АТП – 321

ИФ УГАТУ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….3

1. КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА САУ………………………………..……5

2. ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ САУ……………………7

3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ САУ…………………………8

4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ………………………14

5. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОБЪЕКТА…………………….15

6. СИНТЕЗ САУ……………………………………………………………..16

7. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА…..18

8. ВЫВОД…………………………………………………………………….21

9. ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………...................22

10. ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА…………………..………..…………23

ВВЕДЕНИЕ

Совершенствование технологии и повышение производительности труда относится к важнейшим задачам технологического процесса. Эффективное решение этих задач возможно при внедрении систем автоматического управления и регулирования как отдельными объектами и процессами, так и производством в целом. Поэтому изучение основ автоматического регулирования и управления предусматривается в настоящее время при подготовке студентов практически всех инженерных специальностей.

В изучении курса нам были представлены автоматические системы, которые в течение достаточно длительного времени нужным образом изменяют (или поддерживают неизменными) какие – либо физические величины (координаты движущегося объекта, скорость движения, электрическое напряжение, частоту, температуру, давление и пр.) в том или ином управляемом процессе.

Характерным для незамкнутой системы является то, что процесс работы системы не зависит непосредственно от результата ее воздействия на управляемый объект. Естественным дальнейшим усовершенствованием АС является замыкание ее входа (контрольные приборы) со входом (источник воздействия) таким образом, чтобы контрольные приборы, измерив некоторые величины, характеризующие определенный процесс в управляемом объекте, сами служили бы одновременно и источником воздействия на систему, причем величина этого воздействия на управляемый объект от требуемых значений. Таким образом возникает замкнутая система.

В замкнутой АС имеется полная взаимозависимость работы всех звеньев друг от друга, изменение внутренних параметров системы и внешних возмущений сказывается значительно меньше на регулируемом объекте, чем в разомкнутой АС.

Принципиальная особенность: автоматически сравнивается действительное значение регулируемого параметра с заданным. Разность этих значений приводит в действие данную систему так, чтобы в процессе ее работы рассогласование автоматически сводилось к нулю или к достаточно малой величине.

Современная сложная автоматическая система должна выполнять две задачи:

1) обеспечить требуемой точностью изменение выходной величины системы в соответствии с поступающей извне входной величиной, играющей роль программы. При этом необходимо преодолеть инерцию объекта управления и других элементов системы, а также компенсировать искажение, возникающее вследствие неточного знания характеристик отдельных элементов и нестабильности их параметров. Иногда это называется управлением в узком смысле или слежением.

2) при заданном значении входной величины система должна, по возможности, нейтрализовать действие внешних возмущений, стремящихся отклонить выходную величину системы от предписываемого ей в данный момент значения. В этом смысле говорят о задаче регулирования или стабилизации.

В этой курсовой работе наглядно прослеживается решение этих двух задач на примере САУ для управления гидросуппортом шлифовального станка.

В данной работе проанализирована САУ гидросуппорта шлифовального станка и синтезирована новая система с заданными показателями качества.

1. Конструктивная схема сау

САУ предназначена для стабилизации, либо изменения по определенному закону силы резания при точении за счет управления продольной подачей.

Рис. 1. Конструктивная схема САУ

На точность обработки при точении большое влияние оказывает сила резания, в частности, ее составляющая Р_У. Вследствие случайных колебаний припуска, твердости заготовки, затупления резца и других факторов сила резания при точении непостоянна, что приводит к изменению упругих деформаций технологической системы станка и образованию погрешностей обработки. Значительно повысить точность токарной обработки можно за счет стабилизации силы резания. Кроме того, при обработке нежестких деталей, например, обточке валика без люнета, для устранения погрешности, вызванной упругими деформациями, необходимо регулировать силу резания по определенному закону в зависимости от податливости детали в месте точения.

Деталь 1 установлена в патроне 2 и в заднем центре 3 токарного станка. Резец 4 установлен в устройстве 5, выполняющем функции преобразователя силы (например: тензометрический динамометр), которое через усилитель 6 подключено ко входу устройства сравнения 7. Движение подачи суппорту 8 сообщается через ходовой винт 9, редуктор 10 от регулируемого двигателя 11. Для питания двигателя 11 служит усилитель-преобразователь 12.

САУ работает следующим образом. На вход сравнивающего устройства 7 подается сигнал Uз соответствующий требуемому значению составляющей Р_У силы резания в определенном масштабе. На другой вход устройства 7 поступает сигнал U_О, вырабатываемый преобразователем силы 5 и усилителем 6. Этот

сигнал соответствует реальному значению составляющей Р_У силы резания. Ошибка U = U_З – U_О поступает на вход усилителя-преобразователя 12, который вырабатывает напряжение питания двигателя 11, определяющее величину продольной подачи так, чтобы свести рассогласование к минимуму. Таким образом, САУ за счет управления по продольной подаче осуществляет стабилизацию силы резания на заданном уровне. В качестве объекта управления в САУ входит процесс резания и упругая система станка.

Значения данных приведены в таблице 1.

2. Описание функциональной схемы сау

Схема системы автоматического регулирования токарного станка приведена на рис. 2. САУ стабилизирует силу резания. В САУ необходимо ввести элементы:

Рис.2. Функциональная схема САУ

У – электронный усилитель

Д – двигатель постоянного тока

Р – механический редуктор

ХВ – ходовой винт

ПР – процесс резания

УСС – эквивалентная упругая система станка

ТП – тиристорный преобразователь

ПЛП – преобразователь линейного перемещения

Момент двигателя главного движения пропорционален силе резания и определяет ток в цепи питания, т.е преобразователь тока в цепи питания асинхронного двигателя, вырабатывает сигнал пропорциональный силе резания. В результате этот сигнал поступает на вход сравнивающего устройства и сравнивается с входным заданным сигналом. В результате на вход электронного усилителя поступает сигнал ошибки, который вызывает изменение напряжения питания двигателя постоянного тока, а следовательно и скорость перемещения резца.