Введение к работе
Актуальность работа. Одним из аффективных путей повышения производительности и точности обработки на металлорежущих станках яэляется создание адаптивного электропривода подачи для стабилизации технологических параметров. Работа по создания систем адаптивного электропривода для управления реяимами металлообработки приобретает особуо важность, что отражено в работах научных кол-дективоэ под руководством Б.СоБалакшина, В.А.Елисеева, В.Н.Михель-кевича, А.А.Сиротина, Н.К.Шапареза, А.З.Якимова и др.
Построение адаптивных электроприводов для управления технологическим процессом фрезерования требует информации об интенсивности технологических процессов, выполняемой датчиками технологической обратной связи. В этих системах за счет изменения припуска в значительных пределах изменяется коэффициент передачи процесса фрезерования, причем система должна с минимальной погрешностью поддерживать силовой параметр, например крутящий момент на фрезе, и ограничивать в переходных процессах динамические выбросы момента.
Однако, для улучшения качества регулирования и уменьшения влияния асимметрии напряжения и нагрузки трехфазных установок на точность измерений, необходимо разработать систему стабилизации силового параметра, соответствувщув заданным требованиям.
В сзяэи с изложенным, создание и исследование усовершенствованного адаптиьного 'электропривода для стабилизации момента резания обеспечивавшего повышение производительности и качества обработки на фрезерном станке является актуальной задачей.
Цель работы и задачи исследования. Цельо работы является усовершенствование адаптивного электропривода для стабилизации момента резания при фрезеровании, позволявшего упростить его реализации, повысить производительность и снизить себестоимость обработки, а также улучшить качества регулирования;
Для достижения указанной цели в работе решены следувщие задачи:
разработан и исследован датчик статического момента асинхронного электродвигателя, позволявший упростить его конструктивну в реализацию и повысить точность измерений за счет инвариантности к не-симметрии напряжения трехфазной сети и несимметрии обмоток статора асинхронного электродвигателя;
построены четыре модификации датчика момента, отличавшиеся различными способами определения напряжения, пропорционального приращений скорости двигателя пр..^ода главного движения;
- і) .
идентифицированы характеристики обмята упрезжеакг » пэр цесса фрезерования с требуемой степень» точности;
проведен не ЭВМ мионественннй анализ показателей' вачзак:? регулирования систем стабилизации моменте резания (СМР) с ргггаг-?-ными типами комплектных электроприводов и регкдаи вервеятсяи кср=> ректирувщих устройств при использовании разработейкогс дезкккс статического моменте}
предложены и експериментально исследовав» веркевтн nos^pss-ния адаптивного электроприводе для стабилизации кокайте рег-зкия на модернизированном ввртикояьно*ФреЕернои отая:» код.бБ75В«2;
приведен анализ датчиков моменте к'ествзкой ивчяосги г сяс-темах адаптивного управления отвккемк и определена озкозные требования, предъявляемые в ним.
Методы исследования» Для реиеиия указанная ?сдеч использодагш аналитические методы теории автоматического упрагяевйя} динвмичае-кая идентификация методом Калмака; методы катекотйЧ'еовэгв моделирования, включая решение дифференциальный уравнений ве ЭВМ методом Эйлера. Экспериментальные иооледования проведены из лабораторной установке и на модернизированном фрезерной сшисв.вод.бБ75В2.
Научная новизна работы вввлвчаетоя в олед/вцеи:
на основании полученных аналитических выражений».'позволявших обосноветь работу датчика статического иокекта есикчфонвогв двигателя с короткозамкнутым ротором, построены четыре модификации датчика момента, удовлетворявшие различный требованиям як динамическим показателям системы регулирования, я керактеризувщиеоя различной слокноотью при реализации;
предложен датчик момента асинхронного электродвигателя, позволяющий упростить его крнструкїивну» реализацию и обладавщий высокой точностью за счет инвариантности к неоииметрий напряжения трехфазной сети и несимметрии обмоток статора асинхронного электродвигателя; . '.
для системы СМР предложено корректирующее устройство о использованием реального дифференцирующего звена, подключенного на напряжение, пропорциональное приращению угловой окорооти электродвигателя привода главного движения;
на основании експериментальних исследований, проведенных на модернизированном станке Мод.бБ75В$2, о использованием динамичео-кой идентификации по методу. Калмана, предложена методика получения передаточной функции объекта управления - процесса фрезерования.
Практическая ценность работа. Разработан датчик статического
- э -
Mcwbaca Сйн:срскно?о эяей'гроязигатзля, который позволяет упростить цогмсруагазиуэ рэаяясзци». Применение этого датчика в качестве дат-чиха тзхмологичвсяоЯ обратной связи увеличивает точность регулирования системи з?, счет инвариантности к несимметрии напряжения трехфазной сети и несимметрии обмоток статора асинхронного электродвигателя. Исследованный адаптивный электропривод подачи для стабилизации момента резания при фрезеровании обеспечивает повышение производительности станка на 10...12 %.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ по комплексной проблеме "Научные основы электроэнергетики" на І99І-І995г. Академии наук Украины по разделу 1.9.2.5.2.2.5.6. "Оптимизация ЭКС технологических процессол металлообработки".
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работа докладывались и обсуждались на девятой научно-технической конференции "Электроприводы переменного тока с г.олупровод-йизозійіи преобразователями" (г.Екатеринбург, 1992г.), на Международной конференции AM SE (г.Александрия, Египет, 1992), на'семинарах научного совета АН Украины по комплексной проблеме "Научные основы энергетики" - "Проблемы цифрового управления вентильними электроприводами и системами оптимизации технологических процессов" (г.Одеоса, ОЛУ, 1991г., 1992г., 1993г.), на Всеукраинском научно-техническом совещании "Электрооборудование для станкостроения и ма-виностроения" (г.Одесса, УкрНИКСИП, 1993г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе Г авторское свидетельство на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и пяти приложений. Содержит 130 страниц машинописного текста, 77 рисунков, 9 таблиц , список литературы из 112 наименований и 15 страниц приложений.
