Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов (831033), страница 19
Текст из файла (страница 19)
АЧХ последовательного корректирующего фильтра определяют путемвычитания из желаемой ЛАЧ Lж( ro) нескорректируемой САР ЛАЧ.Передаточную функцию корректирующего устройства Wк.з(s) чаще всегореализуют на операционных усилителях и связанных с ними RС-цепочках,например:T 0 .y(s) + 1W: ( s ) --к.з- Ткор(s) + 1'где Т0 .у -постоянная времени операционного усилителя; Ткор-то же корректирующего контура.3.1.4. Технологическийконтур приводов подач станков с ЧПУТехнологический контур включает в себя системы позиционирования иконтурной обработки, адаптивный контур и др. Системы позиционированияхарактеризуются двумя типами законов управления приводом (рис.3.8),обеспечивающими точность позиционирования и минимизацию его времени.Законы управления первого типа предполагают ступенчатое снижениескорости при подходе к точке с заданными координатами.
На рис.3.8, а покаSmaxзано двухступенчатое управление при снижении подачи с максимальнойдоминимальной(рис.Smin.Такжеможетбытьтрехступенчатоеуправление3.8, б) и управление с реверсом (рис. 3.8, в-д). При двухступенчатомуправлении приводом в его узлах (например, IIIВП) возникают напряжения,которые в дальнейшем могут привести к смещению рабочего органа станка скоординаты позиционирования Хпоз· Для разгрузки механизмов привода используют реверс рабочего органа (см.
рис.3.8, в).1063.Приводы станковssSrnaxS1 1----+~Smin 1 - - - - - t - - - ,оХ □озХ3S 11----+--~S min t----+-+---,1оХох l Хпоз Х3Х1--~------1---+-ХI-S,юзбаХ3ХпозХваamaxо 1----+-----т-----.-----а rnax 1 - - - - + - - - ~ t - - - ~s\\'--одРис.3.8.Законы управления позиционным приводом, обеспечивающиеточность позиционирования (а-в) и минимизацию его времени (г, д)Законы управления второго типа обеспечивают минимизацию временипозиционирования рабочего органа станка в результате максимального ускорения ашах при разгоне и торможении. При этом скорость изменяется по закону «треугольника» (см.
рис.3.8,г). Однако, как правило, имеет место трапецеидальный закон, когда реальная кривая содержит семь участковрис.(см.3.8, д, штриховые линии).Контурная система управления (рис.3.9,а) имеет двух.координатныйпривод подач стола станка, с помощью которого можно изготовлять детали,ограниченные криволинейными контурами. На рис .3.9,б показан результатобработки контура, ограниченного прямым углом, где ◊нар, ◊вн-соответственно наружная и внутренняя погрешности обработки контура. Эти погрешностиявляются результатом инерционности всех элементов приводов.Вследствие сложения двух траекторий движения по координатам х и уответственно переходным процессам при торможении стола и пригоне--соего разобразуется сложный реальный профиль.Передаточные функции приводов по координатам будем считать идентичными, т.
е.Wx(s) = Wy{s).ляться перерегулированиемния, а внутренняя -Тогда наружная погрешность ◊нар будет опредеfx(t) переходного процесса по скорости торможенаходиться под углом45° к полученному контуру:◊вн = ✓2 · €x{to),гдеto = 1 /К.1073.1. Методы теории автоматического регулирования ...2 3у2х6Рис.3.9.Схема двухкоординатного привода подач фрезерного станка (а)и формирование погрешностей при обработке прямого углафреза;1-2-деталь;3-продольный стол;Для вычисления погрешности<54-(6):салазки и поперечный столпри обработке контура, ограниченногоокружностью радиусом R, можно использовать приближенное выражение():=:,() <5;а 2(R -()а)'где <5а -погрешность обработки по ускорению, <5а = S~ /(К2 R); <5s -скорости, <5s= Sпр/К1; Ki,К2то же покоэффициенты передачи по скорости и уско-рению соответственно.Погрешность при обработке окружности радиусомRвычисляют по формуле<5 = R[l где Ф(iro)нате;-IФ(iro)I],замкнутая частотная передаточная функция привода по коордиro = Sпр/R-угловое ускорение фрезы.Адаптивный контур включает в себя обратную связь по силе резания.Расчет этого контура сводится к вычислению предельного значения коэффициента Кад, определяемого из выражения для передаточной функции разомкнутого адаптивного контура:Wад (S) -где Тэд-ККад(ТэдS + l)(Tps + l)(TycS + 1)постоянная времени электродвигателя привода; Трвремени процесса резания; Туе привода.,-постояннаяпостоянная времени усилительных каскадов1083.3.1.5.
ЭкстремальныйПриводы станковконтур и распределение функций управленияв иерархических производственных системахЭкстремальный контур содержит оптимизатор, задачей которого является оптимизация процесса резания по заданной целевой функции.
Обычно целевую функцию вычисляют по нескольким параметрам, т. е. используют многоканальные оптимизаторы. Одноканальный оптимизатор имеет один входной параметр-скорость перемещения рабочего органа станка. В качественаиболее простого алгоритма оптимизации можно использовать алгоритмГаусса-Зайделя (алгоритм покоординатного спуска).Наиболее эффективной идеологией распределения функций управления виерархических производственных системах является технология SСАDАсистем.
Архитектура системы управления технологическим процессом включает четыре уровня. Первый-это системы датчиков и исполнительных механизмов, которые имеют самостоятельный вычислительный ресурс и могутвьшолнять функции управления,самонастройки и самодиагностики, чтоупрощает их обслуживание, снижает нагрузку на управляющие машиныверхних уровней и делает систему более распределенной. На втором уровненаходятся устройства связи с объектом через программируемые логическиеконтроллеры,связанные синдустриальными компьютерами.На третьемуровне находятся промышленные программируемые логические контроллеры, а также встраиваемые в персональные компьютеры модули, позволяющиенепосредственно к компьютеру подключать датчики и исполнительные механизмы.
На четвертом уровне располагаются станции в виде совместимыхпромышленных компьютеров (IВМ РС).3.2. РЕГУЛИРУЕМЪIЕЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫМЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ3.2.1. Электроприводыглавного движенияНа станках с ЧПУ, как и на обычных металлообрабатывающих станках,все движения детали, инструмента и отдельных узлов выполняются различными приводами. В соответствии с функциональными особенностями этихдвижений различают электроприводы главного движения, приводы подач иприводы, осуществляющие вспомогательные перемещения.Электромеханический привод включает в себя механическую систему,электродвигатель с датчиками обратной связи и преобразователь.
Указанные устройства связаны с системой управления, причем на последнюю действует переменная сила резания.Основные технические требования к электроприводам главного движенияследующие:регулированиечастотывращения шпинделяобеспечения режимов резания;в длительном режиме для3.2. Регулируемые электромеханические приводы металлоре:жущих станков109обеспечение рационального режима пуска электродвигателя по определенному закону;обеспечение необходимого закона торможения с заранее заданными параметрами;реверсирование электродвигателя с необходимым торможением и разгоном;позиционирование угла поворота шпинделя вокруг своей оси.Особый класс составляют электроприводы главного движения, в которыхтребуется регулирование частоты вращения шпинделя с помощью электродвигателя (регулирование происходит вследствие использования многоскоростных электродвигателей, т.
е. с переключением обмоток статора). В такихслучаях применяют сравнительно простые схемы приводов, в которых, какправило, используют асинхронные электродвигатели и простейпше схемысиловых преобразователей.Важнейшее требование, предъявляемое технологами к электроприводамглавного движенияности (Р= const).-скорость должна регулироваться при постоянной мощЭто требование означает автоматическое поддержание постоянной мощности на валу шпинделя при всех режимах резания. Силовоерезание, всегда осуществляемое с малой скоростью вращения шпинделя п изначительной глубиной резания (большим моментом М), требует ту же мощность, что и чистовое резание, выполняемое с большой скоростью вращенияшпинделя на малой глубине, т. е. электрическая мощность, забираемая из сети, остается постоянной.Постоянное увеличение мощности резания обусловлено совершенствованием технологии обработки, появлением нового, высокопроизводительногоинструмента.Для выбора технологии обработки дета-пJдли на станке с ЧПУ необходимо знать, какую предельную мощность на шпинделе икакой предельный момент способен развивать электропривод в процессе регулирования скорости, т.е.механическую характеристику привода сучетоммеханическойхарактеристики электродвигателя.Одним из важнейших показателей электродвигателя является жесткость р.
Механическая характеристика синхронных электродвигателей наиболее жесткая и может бытьпредставлена в виде прямой (рис.мая1).(кривая3.10,пряУ асинхронных электродвигателей2)механическаядостаточно жесткаяхарактеристикана рабочем участке,поэтому такие двигатели нашли своепри-оРис.м,д3.10.Механические характеристики электродвигателей1103.Приводы станковменение в приводах станков. Механическая характеристика электродвигателей постоянного тока с независимым и параллельным возбуждением (кривая 3) может быть представлена уравнениями прямых в отрезках. Наиболее«мягкие» механические характеристики типичны для электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением.При выборе типа электродвигателя для привода металлорежущего станканеобходимо знать, что его механическая характеристика должна иметь видогибающей кривой по отношению к характеристике нагрузки (силы резания).Кроме того, жесткость механической характеристики должна быть максимально возможной, что следует из рассмотрения точности автоматическогорегулирования частоты вращения электродвигателя.Для электроприводов главного движения характерно регулирование частоты вращения при постоянстве мощности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
