Автоматизированный электропривод главного движения универсального фрезерного станка модели 6Н81. Электропривод фрезерного станка


Особенности электрооборудование фрезерных станков

В зависимости от количества степеней свободы перемещений стола, станки фрезерной группы обычно подразделяются на: консольно-фрезерные (имеют три движения — продольное, по­перечное и вертикальное), бесконсольно-фрезерные (имеется всего два движения — продольное и поперечное), продольно-фрезерные (всего одно движение — продольное) и карусельно-фрезерные (тоже движение одно — круговая рабочая подача) станки. Все устройства фрезерной группы имеют одинаковый главный привод, который обеспечивает вращательное движение шпинделя, и раз­личные приводы подачи.

Главный привод фрезерных станков оснащается асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с автоматическими короб­ками скоростей. Для получения высокой частоты вращения шпинделя в фрезерных станках применяют регулируемый привод постоянного тока. При этом необходимая частота вращения задается многопози­ционными переключателями тиристорного преобразователя.

Приводы подач выполняются в простых устройствах непосредственно от двигателя главного привода, в станках с ЧПУ в качестве приводов применяют регулируемые приводы постоянного тока и приводы с шаговыми двигателями. Рабочие скорости подач и установочные перемещения столов, салазок и консолей фрезерных станков зада­ются либо механически посредством переключения блоков зубчатых колес, либо электрически изменением тока, питающего электродвига­тель. Быстрое перемещение передается от электродвигателя, минуя коробку подач.

На фрезерных станках устанавливают также вспомогательные приводы с асинхронными двигателями для приведения в действие конвейера уборки стружки, гидростанции, насосов охлаждения и смазки, вентиляторов. Все асинхронные двигатели защищены от пе­регрузок тепловыми реле, а их силовые цепи — от коротких замыка­ний автоматическими выключателями и плавкими предохраните­лями. Во фрезерных станках блокировочные устройства должны создавать защиту главного привода и приводов подач. Главный при­вод не должен включаться при отсутствии смазки, при не зажатом ин­струменте, при неоконченном переключении диапазонов скоростей; приводы подач должны отключаться при повороте стола, зажатых тормозах и незакрепленном режущем инструменте. Число управляе­мых координат во фрезерных станках с ЧПУ, как правило, три, а в станках, имеющих фрезерные поворотные головки и поворотные столы, их может быть четыре или даже пять.

Устройство числового программного управления выдает команды скоростей шпинделя, номера инструмента и целый ряд вспомогатель­ных технологических команд. Нужный номер инструмента может на­бираться с помощью электрических переключателей на пульте станка. Для поиска номера инструмента используется схема совпадений, собранная из контактов реле, срабатывающих от датчиков считы­вающего устройства. По окончании поиска нужного инструмента включаются электромагниты, с помощью которых происходит захват ручки инструмента в шпинделе, вытягивание ненужного и фиксация выбранного инструмента.

На пульте оператора имеется лампа мигающей сигнализации, сви­детельствующая о невозможности работы станка (нет давления гид­равлики, температура масла выше нормы, не работает система смаз­ки, нажаты конечные выключатели ограничения перемещения в лю­бом направлении, перегреты электродвигатели приводов подач, нет разрешения устройства ЧПУ на работу приводов).

Для получения сложной пространственной формы деталей широ­ко применяют автоматизированные» фрезерные агрегаты для объемной обработки. Они созданы на базе копировально-фрезерных станков и оснащены системами программного управления, позволившими значительно повысить точность обработки изделий и производитель­ность, а также расширить технологические возможности этих станков.

Основу комплекса электрооборудования таких станков состав­ляют следящие системы, с помощью которых инструмент может од­новременно перемещаться по двум или трем координатам в зависимо­сти от выбранного режима работы. В состав электрооборудования входят главный привод (вращение фрезы), электроприводы подач и вспомогательных узлов и механизмов, дополнительные устройства автоматизации управления механизмами, системы сигнализации и защиты, а также местное освещение станка.

В автоматизированных фрезерных станках в качестве привода главного движения вращения фрезы могут применяться электропри­воды как переменного, так и постоянного тока. В связи с тем что при обработке изделий на этих станках режим работы главного привода изменяется относительна редко, чаще применяют простые и дешевые приводы переменного тока с асинхронными двигателями. Частота вращения фрезы выбирается при этом коробкой скоростей и переключением с помощью контакторов числа пар полюсов двига­теля.

Характерной особенностью автоматизированных копировально- фрезерных станков является возможность относительного перемеще­ния фрезы и изделия по заданной программе. Программа задается с помощью установленного на станок копира (модели) требуемого профиля, а в станках с ЧПУ — с помощью программоносителя. По­лученная информация о траектории движения поступает в блок уп­равления слежением, формирующий сигналы управления приводами подач по координатам перемещения. В результате управления дви­гателями приводов подач фреза перемещается относительно изде­лия в соответствии с заданной программой. Копировально-фрезерный станок защищен от поломок закрепляемыми на нем микропереклю­чателями, отключающими все подачи станка при нажатии на аварий­ный стержень.

Величина периодической подачи в копировально-фрезерных стан­ках задается специальными датчиками, соединенными с валом редук­тора. Такие датчики при повороте его вращающейся части на один оборот выдают определенное число импульсов синусоидальной фор­мы, причем цена каждого импульса постоянна. Величина перемеще­ний устанавливается переключателем на пульте станка и учитывается его электросхемой как заданное число импульсов. Электронный счетчик суммирует импульсы, поступающие от датчика периодиче­ской подачи. При совпадении заданного и полученного числа импуль­сов вырабатывается сигнал на остановку подвижного узла.

Копировально-фрезерные станки имеют комплекс вспомогатель­ных приводов. В этих приводах используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Пуск и останов этих двигателей осу­ществляется с помощью соответствующих контакторов и блокировок.

Электрооборудование копировально-фрезерных станков распола­гается на их механизмах и узлах, в шкафу управления и на фунда­менте. В шкафу управления размещаются электронные узлы следя­щих систем, электромагнитные реле, схемы управления, панели с силовыми контактами, аппаратурой защиты и питания. Все машин­ные агрегаты и насосные станции находятся на фундаменте станка. Станки управляются с выносных или встроенных пультов.

Особенностью обработки изделий на копировально-фрезерных машинах является изменяющаяся ширина фрезерования, вследствие чего фреза работает с переменной нагрузкой. Для защиты фрезы от перегрузок во время работы такие станки оснащаются блоком ограничения нагрузки. Этот блок вырабатывает сигнал, пропорциональный активной мощности, потребляемой двигателем главного привода. Сигнал поступает в схему управления приводами подач, в результате чего при повышенных нагрузках уменьшается скорость движения фрезы.

elenergi.ru

Разработка системы автоматического управления электроприводом подачи вертикального фрезерного станка

Введение

В данном курсовом проекте разрабатывается система автоматического управления электроприводом подачи вертикального фрезерного станка. По характеристике механизма выбирается тип двигателя и структура САУ. Выбранная САУ оптимизируется с целью обеспечения требуемых статических и динамических  характеристик электропривода. Для проверки динамических показателей рассчитываются переходные процессы в определенных режимах.

Кроме этого в системе управления электропривода разрабатываются необходимые защиты и блокировки для данного механизма и электропривода. Также  производится выбор силового оборудования и аппаратов управления.

1.  Технические характеристики механизма. Требования к САУ электроприводом.

Привод подачи вертикально-фрезерного станка предназначен для перемещения стола этого станка в необходимых направлениях и с заданной скоростью. Стол станка служит для закрепления на нем заготовки. Перемещение заготовки должно осуществляться со строго заданной скоростью, так как  от этого зависит точность и чистота обработки заготовки. Для уменьшения времени подвода заготовки в область резания, должна быть обеспечена повышенная скорость перемещения стола. Обобщая вышесказанное и исходные данные можно сказать, что САУ подачи стола данного станка должна обеспечить широкий диапазон регулирования D=50, тогда при номинальной скорости

с-1

          получим пониженную скорость

  с-1

          Зная по исходным данным погрешность скорости при изменении нагрузки от 0.4∙Мн до Мн, определим абсолютную погрешность  скорости при номинальной нагрузке:

          Согласно исходным данным определим номинальный момент двигателя

                              

2.  Выбор системы электропривода и типоразмера электродвигателя.

Проанализируем требования предъявляемые к механизму и попытаемся на основании анализа подобрать систему электропривода которая позволит наиболее дешево и надежно обеспечить эти требования.

Рассмотрим ряд систем:

Асинхронный двигатель с фазным ротором, со ступенчатым регулированием добавочным сопротивлением. Это система проста, надежна в эксплуатации и обслуживании, а потому дешевая. Но данная система не обеспечивает необходимый диапазон регулирования  скорости. Диапазон регулирования данной системы – 3-5, при необходимом 50. Таким же недостатком обладают следующие системы: двигатель постоянного тока последовательного возбуждения с реостатным регулированием, тиристорный преобразователь – асинхронный двигатель.

    Рассмотрим систему «тиристорный преобразователь - двигатель». Такая система позволяет получить глубокий диапазон регулирования скорости с достаточной точностью и применяется для электроприводов различной мощности. Она обладает высоким КПД и позволяет получить плавное протекание переходных процессов. Недостатком данной системы является то, что она значительно дороже вышеуказанных систем. Но, несмотря на это в данном механизме необходимо применить такую систему, так как она удовлетворяет требованиям по диапазону регулирования и точности.

Выбираем двигатель по требуемому моменту, мощности и частоте вращения.

 

По справочнику [2] выбираем двигатель  2ПН112LГУХЛ4

     

Класс изоляции - B

Допустимая перегрузка – 2∙Iном  в течении 60с. Режим работы -  S1

Двигатель имеет тахогенератор типа ТС1. Ктг = 0.033В/(об/мин),

Rн.min=2 кОм

Рассчитаем номинальный момент выбранного двигателя.

 

          Номинальная скорость двигателя

 с-1

с-1

Номинальный ток двигателя

Сопротивление обмоток при рабочей температуре рассчитаем по формуле

          ,

где τ – разность между текущей температурой двигателя и температурой окружающей среды τ=115-15=100 C0

α=0.0039 – температурный коэффициент для меди

R – сопротивление при температуре окружающей среды (t=15C0)

Rt – сопротивление при рабочей температуре

Rя = 0.242∙(1+0.0039∙100) = 0.336 Ом

Rдп = 0.195∙(1+0.0039∙100) = 0.271 Ом

Rв = 25.3∙(1+0.0039∙100) = 35.167 Ом

          Номинальный поток возбуждения

                   

Номинальный электромагнитный момент двигателя

         

3.  Выбор силового оборудования и расчет параметров электропривода.

Для управления двигателем постоянного тока на практике используются комплектные тиристорные электропривода различных моделей. Выбираем комплектный электропривод ЭПУ1-2-40-27ПУХЛ4

Это реверсивный однозонный быстродействующий электропривод постоянного тока для приводов подач.

Напряжение питания силовой цепи Uпит=380В; Номинальный ток Iн=100А;

Частота питающей сети f=50Гц; Номинальное напряжение Uном=230В;

Для питания силовой части электропривода по техническому описанию выбираем рекомендованный для данного привода коммутационный реактор РТСТ-82-0,505У3.

Напряжение Uн = 410 В.

Ток                Iн =  82 А

Индуктивность  L=0.505 мГн

Активное сопротивление R=0.037 Ом

          Определим некоторые параметры электропривода:

          Момент инерции системы

          Максимальный статический момент

                   

Минимальный статический момент

                   

          Суммарная индуктивность якорной цепи

                   

 Реактивное сопротивление реактора

                   

Суммарное сопротивление якорной цепи

         

          Электромагнитная постоянная времени

                   

          Электромеханическая постоянная времени

                   

4.  Разработка структуры САУ.

В силовой цепи вместо трансформатора используем токоограничительные реакторы. По функциональной и принципиальной схемам выбранного электропривода, составим структурную схему системы автоматического управления.

Как правило, в настоящее время промышленностью системы управления положением строятся по принципу подчиненного регулирования, т. е. к внутренним контурам регулирования тока и скорости добавляется внешний контур регулирования положения.

Необходимость внутреннего контура тока обоснована следующим: если возможен режим работы “на упор” или требуется ограничение тока двигателя в переходных процессах, то следует применять 2 контура регулирования (внутренний контур тока якоря и внешний контур скорости). В канале управления возбуждением всегда следует применять 2 контура (внутренний контур регулирования тока возбуждения и внешний контур ЭДС якоря).

Структурная схема САУ:

Рис 1. Структурная схема САУ

5.  Синтез САР и выбор элементов контуров регулирования.

Определим параметры отдельных блоков структурной схемы САУ.

1.  Передаточная функция якорной цепи.

2.  Передаточная функция преобразователя.

, где

, где

- ЭДС холостого хода

Uоп.max –  максимальное опорное напряжение  = 10В

ТТП=1/p∙fc=1/6∙50=3.33∙10-3 c

3.  Передаточная функция датчика тока

  ,где

          Uзт =5 В – напряжение задания тока.

Iндв=30.11A – номинальный ток двигателя

4.  Передаточная функция звена обратной связи по скорости.

5.  Коэффициент передачи обратной связи по положению.

,

          где φу =ly/ρ=0.5/1.51∙10-3 =331.12– требуемое установившееся значение.

ρ=1.51∙10-3м – радиус приведения скорости стола к валу двигателя

ly– установившееся значение перемещения принимаем равным 0.5м

Uзп=5В – напряжение задания перемещения.

                   

Синтез регулятора тока.

Выделим из всей структурной схемы контур тока.  

Рис 2. Контур тока

Выберем в качестве малой постоянной  ТμI=TТП =3.33∙10-3  . В этом случае

Тм=0.044c<20∙ТμI=0,0666c пренебречь обратной связью по ЭДС нельзя.

 

     Т.к. ТД2 мало, то эту постоянную времени можно включить в малую ТμI, и тогда ТμI=3.33∙10-3+6∙10-3=9.33∙10-3.

Передаточную функцию регулятора тока можно представить:

 

                   ,

где =Tд1

 

          Передаточная функция замкнутого контура тока

Синтез регулятора скорости

Выделим из общей структурной схемы контур скорости.

Рис 3. Контур скорости.

vunivere.ru

Расчет электропривода фрезерных станков

Формируемая компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику расчета электропривода фрезерных станков

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

1.Рассчитать и выбрать двигатель главного привода

2.Определить параметры фрезы

3. Рассчитать технологическое время tМ, мин

Краткие теоретические сведения:

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, прорезки прямых и винтовых канавок, нарезки резьб наружных и внутренних, зубчатых колес и т. п. Характерная особенность фрезерных станков - работа вращающимися многолезвийными режущими инструментами - фрезами.

Фрезерные станки делятся на две основные группы:

1) станки общего назначения, к которым относятся горизонтальные, вертикальные и продольно-фрезерные станки;

2) специализированные станки - зубофрезерные, копировально - фрезерные и др.

Основные узлы вертикально-фрезерного станка: станина, в верхней части которой расположена поворотная фрезерная головка, консоль, несущая салазки, рабочий стол. Консоль

может передвигаться вверх и вниз по вертикальным направляющим станины. По горизонтальным направляющим консоли перемещаются салазки, а по направляющим салазок - рабочий стол. Таким образом, станок имеет три взаимно перпендикулярных движения подачи, осуществляемых через коробку подач от встроеннoгo внутри асинхронного двигателя. Вращение фрезе сообщается от двигателя через коробку скоростей, расположенную внутри станины. Вертикально-фрезерные станки применяются главным образом для обработки плоскостей торцевыми фрезами, а также для фрезерования пазов, шпоночных канавок и т. п.

Горизонтально - фрезерные станки отличаются от вертикально-фрезерных расположением шпинделя, ось котоpoгo устанавливается горизонтально. Эти станки применяются для обработки плоскостей цилиндрическими фрезами, для прорезания канавок дисковыми фрезами, для обработки линейных поверхностей фасонными фрезами.

Обработка фрезерованием горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей крупногабаритных тяжелых деталей производится на продольно-фрезерных станках.

Наибольшее распространение получили копировально-фрезерные станки с электрическим следящим управлением - электрокопировальные фрезерные станки. Станок имеет три движения подачи: горизонтальное - перемещение стола, вертикальное - перемещение шпиндельной бабки, поперечное - перемещение шпиндельной бабки вдоль оси шпинделя. Обработка деталей производится пальцевыми цилиндрическими или конусными фрезами, торцевыми фрезами.

Фрезерные станки относятся к группе станков с главным вращательным движением. Диапазон регулирования угловых скоростей шпинделя составляет от 20 до 60: 1 при сохранении постоянства отдаваемой электродвигателем мощности. Изменения угловой скорости шпинделя в процессе обработки, как правило, не требуется, поэтому для фрезерных станков обычно применяется ступенчатое регулирование скорости главного привода.

Особых требований в отношении пускового момента, а также продолжительности пуска и торможения привода не предъявляется.

Для приводов главного движения фрезерных станков малых и средних размеров используются одно- или многоскоростные асинхронные короткозамкнутые двигатели в сочетании с коробкой скоростей. Исполнение двигателей обычно фланцевое. Привод подачи таких станков в большинстве случаев осуществляется от главного двигателя через многоступенчатую коробку подач. Общий диапазон регулирования подачи до (20-30): 1. В станках, на которых не производятся зуборезные работы для привода подачи целесообразно применять отдельные электродвигатели, что значительно упрощает конструкцию станка.

Главный привод тяжелых продольно-фрезерных стaнков также выполняется от асинхронных двигателей с механическим - ступенчатым изменением угловой скорости шпинделя. Для приводов подачи стола и фрезерных гoловок таких станков, диапазон регулирования скорости которых достигает значений (40-60) : 1, применяются двигатели постоянного тока, включаемые по системе ТП-Д.

Вспомогательные приводы фрезерных станков: приводы насосов охлаждения, смазки и гидросистем, быстpoгo перемещения фрезерных головок и поперечин у продольно-фрезерных станков и других осуществляются от отдельных асинхронных электродвигателей.

Порядок выполнения работы:

1. Рассчитать и выбрать двигатель главного привода фрезерного станка в соответствии с заданным вариантом по таблице 85.

2.Определить параметры фрезы

3. Рассчитать технологическое время tМ, мин

Ход работы:

Алгоритм расчета

Усилие резания – окружное усилие при фрезеровании FZ , Н

где СF – силовой коэффициент обработки материала, отн. ед. принимается по таблице 80, СF = ____;

ХF, YF, UF , qF – показатели степени принимаются по таблице 80, ХF = ___; YF = ___; UF = ___; qF = ___;

t - глубина резания, мм

S – подача на зуб фрезы принимается по таблице 81, S = _________ мм/зуб;

В – ширина фрезерования (фрезы), принимается по таблице 82, В = ____ мм;

z – число зубьев фрезы, принимается по таблице 82, z = ___ шт;

Скорость резания VZ, м/мин

где СV – cкоростной коэффициент обработки материала, отн. ед. принимается по таблице 83, СV = ____;

ХV, YV, mV , UV , nV , qV –– показатели степени принимаются по таблице 83, ХV = ___; YV = __; mV = ___; qV =___; UV = __; nV =__

T - стойкость фрезы принимается по таблице 84, T = ___ мин

Таблица 80 – Силовые коэффициенты и показатели степени при фрезеровании плоскостей фрезой из быстрорежущей стали

 

 

Таблица 81 – Показатели S = f (материал изделия, тип фрезы) при черновом фрезеровании, мм/зуб

 

 

Таблица 82 – Технические данные фрез из быстрорежущей стали

 

 

Таблица 83 – Скоростные коэффициенты и показатели степени при фрезеровании плоскостей фрезой из быстрорежущей стали

 

 

Таблица 84 – Стойкость фрезы Т = f (D, тип фрезы)

 

 

Мощность резания РZ, кВт

Расчетная мощность на валу главного привода РДР, кВт

где ηСТ – КПД станка при номинальной нагрузке, отн.ед., ηСТ =0,75…0,8

Согласно условия РНОМ ≥ РДР выбирается асинхронный двигатель типа _____________

РНОМ = ___ кВт

КПД = ___ %

UНОМ = 380 В

SНОМ = ____%

cosφ = ___

МП/МНОМ = ___

ММАХ/МНОМ = ___

ММИН/МНОМ = ___

JД = ____ кг м2

Определение параметров фрезы

Скорость вращения n, об/мин

Скорость продольной подачи фрезы VП, м/мин

Технологическое время tМ, мин

Форма представления результата:

Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:

1.Укажите назначение фрезерных станков

2. Перечислите типы фрезерных станков

3. Перечислите основные узлы фрезерных станков

4. Перечислите основные требования к электроприводу фрезерных станков

5. Укажите типы приводов фрезерных станков

Таблица 85 - Исходные данные для расчета

 

 

Продолжение таблицы 85

 



infopedia.su

2. Система автоматического управления приводом фрезерного станка с чпу.

Фрезерный станок с ЧПУ предназначен для обработки различных сложных поверхностей деталей машин. Точность и производительность станков с ЧПУ определяется точностью и быстродействием приводов подачи формообразующих движений. Для повышения точности обработки (или пи той же точности для повышения производительности) применяют замкнутые системы автоматического управления приводами подач.

Деталь 1 устанавливается на столе 2, которому сообщается движение подачи в двух взаимно перпендикулярных направлениях для формирования фрезой 3 требуемой формы паза (см. вид А). На рисунке показан только один привод стола 2. Он состоит из приводного двигателя 4 постоянного тока с тахогенератором 5, редуктора 6 и винта 7. Кроме того, в систему автоматического управления входят также преобразователь перемещения 8, сравнивающие устройства 9 и 10, усилитель 11 и тиристорный преобразователь 12.

САУ работает следующим образом. Сигнал, вырабатываемый системой ЧПУ, через цифро-аналоговый преобразователь (на схеме не показан) в виде напряжения U3 поступает на вход сравнивающего устройства 9. На другой вход сравнивающего устройства 9 поступает сигнал U0 преобразователя перемещения 8. Напряжение ошибки через усилитель 11 поступает на вход сравнивающего устройства 10. На другой вход устройства 10 поступает напряжение, вырабатываемое тахогенератором 5. Таким образом, напряжение на входе тиристорного преобразователя 12 определяет скорость вращения двигателя 4, а следовательно, и величину подачи стола 2.

Система автоматического управления приводом подачи сообщает столу 2 и детали 1 движение по одной из управляемых координат в соответствии с напряжением U3 задания. Аналогичным образом работает привод подачи по другой координате. В результате сложного движения детали 1 фрезой 3 формируется требуемый контур.

В качестве объекта управления в САУ приводом входят процесс резания и замкнутая технологическая система станка.

3. Система автоматического регулирования шлифуемого изделия на бесцентрово-шлифовальном станке.

Бесцентрово-шлифовальный станок состоит из шлифовальной бабки со шлифовальным кругом 1, подвижной бабки 2 с ведущим кругом 3, привода подачи, состоящего из электродвигателя 4, редуктора 5 и винта 6. Деталь 7 в зоне обработки базируется на наклонной поверхности ножа 8 и поверхности ведущего круга 3 и ей сообщается продольное движение подачи (перпендикулярно плоскости чертежа).

Таким образом, диаметр шлифуемого изделия 7 определяется расстоянием между ведущим кругом 3 и шлифовальным кругом 1 на уровне, определяемом ножом 8. Это расстояние в процессе работы станка может меняться, как в результате изменения силы резания, износа шлифовального круга, так и других факторов. Данная система предназначена для автоматического регулирования (стабилизации) размера обрабатываемой детали. САУ размера обрабатываемой детали включает в себя преобразователь перемещения 9 (например, индуктивный датчик перемещения), усилитель 10, сравнивающее устройство 11 и усилитель 12. усилитель 12 предназначен для питания управляемого двигателя 4 (например, двигатель постоянного тока).

При работе системы на вход сравнивающего устройства 11 подается напряжение U3, соответствующее требуемому размеру обработки детали 7 в определенном масштабе. На другой вход устройства сравнения 11 поступает напряжение Uос, пропорциональное действительному размеру детали 7. Это напряжение вырабатывается преобразователем напряжения 9 и усилителем 10. Напряжение ошибки через усилитель 12 воздействует на управляемый двигатель 4, который через редуктор 5 и винт 6 перемещает подвижную бабку 2 в ту, либо другую сторону с целью устранения ошибки.

Пусть, например, диаметр шлифуемого изделия по какой-либо причине возрастает. В результате напряжения от преобразователя 9 выходное напряжение Uо усилителя 10 увеличивается и нарушается условие равновесия системы, т.е. ошибка увеличивается. Деталь 4 вращается и перемещает подвижную бабку 2 вперед, в направление уменьшения диаметра шлифуемого изделия.

В качестве объекта управления в САУ входит процесс резания в замкнутой технологической системе станка.

studfiles.net

Автоматизированный электропривод главного движения универсального фрезерного станка модели 6Н81

Реферат

 

Рассматривается автоматизированный электропривод главного движения универсально-фрезерного станка модели 6Н81.

Цель проекта: модернизация устаревшей системы электропривода.

Произведен расчет и выбор электродвигателя номинальной мощностью 4 кВт. Выбран комплектный преобразователь частоты MICROMASTER Vector фирмы Siemens.

Данный электропривод целесообразно применять для привода главного движения фрезерных станков, требующих высокой точности поддержания скорости вращения и большого диапазона регулирования скорости.

Экономическая эффективность выражается в снижении затрат на эксплуатацию оборудования в течение прогнозируемого периода эксплуатации, равного 20 годам.

ВВЕДЕНИЕ

 

Металлорежущие станки являются распространенными производственными машинами, предназначенными для механической обработки заготовок из металла режущими инструментами. Современный металлорежущий станок оборудован сложной системой автоматизированного электропривода, которую разделяют на два основных типа: провод главного движения и привод подачи. От надежной и синхронизированной работы которых зависит качество выпускаемой продукции. Поэтому при проектировании автоматизированного электропривода станков одной из важных задач является правильный выбор электродвигателя по мощности. Для этого необходимо произвести расчет режимов резания для всех типовых деталей, обрабатываемых на данном станке, и по результатам этих расчетов выбрать типоразмер двигателя, который обеспечивает обработку при наибольшей нагрузке.

Развитие в области силовой и вычислительной электроники создали предпосылки к появлению более надежных, точных и недорогих систем электропривода, что в свою очередь привело к необходимости модернизации существующих громоздких, дорогих приводов.

Кроме того, в начале 90-х годов наметился кардинальный переход к полной автоматизации промышленных предприятий, т.е. к безлюдным технологиям, в которых человек выполняет общую контролирующую роль, а всем техпроцессом управляет автоматизированная система управления технологическим предприятием (АСУ ТП).

Таким образом, поставленные перед данным дипломным проектом задачи по модернизации привода главного движения универсально фрезерного станка модели 6Н81 и его автоматизация, являются актуальными.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

.1 Описание промышленной установки и анализ технологического процесса

 

Металлорежущие станки являются распространенными производственными машинами, предназначенными для механической обработки заготовок из металла режущими инструментами. Путем снятия стружки заготовке придаются требуемая форма, размеры и чистота поверхности. В зависимости от характера выполняемых работ, вида применяемых инструментов и формы образуемой поверхности металлорежущие станки подразделяются на девять групп, среди которых можно выделить станки фрезерной группы [1, 2].

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, прорезки прямых и винтовых канавок, нарезки резьбы и т.п. Характерная особенность фрезерных станков - работа вращающимися многолезвийными режущими инструментами - фрезами. На рис. 1.1 показана схема фрезерования.

 

Рис. 1.1- Схема фрезерования

Главным движением uZ является вращение фрезы 2, движением подачи uП - перемещение изделия 1. Каждое лезвие фрезы снимает стружку в течение лишь доли оборота фрезы, причем сечение стружки s непрерывно меняется от нуля до наибольшей величины. Цикл фрезерования состоит из следующих операций: включение шпинделя с инструментом, перемещение стола с заготовкой на быстром ходу, переход на рабочую подачу с учетом припуска, фрезерование заготовки, быстрое перемещение стола в сторону от инструмента.

Отличительной особенностью станка 6Н81 является расположение шпинделя, ось которого устанавливается горизонтально. Это позволяет обрабатывать поверхности плоскими цилиндрическими фрезами, прорезать канавки дисковыми фрезами, обрабатывать линейные поверхности фасонными фрезами.

На станке 6Н81 могут обрабатываться как стальные заготовки, так и заготовки из чугуна [3].

Фрезерные станки общего назначения большей частью работают в продолжительном режиме с постоянной нагрузкой. В этом случае мощность двигателя привода главного движения определяется по расчетной, исходя из технических показателей, наибольшей нагрузке, возможной на данном станке.

Основной несущей конструкцией станка является станина 1. В верхней части станины расположена фрезерная головка 2, в которой с двух сторон крепиться инструмент 3. В нижней части станины расположена консоль 4, которая может передвигаться вверх и вниз по вертикальным направляющим станины. По горизонтальным направляющим перемещаются несущие салазки 5. В свою очередь по направляющим салазок перемещается рабочий стол 6, на котором крепится заготовка. Таким образом, станок 6Н81 имеет три взаимно перпендикулярных движения подачи, осуществляемым через коробку подач. Вращение фрезе сообщается от асинхронного двигателя 7 через коробку скоростей, расположенных внутри станины. На станине и консоли располагаются рукоятки ручного управления станком.

Универсально фрезерный станок 6Н81 имеет следующие данные:

габаритные размеры станка, мм:

длина 2060

ширина 1940

высота 1600

вес станка, кг 2100

размер рабочей площади стала, мм:

длина 1000

www.studsell.com


Смотрите также