Курсовая работа: Визначення параметрів електропривода верстата з ЧПК з підпорядкованим регулюванням координат

Створення нових апаратів для управління електричними машинами, нових типів автоматичних регуляторів, а також впровадження мікро ЭОМ і різноманітних контролерів наводить до розширення галузей автоматизації, і, як окремий випадок, автоматизації електроприводів роботів і маніпуляторів. Отже доцільність розробки промислових роботів обумовлюється як з економічної, так і з технічної точок зору.

1. Технічні вимоги

Електроприводи промислових роботів подібні до електроприводів металорізальних верстатів, а саме до приводів подачі, тому до них висуваються такі вимоги:

1. Електропривод повинний бути розрахований для роботи в тривалому режимі відповідно до вимог технічних умов;

2. Вал електродвигуна повинний бути пов’язаний з валом тахогенератора за допомогою жорсткої безлюфтової передачі з коефіцієнтом редукції, що дорівнює одиниці;

3. У режимі регулювання частоти обертання електропривод повинний забезпечити роботу у всіх чотирьох квадрантах механічної характеристики при зміні напруги керування у межах ±10 В, мінімальну частоту обертання вала 1 об/хв.

4. Датчики положення, пов’язані з двигуном вимірювальними безлюфтовими передачами, повинні бути використані на повний робочий кут по всіх координатах механізму;

5. Відхилення миттєвої частоти обертання при зміні моменту навантаження в діапазоні 0,25..0,5 не повинно перевищувати від установленої частоти обертання при 0,5×J_дв ;

6. Смуга пропускання електропривода зі зворотнім зв’язком по швидкості повинна бути на менше 20-200 Гц при амплітуді вхідного сигналу 0,1 В;

7. При частоті обертання 1 об/хв., моменті навантаження 0,2×М_ном , зовнішньому моменті інерції 0,5×J_дв електропривод повинний забезпечувати зупинку вала після зняття керуючої напруги за 0,5 кута повороту вала двигуна;

8. Лінійність статичної характеристики електропривода, вхідна напруга керування, частота обертання двигуна у режимі регулювання не більш 5%

9. У системах ЧП ПР головні електроприводи і проводи подач повинні забезпечувати режими позиціювання, точність позиціювання повинна досягати 1..2 мкм;

10. Відносна нерівномірність руху при мінімальній швидкості К_н < 0,3;

11. Електроприводи промислових роботів повинні бути реверсивними;

12. Необхідний діапазон регулювання швидкості електроприводів подачі складає 1:10 000;

13. Для зниження динамічних ударів кінематика електроприводу повинна забезпечувати повільність процесів пуску і реверсу

14. Для високої надійності обладнання електропривод повинний мати необхідні види захисту, блокування, сигналізації і діагностики.

2. Розрахунок потужності і вибір двигунів при контурно-позиційному керуванні

2.1 Розрахунок потужності навантаження

Контурно-позиційне керування використовується в приводах подач верстатів і ланок роботів. Відмінною рисою роботи виконавчих двигунів у таких приводах є переважне використання тривалого режиму роботи. У приводах роботів переважає повторно-короткочасний режим роботи, особливо для верстатів із ЧПК. У приводах роботів, які використовуються на виробництві, переважає повторно-короткочасний режим роботи. Оскільки переважним видом приводу виконуючого механізму з контурно-позиційним керуванням є електропривод, то ми обмежимося розрахунком необхідної потужності і вибором електродвигуна для цих пристроїв.

Знайдемо зусилля подачі по керованій осі:

Де:

k_p – коефіцієнт запасу, приймаємо рівним 1,4;

F_p – зусилля різання вздовж осі, за умовою дорівнює 5000 Н;

m – коефіцієнт тертя, що за умовою дорівнює 0,05 ;

F_н – зусилля попереднього натягу, що за умовою дорівнює 500 Н;

m₁ , m₂ – маса деталі і виконавчого органу.