Введение

Одной из главных задач развития народного хозяйства является повышение эффективности общественного производства и качества продукции. Выполнение этой задачи в области промышленности связанно с совершенствованием процессов управления технологическими процессами на основе широкого применения комплексных систем автоматизированного электропривода с использованием микропроцессорных средств и микро ЭВМ.

В настоящее время при ограниченных сроках создания и освоения высокопроизводительных станков с ЧПУ, промышленных роботов и в целом робототехнических комплексов, большие значения приобретают вопросы синтеза более совершенных и универсальных систем автоматического управления электромеханических приводов, особенно с использованием синхронно-шаговых двигателей (СШД). Это обусловлено тем, что приближаясь по своим свойствам к непрерывным приводам постоянного и переменного тока, электроприводы с СШД при дискретном управлении имеют следующие преимущества:

* имеют возможность реализовать очень низкие значения скорости и в связи с этим обладают значительно большим диапазоном регулирования скорости без

использования обратных связей ;

* имеют возможность осуществлять фиксацию конечных координат перемещения при отработки любого, как большого, так и микроскопически маленького расстояния заданного без датчиков и конечных выключателей;

* устойчиво работают при изменении условий окружающей среды, при внешних механических ударах и вибрации;

* имеют простую конструкцию, обладают большей компактностью, имеют

большую надёжность, т.к. нет вращающихся контактных соединений;

* САУ СШД обычно строится на дискретных элементах, легко сопрягающихся с ЭВМ, что очень важно для электроприводов с УЧПУ.

Исходные данные и задание на проектирование

Синтезировать дискретную САУ автоматизированного электропривода с СШД, используемого в комплексных УЧПУ металлорежущих станков, промышленных роботов и роботизированных технологических линиях. При этом произвести аналитические преобразования и вычисления необходимые для выполнения работы при разработке схем системы автоматического управления различными режимами работы СШД. В соответствии с вариантом выполнить весь комплекс работ по каждому разделу.

Первый этап:

1.Произвести синтез распределителя импульсов СУ реверсивного электропривода с СШД на дискретно-логических элементах с использованием микросхем типовых серий в соответствии с заданным вариантом;

2.определить цену деления шага в пространственных градусах;

3.изобразить силовую схему включения обмоток, нарисовать циклограмму работы шагового двигателя, составить алгоритм работы обмоток, привести векторную диаграмму, разработать принципиальную и монтажную схемы узлов или блоков САУ, а также нарисовать её печатную плату.

4.привести описание работы с учётом конкретно выбранной базы микросхем.

Второй этап:

1.разработать алгоритм работы реверсивного РИ без изменения последовательности подаваемых импульсов напряжения на обмотках шагового двигателя;

2.расчитать верхнюю и нижнюю границы частоты высокочастотного генератора импульсов и длительность сигналов формирователя импульсов;

3.разработать принципиальные схемы ВЧГИ и НЧГИ, а также ФИ (формирователь импульсов). Разработанные устройства согласовать с предыдущей схемой РИ;

4.расчитать параметры ВЧГИ и НЧГИ;

5.нарисовать циклограмму работы РИ;

6.описать работу разработанного РИ.

Третий этап:

1.расчитать и синтезировать схему генератора импульсов для схемы с искусственным дроблением шага в соответствии с заданной частотой НЧГ и заданной кратностью дробления шага;

2.нарисовать диаграмму работы во времени по тактам с искусственным дроблением шага с учётом только фазности двигателя;

3.составить монтажную схему с учётом заданного базиса микросхем и числа микросхем на плате.

Четвёртый этап:

1.Перевести двигатель на скорость 0,1 приемистости;

2.синтезировать схему старт-стопного управления СШД, осуществляемого после нажатия на кнопку «стоп»;

3.рассчитать время задержек и .

Пятый этап:

1.синтезировать САУ пуска СШД в режиме программного запуска или запуска с самокоммутацией.