Система автоматического управления динамической разгрузкой шпиндельного узла многооперационного координатно-расточного станка

• Автор: Захаров, Сергей Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 113 с. : ил.

1. Состояние проблемы автоматизации многоонерационных координатнорасточных станков. Цель и задачи исследования.
1.1. Актуальность проблемы расширения технологических возможностей координатнорасточных станков

1.2. Основные возмущающие воздействия, влияющие на точность станка

1.2.1. Упругие деформации несущих систем станка.

1.2.2. Деформации в стыках подвижных соединений.

1.2.3. Тепловые деформации

1.2.4. Трение в направляющих

1.2.5. Схема формирования погрешности в положении инструмент деталь от действия помех

1.3. Постановка задачи исследования.

2. Идентификация процесса перемещения ШБ на вертикальных направляющих.

2.1. Математическая модель движения ШБ с устройством статической разгрузки как объект системы автоматического управления.
2.2. Компьютерное моделирование объекта управления при статической разгрузке.
2.3. Математическая модель движения ШБ при динамической разгрузке.
2.4. Компьютерное моделирование перемещения ШБ при
динамической разгрузке
Выводы по главе.
3. Структурнопараметрический синтез САУ движением и позиционированием многооперационного координатнорасточного станка
3.1. Структурный синтез САУ процессом движения на многооперационном координатнорасточном станке.
3.2. Параметрический синтез системы автоматического управления перемещением и позиционированием шпиндельной бабки.
3.2.1. Синтез регулятора тока системы подачи шпиндельной бабки
3.2.2. Синтез регулятора скорости системы подачи шпиндельной бабки
3.2.3. Синтез регулятора положения системы подачи шпиндельной бабки
3.3. Моделирование системы автоматического управления процессом перемещения и позиционирования шпиндельной бабки при шлифовании
3.4. Повышение динамической точности системы автоматического управления перемещением шпиндельной бабки, оснащенной системой динамической разгрузки.
3.5. Разработка компьютерной модели многооперационного координатнорасточного станка
4. Экспериментальные исследования системы автоматического управления воспроизведением заданной траектории движения ШБ
4.1. Экспериментальное определение звеньев передаточной функции электродвигателя перемещения ШБ
4.2. Экспериментальноаналитическая оценка точности и производительности многооперационного КРС
4.3. Реализация технологической операции шлифования на КРС
Выводы по главе
Заключение.
Библиографический список Приложение.
Введение


Предметом исследования данной работы является движение, позиционирование ШБ на вертикальных направляющих. Объектом исследования является процесс динамической разгрузки ШБ при гармоническом задающем сигнале с переменной частотой в заданном диапазоне. Исследовать помехи, влияющие на точность воспроизведения заданного движения ШБ. Провести аналитическую идентификацию движения ШБ при разгрузке с помощью противовеса и разработать ес структурную схему. Разработать компьютерную модель САУ движением шпиндельной бабки в режиме осцилляции с противовесом, проанализировать усилия, возникающие в узлах станка, и точность воспроизведения заданной траектории. Синтезировать САУ динамической разгрузкой ШБ, обеспечивающей заявленную точность в воспроизведении движения. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработать опытнопромышленную САУ многооперационного КРС. Методы исследования теоретические исследования базируются на методах классической механики, линейной алгебры, теорий вероятности и математической статистики. Вопросы анализа и синтеза систем управления решались методами дифференциального и интегрального исчислений, компьютерного моделирования, численными методами. Метод экспериментального исследования на стендестанке использовался для получения исходных данных, проведения и уточнения результатов теоретического анализа. Впервые разработаны математическая и компьютерная модели электромеханической системы динамической разгрузки шпиндельной бабки координатнорасточного станка. Проведена идентификация процесса перемещения шпиндельной бабки па вертикальных направляющих как объекта системы автоматического управления, отличающейся от известных учетом контура е динамической разгрузки. Синтезирована структура системы автоматического управления движением шпиндельной бабки многооперационного координатнорасточного стайка, отличающейся от известных учетом взаимовлияния контура движения и позиционирования шпиндельной бабки и контура управления е динамической разгрузки. На основе проведенных исследований разработана инженерная методика расчета взаимосвязанных САУ движением и позиционированием шпиндельной бабки и е динамической разгрузки, обеспечивающих точность воспроизведения движения ШБ на вертикальных направляющих многооперационного координатнорасточного станка, что позволяет на этапе проектирования создавать современные СЛУ прецизионными металлорежущими станками. Акт использования в практике инженерного проекта в работе на предприятии ЗАО СтанСамара. Реализация результатов работы. САУ разгрузкой для КРС класса точности С. Апробация работы. ИЛИ технологии г. Оренбург, , Автоматизация технологических процессов и производственный контроль г. Тольятти, , Радиоэлектроника, электротехника и энергетика г. Харьков, , Компьютерная интеграция производства и ИЛИ технологии г. Оренбург, . По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 из них в журналах, рекомендованных ВАК РФ журнал СТИН и сборник серии Технические науки, СамГТУ 2 , 7 публикаций в трудах и материалах всероссийских и международных научнотехнических конференций. Математическая модель процесса перемещения шпиндельной бабки на вертикальных направляющих при е динамической разгрузке. Алгоритм управления и синтез системы автоматического управления перемещением шпиндельной бабки многооперационного станка высокой точности, обеспечивающий высокую производительность как при лезвийной обработке, так и при шлифовании. Структурнопараметрический синтез системы автоматического управления движением ШБ, оснащенной системой динамической разгрузки. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из наименований и приложения. Основной текст работы изложен на 3 страницах, диссертация содержит рисунка, 2 таблицы, 1 приложение, библиографический список на 6 страницах. Во введении обосновывается актуальность работы, формулируется е цель и задачи исследований. Приводятся методы исследования и защищаемые научные результаты. Определяется практическая ценность полученных результатов.