Тема: Исследование показателей динамического качества САУ специализированного фрезерного станка с ЧПУ

Повышение интенсивности работы современных металлообрабатывающих станков вызывает необходимость обеспечивать заданное качество обработки заготовок при высоком уровне производительности. Эта задача требует новых форм управления технологическими процессами, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. Основным путем решения этой задачи следует считать совершенствование и модернизацию металлообрабатывающего оборудования, в том числе за счет создания автоматизированных систем управления, обеспечивающих стабильность параметров технологического процесса (поддержание постоянных скоростей, усилий, мощностей и т. д.), а также высокое качество динамических характеристик приводов.
Одним из способов повышения точности обработки при сохранении или даже снижении трудоемкости является автоматизация металлообрабатывающего оборудования путем создания и внедрения САУ, обеспечивающих управление объектами и процессами в автоматическом режиме. Системы автоматического управления (САУ) доказали свою эффективность и нашли широкое применение в машиностроении. Важной задачей в любом используемом оборудовании является повышение показателей динамического качества САУ.
Цель работы: увеличение точности обработки заготовок путем повышения показателей динамического качества САУ приводом специализированного фрезерного станка с ЧПУ по типу модели ФП-7МН.
Объект исследования: система автоматического управления специализированного фрезерного станка с ЧПУ по типу модели ФП-7МН.
Методы исследования: теоретические исследования проводились с использованием основных положений теории автоматического управления с применением средств вычислительной техники. Моделирование САУ и ее элементов выполнялось с помощью математического пакета Mathcad 15.
Научная новизна: предложена математическая модель САУ специализированного фрезерного станка с ЧПУ, позволяющая на стадии проектирования определять диапазон изменения конструктивных и эксплуатационных параметров системы, обеспечивающих заданный характер переходного процесса, и требуемые показатели динамического качества.
Практическая ценность: разработаны функциональная и структурная схемы системы автоматического управления приводом продольной подачи станка по типу модели ФП-7МН.
На защиту выносятся: кинематическая схема базового варианта специализированного фрезерного станка с ЧПУ, кинематическая схема модернизированного специализированного фрезерного станка с ЧПУ, технические характеристики специализированного фрезерного станка с ЧПУ, функциональная схема САУ приводом продольной подачи станка с ЧПУ, математическая модель САУ специализированного фрезерного станка с ЧПУ, структурная схема САУ специализированного фрезерного станка с ЧПУ, переходные характеристики САУ специализированного фрезерного станка с ЧПУ, показатели динамического качества САУ, результаты исследований, выводы по работе.
Апробация работы: основные положения и результаты работы доклады-вались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов «Актуальные проблемы науки и образования», посвященной 80-летнему юбилею Пензенского государственного университета (Пенза, 2023), Х Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (Пенза, 2024).
Публикация: по теме диссертации опубликована 1 научная статья в сбор-нике, входящем в РИНЦ.
Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, 7 глав, основных результатов, выводов, списка использованных источников и литературы, содержит 101 страницу основного текста, 14 таблиц и 87 рисунков.
1. Описание основных узлов и технические характеристики специализированного фрезерного станка с ЧПУ...
Купить

1. Разработаны функциональная и структурная схемы системы автоматического управления приводом продольной подачи станка по типу модели ФП-7МН.
2. Предложена математическая модель САУ приводом продольной подачи специализированного фрезерного станка с ЧПУ, позволяющая на стадии проектирования определять диапазон изменения конструктивных и эксплуатационных параметров системы, обеспечивающих заданный характер переходного процесса, и требуемые показатели качества.
3. Проведенные теоретические исследования показали, что наибольшее влияние на быстродействие, запас и степень устойчивости системы автоматического управления оказывают коэффициенты передачи тахогенераторак5ивращающегося трансформатора, постоянная времени Тд и коэффициент передачи кд электродвигателя.
4. Вычислительные эксперименты позволили установить диапазоны значений параметров САУ, обеспечивающие наилучшие показатели динамического качества: к1= 20^65; к2= 3^12;к5 = 20^65рад/В; к6 = 0,05^0,55рад/В; кд = 0,2^0,4 рад/В; Тд = 0,05 ^0,06 с. Кроме того, при данных значениях параметров наблюдаются также наименьшие статическая и динамическая ошибки работы привода подач станка.
Купить