Курсовая работа (т): Следящий электропривод подачи металлорежущего станка, оснащенный контурной системой ЧПУ

Рисунок 4.4 - Схема регулятора положения

Определим параметры схемы регулятора положения. Передаточная функция такой схемы имеет вид:

.

Тогда

=.

Отсюда

.

Задаемся  кОм, тогда сопротивления, кОм:

.4 Расчет параметров схемы компенсации скоростной ошибки

Схема компенсации скоростной ошибки превращает следящий электропривод координаты в комбинированную систему управления, в которой на ряду с замкнутым каналом по положению появляется дополнительный разомкнутый канал, позволяющий сделать систему инвариантной к входному воздействию.

Передаточная функция компенсирующего звена имеет вид

;

где  - коэффициент передачи схемы компенсации скоростной ошибки.

где  - степень компенсации скоростной ошибки;

 - добротность по скорости.

Передаточная функция примет вид:

.

.5 Определение ошибок, вносимых приводом подачи

Контурная погрешность при обработке окружности определяется выражением:

,

где  - заданный радиус окружности, м;

- максимальная рабочая подача, м/с;

 - относительное отклонение добротностей координатных приводов.

Считаем что добротности следящих приводов одинаковы (), тогда

;

Рассчитаем контурную ошибку при обработке окружности радиусом  (минимальный радиус воспроизводимой окружности), м:

.

При прямолинейной обработке детали погрешность определяется выражением:

;

При одинаковых добротностях следящих приводов (), м:

.

5. Исследование динамических характеристик

Согласно структурной схеме приведенной на рисунке 5, произведем динамический расчет системы. В процессе моделирования используем программу структурного моделирования PSM. Целью моделирования системы следящего электропривода является получение динамических характеристик системы (скорости ω, тока I, положения х и ошибки Δ х) для анализа правильности расчета и настройки регуляторов в соответствии с требованиями предъявляемыми к следящим приводам станков с ЧПУ.

Исследование системы при обработке окружности минимального радиуса (R = 0,008 м) с максимальной рабочей скоростью подачи (VP.MAX = 600 мм/мин) осуществляем путем подачи на вход системы гармонического сигнала.

Рисунок 6.10 - Графики X(t), XЗ(t),ΔХ(t) при IC = IН = 50 А и

ХЗ = 0,008∙sin(1,25∙t)

Рисунок 6.9 - Графики ω(t), I(t) при IC = IН = 50 А и

ХЗ = 0,008∙sin(1,25∙t)

Рисуно 6.8 - Графики X(t), XЗ(t),ΔХ(t) при IC = IН = 50 А и

ХЗ = 0,008∙t

Рисунок 6.7 - Графики ω(t), I(t) при IC = IН = 50 А и ХЗ = 0,008∙t

Рисунок 6.5 - Графики X(t), ΔХ(t) при IC = IН = 50 А

и ХЗ = 0,015 м

Рисунок 6.4 - Графики X(t), ΔХ(t) при приложении IC = 0

и ХЗ = 0,015 м

Рисунок 6.1 - Графики ω(t) и I(t) при IC = 0 и ХЗ = 0,015 м

Рисунок 6.2 - Графики ω(t), I(t) при IC = IН = 50 А

и ХЗ = 0,015 м

Рисунок 6.3 - Графики ω(t), I(t) при ХЗ = 0,015 м и приложении = IН = 50 А через t = 0,7 с

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был разработан и рассчитан следящий электропривод подачи металлорежущего стенка. А именно выбран двигатель механизма подачи на основе которого проектировался следящий электропривод, выбран комплектный электропривод подачи типа «Кемек», рассчитаны и выбраны основные элементы электропривода, произведена настройка его регуляторов в соответствии с техническими требованиями, предъявляемыми к следящим приводам станков с ЧПУ и технологическому процессу обработки. В результате моделирования следящей системы были получены динамические характеристики привода (скорости, тока, положения и ошибки). Полученные графики удовлетворяют требуемым показателям качества переходных процессов, форма графиков соответствует выбранным настройкам регуляторов тока, скорости, положения.

Так же были рассчитаны погрешности вносимые приводом подачи возникающие при обработке окружности и при прямолинейной обработке. Контурная погрешность при обработке окружности составила ∆К = 0,159 мм. А при прямолинейной обработке ∆К = 0,795 мм, что является хорошим показателем точности обработки.

Список использованных источников

Дерюжкова, Н.Е. Расчёты по автоматизированному электроприводу металлорежущих станков: Учеб. пособие/ Н.Е. Дерюжкова, В.Ф. Горячев. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2004.

Расчёт тиристорного преобразователя для электропривода постоянного тока: Методические указания к курсовому расчёту по дисциплине «Преобразовательная техника»/Сост. Н.Е. Дерюжкова, С.А. Васильченко. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2004.

Горячев, В.Ф. Автоматизация процессов металлообработки: учебное пособие/ В.Ф. Горячев, Н.Е. Дерюжкова, В.И Суздорф. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2001.

Соловьев, В.А. Системы управления электроприводами. Ч. 1: Учеб. пособие/ В.А. Соловьёв - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2004.

Справочник по электрическим машинам / Под общей ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - Т.1.

Лебедев А.М. Следящие электроприводы станков с ЧПУ/ А.М. Лебедев, Р.Т. Орлова, А.В. Пальцев. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 223с.

Справочник по преобразовательной технике / Под ред. И.М. Чиженко. - Киев: Техника, 1978. - 477 с.