4. Варианты заданий
По последней цифре номера зачетной книжки, определяется вид САУ, по первой - исходные данные параметров системы.
4.1. Сау поперечным суппортом токарного станка с чпу
(последняя цифра зачетной книжки «1»)
Токарный станок с ЧПУ предназначен для обработки разнообразных фасонных поверхностей деталей типа «тела вращения». Точность и производительность станков с ЧПУ в значительной мере зависит от точности и быстродействия приводов подачи формообразующих движений. Для повышения точности обработки применяют замкнутые системы автоматического управления приводами таких движений.
Привод (рис. 4.1) состоит из высокомоментного двигателя 1 постоянного тока, связанного муфтой с ходовым винтом 2 шариковой винтовой пары перемещения поперечного суппорта 3 станка.
Рис. 4.1. САУ привода поперечного суппорта
На валу двигателя 1 закреплен измерительный прибор 4 угла поворота. Двигатель питается от управляемого тиристорного или транзисторного преобразователя 5 и составляет вместе с ним комплектный электропривод. Деталь 6 установлена в патрон 7 станка и обтачивается резцом 8, закрепленным в револьверной головке 9 поперечного суппорта 3 станка.
САУ функционирует следующим образом. Сигнал, вырабатываемый системой ЧПУ, через цифроаналоговый преобразователь (на рис. 4.1 не показан) в виде напряжения U3 поступает на вход сравнивающего устройства СУ. На второй вход УП поступает сигнал Uо измерительного прибора 4 угла поворота. Напряжение δU погрешности влияет на управляемый преобразователь 5, и двигатель 1 вращается в направлении уменьшения погрешности. Поперечный суппорт 3 вместе с резцом 8 перемещается, формируя на детали заданный профиль в соответствии с программой ЧПУ.
В качестве выходной величины системы (цель управления) необходимо принять точность формообразования профиля в процессе резания, которая определяется фактической глубиной резания. Поэтому, как управляемый объект, в систему необходимо ввести процесс резания в замкнутой упругой системе станка (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Исходные данные
Первая цифра |
Параметры элементов САУ |
||||||
Преобразователь |
Двигатель |
Измеритель угла |
|||||
kТ.П. |
TТ.П., с |
kД, рад/с·В |
TЯ, с |
TМ, с |
KИ.У, В/градус |
||
1 |
20 |
0,03 |
2,5 |
0,08 |
0,30 |
0,05 |
|
2 |
50 |
0 |
4,0 |
0,05 |
0,25 |
0,1 |
|
3 |
100 |
0,05 |
1,5 |
0 |
0,20 |
0,06 |
|
4 |
70 |
0 |
6,0 |
0 |
0,45 |
0,08 |
|
5 |
120 |
0,02 |
7,0 |
0,03 |
0,15 |
0,07 |
|
6 |
200 |
0,01 |
2,0 |
0 |
0,35 |
0,03 |
|
7 |
300 |
0 |
3,5 |
0,10 |
0,40 |
0,12 |
|
8 |
250 |
0 |
5,5 |
0 |
0,55 |
0,02 |
|
9 |
150 |
0 |
4,5 |
0 |
0,10 |
0,01 |
|
0 |
400 |
0,04 |
9,0 |
0,90 |
0,65 |
0,04 |
|
Первая цифра
|
Параметры процесса резания |
Эквивалентная упругая система (ЭУС) |
|||||
TР, с |
VО, м/мин |
k |
HО, мм |
ωО, рад/с |
ξ* |
с, Н/м |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
0,010 |
100 |
1,0 |
2,0 |
- |
- |
1·107 |
2 |
0 |
110 |
1,2 |
2,5 |
300 |
0,5 |
5·106 |
3 |
0 |
90 |
1,4 |
1,5 |
400 |
0,7 |
4·106 |
4 |
0,005 |
150 |
1,1 |
1,0 |
20 |
0,6 |
1·106 |
5 |
0,007 |
120 |
1,3 |
3,0 |
- |
- |
2·106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 4.1 |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
6 |
0 |
220 |
1,5 |
3,5 |
220 |
0,4 |
9·105 |
7 |
0 |
170 |
1,6 |
2,1 |
250 |
0,6 |
6·106 |
8 |
0,003 |
60 |
1,4 |
4,0 |
320 |
0,8 |
4·106 |
9 |
0,008 |
80 |
1,1 |
2,6 |
370 |
0,5 |
3·106 |
0 |
0 |
200 |
1,2 |
2,2 |
- |
- |
8·105 |
*ξ – коэффициент затухания колебаний. |
|||||||
Примечание. Для всех вариантов приняты параметры: шаг винтовой пары 8 мм; продольная (контурная) подача 0,23 мм/об; коэффициент и показатели степени в силовых зависимостях СР = 3000, хР=0,9, уР= 0,75, п =-0,3. |
|||||||