ВВЕДЕНИЕ 7
1 CPABНEНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИИ И РЕШЕНИЙ
1.1 Комплектные электроприводы на базе контроллера SMSD-8.0 8
1.2 Контроллер шаговых двигателей EasyDrive-R4 10
1.3 Комплектные электроприводы на базе драйверов шаговых двигателей
семейства AM1S-30 от ON Semiconductor. 11
1.4 Сравнительная характеристика электроприводов шаговых двигателей... Выводы по разделу один
2 ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
2.1 Общие сведения об электроэрозионных станках 15
2.2 Станок электроэрозионный копировально-прошивочный. Технические
характеристики 16
2.3 Описание существующего устройства 411У. 20
2.4 Постановка задачи 21
2.5 Обоснование варианта замены высокомоментного привода постоянного
тока 22
2.6 Выбор шагового двигателя 25
Выводы по разделу два
3 CПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
3.1 Структурная схема управления шаговым двигателем 29
3.2 Описание драйвера двигателя 31
3.3 Описание управляющего контроллера 39
3.4 Выбор датчиков линейно-угловых перемещений 46
3.5 Разработка принципиальной схемы 56
3.6 Выбор системы ЧПУ. 58
3.7 Разработка схемы электрических соединений 59
3.8 Проектирование шита системы управления 61
3.9 Алгоритм работы программного обеспечения микроконтроллера 63
3.10 Описание программного обеспечения СЧ1ГУ. 67
3.11 Временные диаграммы работы электропривода 68
Выводы по разделу три
4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
4.1 Исходные данные для расчета экономического эффекта от модернизации
4.2 Расчет затрат на проведение модернизации 76
4.3 Расчет экономического эффекта от проведения модернизации 77
Выводы по разделу четыре
5 БЕЗОПACНОСТЬ ЖИ3НЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
5.1 Краткое описание производственного участках 85
5.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов 85
5.3 Расчет естественной вентиляции 86
5.4 Обеспечение безопасности при чрезвычайных ситуациях на
пожаровзрывоопасных объектах 90
Выводы по разделу пять
Заключение 94
Библиографический список 96
Современный электропривод представляет собой конструктивное единство электромеханического преобразователя энергии (двигателя), силового преобразователя и устройства управления. Он обеспечивает преобразование электрической энергии в механическую в соответствии с алгоритмом работы технологической установки. Разработка высокопроизводительных, компактных и экономичных систем привода является приоритетным направлением развития современной техники [1].
В данной работе рассматривается электропривод для шагового двигателя вертикальной подачи электроэрозионного станка. К сожалению, сейчас разработками электроприводов для шаговых двигателей, занимаются, в основном, за рубежом. Широкое применение шаговых двигателей в электроэрозионном оборудовании и в промышленности для числового программного управления (ЧПУ) послужило основанием для разработки нового электропривода, взамен старому 2М43 серии 2М, для высокомоментных двигателей постоянного тока.
Основным недостатком 2М43 является морально - устаревшая элементная база. Так логическое управление существующего привода выполнено на ТТЛ - логике. А силовая часть выполнена из шести каналов. В каждом канале имеется четыре биполярных транзистора. При этом работа привода сопровождается значительным выделением тепла. Поэтому, в существующим приводе использовались громоздкие радиаторы. Более того, привод требовал принудительного воздушного охлаждения при интенсивной работе блока. ТТЛ - логика позволяла выполнить управление двигателем но простейшей схеме релейного управления токами в фазах. Из - за этого присутствовали пульсации момента двигателя на низких скоростях вращения, а также при старте и торможении. Важный параметр для устройств 411У - отсутствие пульсаций момента независимо от скорости вращения и нагрузки на двигатель. Также важна возможность управлять ускорением при разгоне и торможении, когда влияние на работу двигателя оказывают силы инерции. Добиваясь должного управления на ТТЛ — логике, приходилось бы использовать громоздкие платы с множеством микросхем, что в свою очередь могло привести к снижению надёжности работы привода. и появлению специальных программных обеспечений по управлению приводом |2]. Гаком привод мог не найти применения в промышленности. Поэтому в старой разработке привода ограничились простейшей схемой управления двигателем. Но современное развитие производства электронных компонентов послужило толчком для модернизации имеющегося привода. Так, например, сейчас фирмой ON Semi выпускаются драйверы шаговых двигателей AMIS-3O532, интегрирующие многие продвинутые возможности управления приводом, а также диагностики неисправностей. Также в последнее время появились полевые транзисторы средних мощностей и драйверы к ним, фирмы International Rectifier, которые позволяют выполнить силовую часть привода наиболее простой. Таким образом, появились тенденции для разработки нового привода.
В представленной работе приведен вариант модернизации привода подач электроэрозионного станка. Анализ предметной области показал, что отечественные станки, изготовленные в 80-е годы обеспечивают невысокие технологические показатели (по производительности, точности и чистоте обработки), ограничивают геометрические размеры обрабатываемых деталей и возможности многомерной обработки. Технологические показатели зарубежных станков выпуска середины 80-х годов, по своим паспортным данным соответствуют современным требованиям, но обслуживающие подсистемы: ЧПУ, генератор, привод, диэлектрический агрегат, программное обеспечение, система подготовки данных. - базируются на элементной базе, принципах управления и программирования начала 80-х годов и вряд ли могут удовлетворить задачам, которые решаются сегодня или которые планируется решить в будущем.
Были рассмотрены электроприводы шаговых двигателей и после их сравнительного анализа выбран привод PLD545-G4.
Достоинствами выбранного привода являются:
а) снижение затрат на материалы и упрощение решений с применением датчиков. В серии AMIS обратная связь обеспечивается высокоточным сигналом обнаружения заклинивания;
б) внешний доступ к измерению обратной ЭДС открывает широкий диапазон возможностей совершенствования конструкции двигателей;
в) диагностическое «окно» вовремя работы интегрированной комбинации привода, двигателя и используемой нагрузки;
г) встроенные средства диагностики также позволяют адаптировать систему к крутящему моменту, передаваемому в определенных условиях.
Замена электропривода станка на привод с ШД приведет к резкому повышению технике-технологических и эксплуатационных характеристик по сравнению с аналогичными станками, имеющими традиционные приводы. Ожидаемая производительность прошивных станков с ШД выше, чем у станков с обычными приводами как минимум в 2 раза. Повышается точность станка, расширяются диапазоны параметров обрабатываемых деталей.
Применение разработанной системы управления электропривода шагового двигателя позволит:
- расширить спектр защитных функций оборудования;
- снизить затрать» на модернизацию и последующее техническое обслуживание за счет упрощения и удешевления схемы включения и исключения потребности во внешних токоизмерительных элементах.
Выбранная СЧ11У обладает следующими преимуществами:
- возможность работы от осветительной сети 220В;
- ввод информации с гибкого диска и но стандартному интерфейсу RS232;
- возможность хранения большого объема информации - емкость накопителя на жестком диске не менее 10 Гб;
адаптивные алгоритмы слежения за эрозионным промежутком с предотвращением превышения заданного уровня КЗ и подавлением электролиза;
- адаптивное управление режимами конусного резания;
- линейная, дуговая и сплайновая интерполяция;
-двухмерный и трехмерный (по выбору) графический контроль;
- диалоговое программирование.
В разделе «Безопасность жизнедеятельности» произведен анализ опасных и вредных производственных факторов возникающих во время работы на электроэрозионном станке. Произведен расчет вентиляционной системы для обеспечения удаления вредных веществ из воздуха внутри помещения, также выбранная система кондиционирования позволяет поддерживать заданную температуру и влажность воздуха для комфортного пребывания оператора станка.
Были рассмотрены чрезвычайные ситуации на пожаровзрывоопасных объектах, меры локализации и борьбы с ними.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
