Модернизация системы управления фрезерным станком
ВВЕДЕНИЕ
На Российских предприятиях широко используется отечественное станочное оборудование с весьма длительным сроком эксплуатации. Его технические характеристики, устаревшие конструкции, изношенность механических элементов, высокая вероятность отказа выработавших свой срок электрических элементов и повышенное энергопотребление требуют безотлагательной модернизации подобного оборудования. Касается это и зубофрезерных станков, где важнейшим элементов является их электропривод, мощность которых должна рассчитываться с учетом возможного различия параметров и материалов обрабатываемых изделий [1]. С этой целью на примере модернизации электропривода зубофрезерного станка типа 53А30 с переходом на частотно-регулируемый электропривод пред-ложена новая развязанная кинематическая схема и электронная синхронизация движения режущего инструмента и заготовки станка. Проведен анализ требова-ний к электроприводам и с помощью программного обеспечения произведен расчёт мощностей электроприводов с учётом особенностей их работы и материалов изделий. В данной магистерской работе представлен расчет мощности механизмов в зависимости от обрабатываемого материала и новая кинематическая схема зу-бофрезерного станка, с помощью которой возможно исключить люфты в механических передачах станка, существенно снизить трудозатраты оператора при обслуживании и программировании, повысить качество изделий и производительность работы станка.
Оглавление
Введение 10
1.Назначение и кинематическая схема зубообрабатывающего станка 11
2.Технологические требования к электроприводу зубообрабатывающего станка 17
3.Основные направления в модернизации электропривода зубообрабатывающего станка… 19
4.Частотно-регулируемый электропривод инструментального шпинделя 20
4.1. Функциональная схема силовой части электропривода 20
4.2. Обоснование мощности электропривода 20
4.3. Выбор преобразователя частоты. 21
5.Механические и электромеханические характеристики разомкнутой системы электропривода 25
6.Статические и динамические параметры элементов силовой части электропривода 29
7.Замкнутая система управления электроприводом 30
7.1. Функциональная и структурная схемы системы управления электроприводом 30
7.2. Определение статических и динамических параметров элементов силовой части и системы управления электроприводом 32
8.Оценка мощности электропривода в зависимости от технологических параметров обрабатываемых изделий 37
Заключение 43
Литература 44
ЛИТЕРАТУРА
1. В.М. Терехов, О.И. Осипов; под ред. В.М. Терехова. М.: Издательский центр «Н.Н. Подзоров, О.И. Осипов, Ю.А. Афанасьев «Модернизация зубофрезерных станов на базе контроллера управления движением»// Научно-технический журнал «Автоматизация в промышленности» – 2020 г., выпуск №5. DOI: 10.25728/avtprom.2020.05.10
2. Трофимов О. В., Ефимычев Ю. И., Ефимычев А. Ю., Шипилов А. Г. Модернизация предприятий промышленности: концепция, стратегии и механизм реализации // Креативная экономика. 2011.№ 11.3. Jaster
3. Справочник молодого зуборезчика. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1988- 230 с
4. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода: Учеб. Пособие для вузов. М.: Из-дательский дом МЭИ. 2007. -234.с.
5. Сайт компании Соптех: https://www.sopteh.ru/product/elektrodvigateli/elektrodvigateli-adchr/ (Дата об-ращения 01.04.2022)
6. Сайт компании КоСПА: https://www.cospa.ru/catalog/ga700/yaskawa-ga700/ (Дата обращения 08.04.022)
7. Терехов В.М. Системы управления электроприводов: учебник для студ. высш. учеб. заведений Академия», 2006. – 304 с.
8. Осипов О.И. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод: Учебное пособие по курсу «Типовые решения и техника современного электропривода» - М.: Издательство МЭИ, 2004. – 80 с.
9. Осипов О.И. Цифровые замкнутые системы управления электроприводом. Ла-бораторный практикум / О.И. Осипов. – М.: Издательство МЭИ, 2017. – 68 с.
10. Электротехнический справочник. Т.4. Использование электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. - 8-е изд. испр. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2002. – 696 с. (с.5 – 283).
11. Электронный учебно-методический комплекс. Типовые решения в технике электропривода. / О.И. Осипов. 2013.
12. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А90 А.Э. Кравчик, М.М. Далаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская. — М.: Энергоиздат, 1982. —504 с, ил.
13. Методическое пособие. Расчет технических характеристики металлорежу-щих станков. / М.В. Гомельский 2000.
Чтобы модернизировать станок можно использовать различные методы, выбор которых зависит от технических характеристик, которых желательно до-стигнуть. В связи с этим рассмотрим 3 метода модернизации:
1 Метод – Только замена оборудования при прежней кинематической схеме и системы управления. Самый дешевый вариант, где мы получаем новое оборудование, что увеличивает эксплуатационное время станка, но производительность остается прежней, также не удается избавиться от люфтов из-за механических передач.
2 Метод– Перейти к индивидуальному приводу для каждого объекта си-стемы станка. При этом развязывается кинематическая схема станка, что позволит избавиться от многих механических передач, благодаря чему исчезнут многие люфты, дополнительно упроститься работа оператора из-за электронной синхронизации двигателей.
3 Метод – Создание нового алгоритма управления индивидуальными приводами станка, обеспечивающего возможность параллельной работы электродвигателей приводных механизмов.