和控制功能按照响应要求、信号用途或控制区域分类,确定检测设备和控制设备的物理位置,了解每一个检测信号和控制信号的形式、功能、规模及之间的关系。
@#@,2.设计程序框图,根据软件设计规格书的总体要求和控制系统的具体情况,确定应用程序的基本结构、按程序设计标准绘制出程序结构框图,然后再根据工艺要求,绘出各功能单元的功能流程图。
@#@,3.编写程序,根据设计出的框图逐条地编写控制程序。
@#@编写过程中要及时给程序加注释。
@#@,4.程序调试,调试时先从各功能单元入手,设定输入信号,观察输出信号的变化情况。
@#@各功能单元调试完成后,再调试全部程序,调试各部分的接口情况,直到满意为止。
@#@程序调试可以在实验室进行,也可以在现场进行。
@#@如果在现场进行测试,需将可编程控制器系统与现场信号隔离,可以切断输入/输出模板的外部电源,以免引起机械设备动作。
@#@程序调试过程中先发现错误,后进行纠错。
@#@基本原则是“集中发现错误,集中纠正错误。
@#@,5.编写程序说明书,在说明书中通常对程序的控制要求、程序的结构、流程图等给以必要的说明,并且给出程序的安装操作使用步骤等。
@#@,7.3应用举例,7.3.1机械手的模拟控制7.3.2组合机床的控制7.3.3除尘室PLC控制7.3.3水塔水位的模拟控制实训7.3.4温度的检测与控制实训,7.3.1机械手的模拟控制,图7-29为传送工件的某机械手的工作示意图,其任务是将工件从传送带A搬运到传送带B。
@#@1.控制要求链接文件夹第七章009.doc2.I/O分配链接文件夹第七章010.doc3.控制程序设计链接文件夹第七章011.doc4.输入程序,调试并运行程序链接文件夹第七章012.doc,7.3.2组合机床的控制,两工位钻孔、攻丝组合机床,能自动完成工件的钻孔和攻丝加工,自动化程度高,生产效率高。
@#@两工位钻孔、攻丝组合机床如图7-32所示链接文件夹第七章013.doc1.控制要求链接文件夹第七章014.doc2.I/O分配链接文件夹第七章015.doc3.程序设计链接文件夹第七章016.doc4.程序的调试和运行链接文件夹第七章017.doc,7.3.3除尘室PLC控制,在制药、水厂等一些对除尘要求比较严格的车间,人、物进入这些场合首先需要进行除尘处理,为了保证除尘操作的严格进行,避免人为因素对除尘要求的影响,可以用PLC对除尘室的门进行有效控制。
@#@下面将介绍某无尘车间进门时对人或物进行除尘的过程。
@#@1.控制要求链接文件夹第七章018.doc2.I/O分配链接文件夹第七章019.doc3.程序设计链接文件夹第七章019.doc4.程序的调试和运行,7.3.3水塔水位的模拟控制实训,用PLC构成水塔水位控制系统,如图7-39所示。
@#@在模拟控制中,用按钮SB来模拟液位传感器,用L1、L2指示灯来模拟抽水电动机链接文件夹第七章021.doc1.控制要求链接文件夹第七章022.doc2.I/O分配链接文件夹第七章023.doc3.程序设计链接文件夹第七章024.doc4.程序的调试和运行,7.3.4温度的检测与控制实训,1.控制要求链接文件夹第七章025.doc2.程序设计链接文件夹第七章026.doc,7.4S7-200系列PLC的装配、检测和维护,7.4.1PLC的安装与配线链接文件夹第七章027.doc7.4.2PLC的自动检测功能及故障诊断链接文件夹第七章028.doc7.4.3PLC的维护与检修链接文件夹第七章029.doc,7.5PLC应用中若干问题的处理,1.减少输入点数的方法链接文件夹第七章030.doc2.减少输出点的方法链接文件夹第七章031.doc,习题,1.可编程控制器系统设计一般分为几步?
@#@2.如何选择合适的PLC类型?
@#@其他题链接文件夹第七章032.doc,";i:
2;s:
5317:
"10kV受电工程图纸审查,一、10KV受电工程设计审查的目的和意义,10kV受电工程设计审查是以国家标准、行业标准由及客户和电力部门共同确认的供电方案为依据,对客户委托设计单位设计完成的图纸进行审查,消除设计存在的缺陷和隐患,确保国家标准、行业标准和供电方案的执行,减少客户用电安全事故,提高客户安全用电水平。
@#@,二、10KV受电工程设计审查的内容,根据营销管理标准2009版“客户安全用电服务管理要求”,用电检查需对10KV受电工程设计以下内容进行审查:
@#@1、设计单位资质;@#@10KV受电工程设计单位必须取得相应的设计资质,根据中华人民共和国建设部2007年修订的工程设计资质标准规定,只要取得工程设计综合资质、电力行业工程设计丙级(变电工程、送电工程)以上资质的企业可以进行客户10KV受电工程的设计。
@#@审查设计单位资质是否符合2007年修订的工程设计资质标准要求,是否按国家相关要求进行年检,设计时间是否在年检有效期内。
@#@,二、10KV受电工程设计审查的内容,2、与供电方案的一致性;@#@。
@#@核对设计图纸接火线路架设形式、导线(或电缆)型号和截面;@#@计量点设置、计量点容量,供电变压器容量,变压器型号等是否与供电方案一致。
@#@,二、10KV受电工程设计审查的内容,3、受电总开关的定型及技术参数;@#@审核设计图纸总路开关的型号、容量是否满足客户用电负荷需求,其技术参数是否满足国家相关技术标准。
@#@4、一、二级负荷的供电可靠性设计;@#@一、二级负荷的供电可靠性设计应满足供配电系统设计规范:
@#@一级供电负荷指中断供电在政治和经济上造成重大损失者。
@#@一级负荷应由两个电源供电。
@#@两个源的要求是:
@#@,二、10KV受电工程设计审查的内容,1、两个电源间无联系;@#@2、两个电源间有联系,但符合下列要求:
@#@
(1)发生任何一种故障时,两个电源的任何部分应不致同时受到损坏;@#@
(2)发生任何一种故障且保护装置正常时,有一个电源不中断供电,并且在发生任何一种故障且主保护装置失灵以至两电源均中断供电后,应能在有人值班的处所完成各种必要操作,迅速恢复一个电源供电。
@#@,二、10KV受电工程设计审查的内容,二级供电负荷指中断供电在政治和经济上造成较大损失者。
@#@二级负荷应尽量做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电(或中断后能迅速恢复)。
@#@5、多电源投切设备及联锁方式;@#@多电源的投切设备及联锁方式必须满足安全运行的要求,采用手动投切的,必须加装防误操作装置。
@#@,二、10KV受电工程设计审查的内容,6、针对冲击性负荷、非线性负荷或大容量单相负荷采取的技术防范措施;@#@根据用户提供的用电设备情况,对有针对冲击性负荷、非线性负荷或大容量单相负荷的设备在设计中是否采取了整治和防范措施。
@#@,二、10KV受电工程设计审查的内容,7接火线路架设形式、导线(或电缆)型号和截面、建设路径及防雷措施和防外破的措施;@#@审查设计图纸中线路的敷设方式是否满足客户现场外部环境条件,导线导线(或电缆)型号和截面的安全载流量是否满足客户用电负荷(短期内有增容意向的需按增容容量考虑,减少客户的重复投资)需要。
@#@建设路径及防雷措施和防外破的措施是否满足安全运行需要。
@#@,二、10KV受电工程设计审查的内容,8、继电保护及自动装置设计;@#@变压器保护及备用电源和备用设备的自动投入装置是否满足GB50062-92电力装置的继电保护和自动装置设计规范。
@#@9、无功补偿装置配置等,计量点及计量装置。
@#@审查无功补偿方式,补偿容量是否满足供电方案功率因数考核标准;@#@,二、10KV受电工程设计审查的内容,计量点的设置、计量装置是否满足不同用电性质的计量;@#@是否存在漏计量或多计量的情况;@#@对多电源供电的客户,还应审查在不同运行方式下计量点的设置是否满足计量要求,是否存在漏计量或多计量的情况;@#@计量装置的选型,精度是否满足计量要求。
@#@,三、10kV受电工程图纸审查需提供的资料。
@#@,
(1)设计单位资质
(2)工程图纸设计说明书(3)主要电气设备一览表(4)电气主接线图(5)电气平面布置图(6)配电室剖面图(7)高压配电装置布置接线图,三、10kV受电工程图纸审查需提供的资料。
@#@,(8)低压配电装置布置接线图(9)电气设备基础埋件图(10)接地装置施工图(11)供电部门认为还需要提交的其他资料,1)设计图纸各元件的图形符号讲解,四、设计图纸的阅读,四、设计图纸的阅读,2)设计中各元件的功能和作用,四、设计图纸的阅读,五、图纸审查时间,低压图纸审查时间不超过3天高压图纸审查时间不超过10天,";i:
3;s:
739:
"四、公司常用钢及热处理,1、普通碳素结构钢:
@#@Q235-A2、优质碳素结构钢:
@#@35、453、合金结构钢:
@#@20Cr、20CrMnTi、40Cr、35CrMo、42CrMo、35CrMnSiA、38CrMoAlA、50Mn24、弹簧钢:
@#@65Mn、60Si2MnA5、轴承钢:
@#@GCr156、碳素工具钢:
@#@T8、T10A,1、普通碳素结构钢:
@#@Q235-A,2、优质碳素结构钢,2、优质碳素结构钢,2、优质碳素结构钢,2、优质碳素结构钢,2、优质碳素结构钢,3、合金结构钢,3、合金结构钢,3、合金结构钢,3、合金结构钢,3、合金结构钢,2、合金结构钢,3、合金结构钢,3、合金结构钢,3、合金结构钢,3、合金结构钢,4、弹簧钢,4、弹簧钢,5、高碳铬轴承钢,6、碳素工具钢,";i:
4;s:
11119:
"微奈米成型模具技术,本文主要针对微奈米尺寸结构之模具制作技术进行简单的介绍与比较,其中加工的对象主要是以滚轮模具主,此类模具大多应用于光学膜片/反光膜/防伪及印刷业.由于光学与印刷应用领域的差异化,对结木的要求特性不同,导致使用的技术与材料也不同,但其相关的原理是类似.,模具是大量生产膜片的重要工具,凡民生用的印刷包装纸,到计算机显示器内的光学膜,都是藉由模具得以大量的生产到最具经济规模的产品.过去几十年来,滚轮模具应用最多的就是包装业,因此有许多的滚辒加工方法在包装业是很通用性的技术,将这些加工技术应用到微奈米结构上,最大差异就是精度及粗糙度的要求,对于利用转印制程生产微奈米光学组件的各项技术中,最具经济效益的还是连续卷对卷(ROLLTOROLL;@#@R2R)制程技术,而此制程的关键就是滚轮模具的微奈米结构成型技术,一.前言,表一印刷业常用的滚轮加工方法,二.微米级滚轮结构加工方法,实际的应用,量产用的滚轮轮面至少300mm以上,直径150mm以上,因此本文所到的相关加工技术是以满足此类模具为主,表一是包装业中常用的滚加工方法,其中微影+灦式蚀刻算是最古老的方式,分辨率较差,不适合微细图案且有环保处理问题;@#@相对地,电子雕刻及雷射加工技术随着新的设备及技术的更新,使得精度逐渐达到10um以下,在可以制作更细微的图案,电子雕刻加工技术主要是利用钻石雕刻刀,于计算机系统控制下,在铜表面进行雕刻,刻出适当的网纹及深度,作为印刷着墨的载体,其着墨的多寡是由网纹密度及深度所控制:
@#@图一为一般电子雕刻的图样,对照印刷及其滚轮图样图二是改良的电子雕刻方法,针对传统电子雕刻对于线的连接不良加以改善,加上具有奈米颗粒的油墨也可以印刷出10um的线路,可作为电子组件图三是电子雕刻滚轮应用于印刷金属线路上之结果,以10um点宽,5um的雕刻深度,使用粒径50nm的奈米银浆和粒径5nm的奈米金浆所印刷的线路,在原子力扫瞄显微镜下看到的立体图案及其表粗糙度,由此可见电子雕刻技术可以作为微奈米印刷的模具制作方法,雷射加工技术已广泛应用于印刷及光学上,例如光学用的网点/印刷业的凹印结构/压纹/纺业的印花图样/防伪结构或精美的包装纸图像等,都无法透过机式的加工方法来达成;@#@图四所示,显示器背光模块组件中的导光,板,其生产技术之一就是使用雷射加工于金属板上制作不同直径的圆点,分布于金属板上形成射出模具中之模仁,经由射出制程转印模仁结构,形成具有导光学效果的组件,相同的技术也能应用在滚轮模具上,目前光学上所运用的雷射加工在滚轮上的工业应用尚未普及,其原因之一是加工的速度过慢.,图三,(a)以电子雕刻机加工于Cu滚轮上,分别金及银奈米油墨印刷线路上之AFM图及表面粗糙度;@#@(b)印刷后之线路(10um雕刻,3.75um之间距);@#@(c)金屬線路表面形貌,从一般的滚轮模具加工方式进微奈米级结构的加工技术,其所使用的原理都相同,差异只在于结构的尺寸较小,对应产品的粗糙度要求也较低,但是设备成本及速度却有很大的差别,表二是一般常提到的加工方法及其粗糙度的对应比较,其中自组装方式大多应用于奈米结构上,采用材料本身的特性搭配适当的制程产生结构,例如多孔性阳极氧化膜技术(AAO)或定向自组装技术,由于自组装技术尚处于研究及开发阶,因此不多做叙述.,三.微奈米级滚轮加工方法,表二微奈米结构制作方法之比较,图五(a)日本综研化学于2012年展出看不的拚接线及(b)由奈米压印制程经周拚接形成R2R模具所生產的光學膜,微影技术是利用光阻在不同光照射下,经显影后产生光罩图案转印的技术,其尺寸精度可由光阻材料及曝光光源的不同而变化,几乎所有的微影技术都是随着晶圆制作的发展而进步,透过高解的能量束(如电子束/聚集电子束等)加工方式,在光阻上刻画出线宽小于1um的图形,再透过离子蚀刻方法增加图案的深宽比,做成微奈米级的结构图案,配合压印成软膜或电铸方法形成膜,这类技术的大多使用于平面加工基材上,再卷绕于滚轮上生产,或直接使用软膜方式进行卷对卷生产,所以从平面成型转为滚轮模具的方式都还有一定面积限制且会有接缝的存在,为了解决接缝的问题,亦有许多公司投入研发无缝滚轮的制作技术,据了解对于深宽比1的结构仍不是非常成功;@#@2012年日本FPD展会上,综研化学公司展出解决奈米压印无法形成大面积模具的接缝技术,图五(a)显示其接缝段差小于1um,无法直接以肉眼检视,同时该公司也展示具MothEye结构/R2R生产之光学膜(图五(b),其模具制作方式即是采用微影+電鑄+拚接等技術合成,微雷射加工法可以取代上述微影技术中的能量束,
(1)直接在光阻上刻划出结构,或
(2)直接加工于滚轮材料上产生;@#@前者可以配合湿式/干式蚀刻技术制成滚轮结构模具,但如何在滚轮上涂上均匀的光阻层便是制程的一大挑战,由于涂布光阻层的厚度均匀性会严重影响加工的精度,是目前极待突破的关键技术;@#@后者则是有接加工于滚轮材料上,由于生产的寿命考虑,多半使用陶瓷材料或金属材料,因此所产生的结构粗糙度较大,不如雷射光作用于光阻材料上光滑.其粗糙度大的原因是雷射直接加工于材料时,材料本身受激光束瞬间汽化产生凹孔,藉由雷射光照射的位置精度变化或将结构堆积而成,因此结构表面易产生因位置精度差异及未完全汽化之溶渣残留而导致加工面的粗糙;@#@图六是雷射直接加工于镍上的图案,以显微镜观察线条的四周会有部份的金属残渣,造成表面的粗糙度过大,不利于后续的转印或压印制程.残渣的问题可藉由模具的后处理方式(例如电解抛光或酸浸蚀)解决,而图案精度与位置控制精度由车床的移动精度来控制,当然精度控制越高的精密车床,其设备价格就相对提高许多.微雷射加工最大的优点是可编排不规则的图案及深浅变化大,同时对结构的再现性也比蚀刻制程高.目前在激光技术的发展下也已经具备了高功率(500W),/短脉冲(例如飞秒雷射)/最小有效光班(5微米)等條件,搭配數控工具機的發展,軸向最小步進單位已可在5微米以上,使得在金屬滾輪面以雷射直接加工微結構成為主流,其加工示意圖如圖七所示,在技术的处理上,由于雷射加工路径必须透过前置的图像处理来获得,也就是将所要加工的图样或结构,先以3D扫描仪进行图象扫描,并以图像处理软件进行大面积重复组合后,将影像转为记录分辨率可达1200-7600dpi影像点位,由加工机读取点位以纤维雷射进行重复加工,加工深度一般已可达5-30微米范围,透过雷射加工技术的运用,更是大幅增加模具细微加工的宽阔性目前应用于卷对卷生产所使用的模具制作技术,最具量产化的莫过于钻石刀机械加工方法,它也是用来生产目前量产化光学膜的结构模具,此光电组件用成型模具已朝微米级尺寸精密及奈米级的表面粗糙方向发展;@#@例如在TFT-LCD薄膜式液晶显示器中负责出光控制的背光模块,是由许多不同功能的光学膜组合而成,大尺寸的光学膜系由刻有功能性之微结构模具在光学级UV树脂上,以RolltoRoll制程的压印方式与光固化(UVCuring)技术制作成形,所以模具表面须进行微结构加工(如V-grooving/PyramidArray/Lenticular等),其主要制程为藉由超精密加工机雕刻出微细结构之滚轮,之后搭配RolltoRoll製程并结合UV树脂涂布技术,针对微结构来进行连续转印,主要制程诉求重点有连续式的光学膜制程/UV的材料与固化技术/高精密度的薄膜涂布与转写,模具长度一般均为1,400-2,500mm/外径200-300mm,属于中小尺吋制程;@#@UV送料速度可控制范围为0.1-5m/min,并强调其制程可针对次微米以下之微结构作转印,简要制程示意图如图八所示:
@#@,在滚筒式模具的表面进行加工时,由于须制作出光学级的镀面与尺寸精度,达微米级等要求,所以在模具的被切削材料选用上,均使用无氧铜或镍磷酸作为加工层,因为这些材料延展性良好,所以利用超精密加工机搭配钻石刀具切削技术,即可加工出光学级模具所需的微结构,同时随着科技发展与人类需求的改变,光学膜成型用模具加工技术也同步在进化.例如超精密加工机上导入快刀伺服机构(fastToolServo;@#@FTS)后,可利用压电材料所产生的高频震荡,让刀具在切削过程中进行緃向或横向的进给变化,使得微结构切削有更多变化,同时也透过钻石刀具的外型设计与运用超精密加工机的轴运动功能变化,可加工出不同光学功能的微结构,光学膜结构加工技术如图九所示;@#@,ULR则是针对RolltoRoll製程所需之滚筒型模具加工为主,其设备能力须包括超精密液静压主轴(可承重达2,000kg以上)/直线定位精度分辨率达10nm/旋转定位精度分辨率为0.00001度/高刚性V-V作业平台,最大可加工模具幅宽可超过2,000mm,附属功能可搭配Fly-cutting及FTS进行特殊结构加工;@#@加工实例与应用范围如图十所示,十余年来由于微机电/电子/光学及生医组件等产业的蓬勃发展,各类组件中所需的成型模具也基于不同的需求与功能而开发出来,特别是光学组件用之成型模具,为了提升光学效果与使用稳定性,其微结构的形状精度/表面粗糙度要求及规格必须不断提升,所以各类微结构加工技术的发展也持续进行中,四.结论,传统机械的滚轮超精密加工方式碍于轮运动的限制,除了较为规律且大面积的结构加工仍为技术主流外,其他已无法满足模具微结构的多变化;@#@透过不断的技术发展,非机械式雷射加工加上3D扫描技术,已经能够直接在金属模具表面进行多样化图像加工.另外微影技术虽可透过离子蚀刻方法增加图案的深宽比,做成微奈米级的结构图案,但这类的技术大多使用于平面加工基材上,再卷绕在滚轮上生产,或直接使用软膜方式进行卷对卷生产,这些方式都还是有一定面积限制且会有接缝的存在,而无法运用于大型滚筒模具之上,以依照不同的模具转印技术与产品需求,选择适当的模具加工技术,才能继续开拓滚筒模具在微奈米级结构之成型应用,";i:
5;s:
1333:
"主讲:
@#@周运林,导套加工工艺过程制定,导套加工工艺制定,导套加工工艺制定,工艺制定过程1、工艺分析2、确定加工方法3、加工顺序的安排:
@#@机械加工顺序安排,热处理工序安排,其他工序安排4、确定切削用量5、刀、夹、量、辅的选择6、其他内容的确定7、完成工艺过程卡片,导套的工艺分析,该零件套类,材料为20钢,硬度要求为58-62HRC主要精度要求有:
@#@外圆45和内孔32的尺寸精度分别为IT6和IT7级;@#@表面精度分别为Ra0.4和Ra0.2;@#@45对32的径向跳动0.008和32的圆柱为0.006。
@#@,确定加工方法,1、确定加工方法依据经济精度和经济粗糙度在正常的加工条件下(采用符合质量标准的设备和工艺装备,使用标准技术等级的工人、不延长加工时间),所能保证的加工精度或表面粗糙度。
@#@2、常用表面的加工方法:
@#@外圆,内圆,平面,确定加工方法,3、确定主要表面的加工方法端面:
@#@粗车-半精车48:
@#@粗车-半精车45:
@#@粗车-半精车-粗磨-精磨32:
@#@钻粗镗半精镗粗磨精磨研磨33:
@#@钻-扩,导套加工工艺过程,外圆柱面加工方法,返回,内孔加工方法,返回,内孔加工方法,返回,平面加工方法,返回,拟定加工工艺过程,";}
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- 关 键 词:
- 加工 工艺 过程 制定
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