Введение………………………………………………………………………...4
1. Анализ базовой модели станка и обоснование модернизации……….5
2. Кинематический расчет привода главного движения и анализ кинематики станка………………………………………………………...8
2.1. Выбор марки электродвигателя………………………………………..8
2.2. Построение структурной сетки и ДЧВ привода……………………...8
2.3. Описание разработанной конструкции узла………………………...15
2.4. Анализ кинематики станка……………………………………………16
3. Функциональная схема СЧПУ………………………………………….18
3.1. Описание СЧПУ «Электроника НЦ-80 (МС2101)»…………………18
3.2. Определение разрядности и объема ОЗУ……………………………24
4. Схемы электроавтоматики и подключения СЧПУ к станку……….26
4.1. Электрическая принципиальная схема электроавтоматики станка..26
4.2. Реализация схемы подключения СЧПУ……………………………...27
4.3. Реализация комплекса вспомогательных М-функций и S-функций дискретного изменения скорости привода главного движения……27
5. Разработка цикла позиционирования…………………………………31
5.1. Алгоритм цикла позиционирования………………………………….31
5.2. Блок-схема алгоритма…………………………………………………34
6. Силовые и иные расчеты деталей и механизмов привода главного движения…………………………………………………………………...36
6.1. Расчет мощности на валах…………………………………………….36
6.2. Расчет крутящих моментов на валах…………………………………36
6.3. Определение минимальных диаметров валов……………………….36
6.4. Расчет передач на прочность…………………………………………37
6.5. Выбор электромагнитных муфт……………………………………...40
6.6. Расчет опорных реакций, статической и динамической грузоподъемности подшипников и изгибающих моментов вала…..42
6.7. Расчет сечений сплошного вала на статическую прочность и выносливость…………………………………………………………..45
6.8. Расчет шпинделя………………………………………………………49
Заключение……………………………………………………………………52
Список использованной литературы……………………………………...53
Целью работы является автоматизация управления широкоуниверсальным фрезерным станком. Базовой моделью для модернизации является станок 6А76.
Для решения поставленной задачи:
- произведен кинематический расчет привода главного движения, обеспечивающий 16 вариантов частот вращения шпинделя в диапазоне от 50 до 1600 об/мин;
- предусмотрено автоматическое переключение передач с помощью электромагнитных муфт;
- предусмотрены автономные приводы подач, приводимые в движение двигателями постоянного тока;
- разработана электрическая схема подключения ЧПУ, а также электрическая схема электроавтоматики станка.
Так же произведен силовой и прочностной расчет деталей и механизмов привода главного движения. Расчет производился при помощи программы САПР ПГД для ЭВМ (разработана в ТулГУ на кафедре АСС Савушкиным В.Н.), которая позволяет автоматизировать обработку большого объема формальных процедур переработки информации, а так же дает возможность внесения изменений в проект практически на любой стадии и без ограничения их объема.
Введение
Металлорежущие станки, наряду с прессами и молотами, представляют собой тот вид оборудования, который лежит в основе производства всех современных машин, приборов, инструментов и других изделий. До 95% деталей на машиностроительных заводах обрабатывается на металлорежущих станках. Количество металлорежущих станков, их технический уровень и состояние в значительной степени характеризует производственную мощность страны.
Функционирование и развитие производственной сферы страны, обеспечение выпуска качественной и конкурентоспособной продукции немыслимо без совершенствования действующих и внедрения новых технологий, модернизации технологических машин и оборудования, перехода к принципиально новым технологическим системам, к технике новых поколений, дающей наивысшую эффективность. Для обеспечения этого должен придаваться приоритетный характер развитию машиностроения и его сердцевины – станкостроения, должно уделяться первостепенное внимание таким катализаторам научно-технического прогресса, как вычислительная техника, приборостроение, электротехника и электроника.
Современные экономические условия обуславливают частую смену выпускаемой продукции. Быстрая смена выпускаемой продукции весьма эффективно обеспечивается так называемыми гибкими автоматизированными производствами, включающими станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, промышленные роботы, другие машины и оборудование с использованием микропроцессорной техники, ЭВМ. Перспектива таких производств – превращение их из автоматизированных в автоматические, поскольку автоматизация всех стадий производственного процесса является одним из важнейших стратегических направлений научно-технического развития.
В данной работе обеспечивается модернизация широкоуниверсального фрезерного станка модели 6А76, а именно автоматизация управления.
Модернизация станка целесообразна, если в результате удается повысить его производительность, качество выпускаемой продукции, расширить технологические возможности и увеличить надежность станка, обеспечить условие труда и безопасность работы.
Модернизация, связанная с автоматизацией управления приводами станка, оправдывает себя по нескольким параметрам:
во-первых, снижается брак деталей, вызванный субъективными факторами;
во-вторых, автоматизация позволяет снизить травматизм на производстве;
в-третьих, автоматизация работы позволяет снизить время на обработку деталей.
В ходе выполнения работы поставленная задача модернизации широкоуниверсального фрезерного станка модели 6А76 была решена успешно. Разработана коробка скоростей, которая обеспечивает 16 вариантов частот вращения шпинделя, причем переключение частоты происходит с помощью электромагнитных муфт. Так же были предусмотрены автономные приводы подач.
Данные изменения в конструкции станка повышают его производительность (как следствие автоматизации обработки детали), т.к. рабочему будет проще и быстрее управлять станком, а следовательно уменьшится время на обработку одной детали.
Так же был реализован общий подход к задачам работирования СЧПУ металлорежущих станков, их разработки и эксплуатации.
Был произведен анализ кинематики станка и обоснован тип и число управляемых и контролируемых параметров, разработаны электрические принципиальные схемы подключения УЧПУ к станку и электроавтоматики станка, а также алгоритм позиционирования.
Модернизированный станок удовлетворяет всем прочностным характеристикам. Однако при работе на низших частотах от 50 об/мин до 126 об/мин показатели качества обработки снижаются, поэтому не рекомендуется работать на станке с данными скоростями.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
