Визначення параметрів електропривода верстата з ЧПК з підпорядкованим регулюванням координат (125167)

Посмотреть архив целиком

Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет

імені Юрія Кондратюка

Кафедра автоматики та електропривода






Курсовий проект

з дисципліни

Електропривод і автоматизація промислових роботів

і маніпуляторів”

на тему:

Визначення параметрів електропривода верстата з ЧПК

з підпорядкованим регулюванням координат

ЕАРМ 502.001.000 КП






Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет

імені Юрія Кондратюка

Кафедра автоматики та електропривода






Пояснювальна записка

до курсового проекту

з дисципліни

Електропривод і автоматизація промислових роботів

і маніпуляторів”

на тему:

Визначення параметрів електропривода верстата з ЧПК

з підпорядкованим регулюванням координат


ЕАРМ 502.001.000 ПЗ






Завдання


До виконання курсового проекту з дисципліни

Електропривод і автоматизація роботів-маніпуляторів”

на тему:

Визначення параметрів електропривода верстата з ЧПК з підпорядкованим регулюванням координат”

Варіант №1.


Склад курсової роботи


Найменування розділу

Термін виконання

1. Попередній вибір двигуна і його перевірка

25%

2. Вибір інформаційних елементів системи

40%

3. Розрахунок контуру регулювання струму

50%

4. Розрахунок контуру регулювання швидкості і положення

70%

5. Оформлення пояснювальної записки і креслень

100%


Завдання видав:

Завдання прийняв:






Вихідні дані


Розрахувати параметри електропривода верстата з ЧПК з підпорядкованим регулюванням координат:


Зусилля різання Fр = 5000 Н;

Маса виконуючого механізму m1 = 300 кг;

Маса деталі m2 = 80 кг;

Коефіцієнт тертя  = 0,05;

Зусилля попереднього натягу FH = 500 H;

Швидкість швидкого ходу шв.х = 0,13 м/с;

Швидкість подачі п = 0,06 м/с;

Прискорення а = 1,3 м/с2;

Крок гвинта S = 8 мм.



Зміст


Вступ

1. Технічні вимоги

2. Розрахунок потужності і вибір двигунів при контурно-позиційному керуванні

2.1 Розрахунок потужності навантаження

2.2. Вибір електродвигуна і його перевірка

3. Вибір інформаційних електромеханічних елементів виконавчих систем верстата

3.1 Сельсини і обертові трансформатори

3.2 Вибір датчиків кутової швидкості

3.3. Вибір датчика струму

4. Розрахунок параметрів системи регулювання положення електроприводів подачі

4.1 Визначення параметрів структурної схеми двигуна постійного струму

4.2 Визначення і структурна схема контуру регулювання струму в системі керований перетворювач – двигун

4.3. Розрахунок параметрів контуру регулювання швидкості в системі з підпорядкованим контуром струму

4.4. Визначення параметрів контуру регулювання положення системі з підпорядкованими контурами швидкості і струму

Висновки

Література

Додатки






Вступ


Промислові роботи і маніпулятори – одна із головних частин комплексної програми автоматизації виробництва. Вони вирішують задачу скорочення традиційно ручних операцій у виробництві шляхом автоматизації технологічного процесу.

Сучасні наукові розробки акцентують увагу на автоматизації виробничих процесів і електроприводів, створенні і застосуванні сучасних засобів керування і регулювання, розробці складних промислових роботів , маніпуляторів і систем комплексної механізації, що сприяє значному підвищенню продуктивності праці, допомагає працювати у складних умовах.

У відповідності з вимогами сучасної промисловості розвиток електроприводів іде як у напрямку збільшення потужності, так і в напрямку створення мікроелектроприводів. Широкий діапазон потужностей електродвигунів дозволяє проектувати технічно досконалі і економічно доцільні типи приводів в відповідності з вимогами різноманітних галузей промисловості.

Створення нових апаратів для управління електричними машинами, нових типів автоматичних регуляторів, а також впровадження мікро ЭОМ і різноманітних контролерів наводить до розширення галузей автоматизації, і, як окремий випадок, автоматизації електроприводів роботів і маніпуляторів. Отже доцільність розробки промислових роботів обумовлюється як з економічної, так і з технічної точок зору.






1. Технічні вимоги


Електроприводи промислових роботів подібні до електроприводів металорізальних верстатів, а саме до приводів подачі, тому до них висуваються такі вимоги:

  1. Електропривод повинний бути розрахований для роботи в тривалому режимі відповідно до вимог технічних умов;

  2. Вал електродвигуна повинний бути повязаний з валом тахогенератора за допомогою жорсткої безлюфтової передачі з коефіцієнтом редукції, що дорівнює одиниці;

  3. У режимі регулювання частоти обертання електропривод повинний забезпечити роботу у всіх чотирьох квадрантах механічної характеристики при зміні напруги керування у межах 10 В, мінімальну частоту обертання вала 1 об/хв.

  4. Датчики положення, повязані з двигуном вимірювальними безлюфтовими передачами, повинні бути використані на повний робочий кут по всіх координатах механізму;

  5. Відхилення миттєвої частоти обертання при зміні моменту навантаження в діапазоні 0,25..0,5 не повинно перевищувати від установленої частоти обертання при 0,5Jдв;

  6. Смуга пропускання електропривода зі зворотнім звязком по швидкості повинна бути на менше 20-200 Гц при амплітуді вхідного сигналу 0,1 В;

  7. При частоті обертання 1 об/хв., моменті навантаження 0,2Мном, зовнішньому моменті інерції 0,5Jдв електропривод повинний забезпечувати зупинку вала після зняття керуючої напруги за 0,5 кута повороту вала двигуна;

  8. Лінійність статичної характеристики електропривода, вхідна напруга керування, частота обертання двигуна у режимі регулювання не більш 5%

  9. У системах ЧП ПР головні електроприводи і проводи подач повинні забезпечувати режими позиціювання, точність позиціювання повинна досягати 1..2 мкм;

  10. Відносна нерівномірність руху при мінімальній швидкості Кн < 0,3;

  11. Електроприводи промислових роботів повинні бути реверсивними;

  12. Необхідний діапазон регулювання швидкості електроприводів подачі складає 1:10 000;

  13. Для зниження динамічних ударів кінематика електроприводу повинна забезпечувати повільність процесів пуску і реверсу

  14. Для високої надійності обладнання електропривод повинний мати необхідні види захисту, блокування, сигналізації і діагностики.



2. Розрахунок потужності і вибір двигунів при контурно-позиційному керуванні


2.1 Розрахунок потужності навантаження


Контурно-позиційне керування використовується в приводах подач верстатів і ланок роботів. Відмінною рисою роботи виконавчих двигунів у таких приводах є переважне використання тривалого режиму роботи. У приводах роботів переважає повторно-короткочасний режим роботи, особливо для верстатів із ЧПК. У приводах роботів, які використовуються на виробництві, переважає повторно-короткочасний режим роботи. Оскільки переважним видом приводу виконуючого механізму з контурно-позиційним керуванням є електропривод, то ми обмежимося розрахунком необхідної потужності і вибором електродвигуна для цих пристроїв.

Знайдемо зусилля подачі по керованій осі:



Де:

kp – коефіцієнт запасу, приймаємо рівним 1,4;

Fp – зусилля різання вздовж осі, за умовою дорівнює 5000 Н;

 – коефіцієнт тертя, що за умовою дорівнює 0,05 ;

Fнзусилля попереднього натягу, що за умовою дорівнює 500 Н;

m1, m2маса деталі і виконавчого органу.



Потужність, яка прикладена до вала виконуючого органу в режимі різання:






Потужність у режимі швидкого ходу:



Таким чином потужність в режимі різання складає 461,2 Вт, а режимі швидкого ходу 97,5 кВт.


2.2 Вибір електродвигуна і його перевірка


Двигун попередньо вибирається за найбільшому значенню потужності в режимі різання чи в режимі швидкого ходу. В нашому випадку це потужність в режимі різання Рріз = 461,2 Вт.

Потужність вибраного двигуна повинна бут більшою за отриману потужність різання, але не набагато. Виконання цієї рекомендації для високомоментних двигунів постійного струму забезпечує краще узгодження двигуна з виконуючим механізмом у динамічних режимах роботи і зменшуючи число ступеней проміжного редуктору або навіть дозволяє відмовитися від його застосування. Вибираємо двигун, дані якого приведені у таблиці 2.2.1.


Таблиця 2.2.1

Попередній вибір двигуна

Тип

Pном,

кВт

ном,

рад/с

Uном,

В

Мном,

Нм

Іном,

А

Rяд,

Ом

Jдв,

кгм2

Тяд,

с

Тем,

с

ДК1-5,2-АТ

0,52

105

110

5,2

6,5

5

1,35

0,0032

4,0

10


Случайные файлы

Файл
20985-1.rtf
18924-1.rtf
referat.doc
117892.rtf
31845.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.