Дискретная модель привода подачи фрезерного станка Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Решетневскце чтения

УДК 621.313

Н. Л. Ручкина, Л. В. Ручкин, Ю. А. Филиппов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ДИСКРЕТНАЯ МОДЕЛЬ ПРИВОДА ПОДАЧИ ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА

На основе разработанной дискретной модели создан виртуальный прибор и проведена оценка быстродействия и устойчивости привода подачи.

Для обеспечения точного позиционирования рабочего стола сверлильно-фрезерного станка при использовании в качестве регулятора компьютера необходимо построить математическую модель приводов подач с учетом дискретного характера управления.

Управление перемещением стола станка по каждой координате производится от блока управления приводами и обеспечивая движение с заданной скоростью и позиционирование стола, используя при этом цифровой ПИД-регулятор и датчики обратной связи (ДОС) по скорости и положению [1]. Рассмотрим перемещение рабочего стола по одной координате и построим дискретную модель соответствующего привода.

Привод состоит из цифровой и непрерывной частей. В цифровой части рассчитывается необходимое количество управляющих импульсов, импульсов, поступающих от первичного преобразователя датчика обратной связи, и формирование сигнала рассогласования. Непрерывная часть образована усилителем мощности, двигателем постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, червячным редуктором и винтовой передачей. В качестве ДОС использован фотоимпульсный датчик, обеспечивающий единичную обратную связь. Передаточные функции всех элементов непрерывной части приведены на структурной схеме (рис. 1). Моделирование проводилось в

среде графического программирования LabVIEW с применением модуля Control Design [2].

Привод должен обеспечить высокое быстродействие и перерегулирование при ступенчатом воздействии, не превышающем 10 %.

Передаточная функция непрерывной части привода имеет вид

__0,0006144_

s 3 • 10-7 • s3 + 0,00044 • s2 + 0,051 • s + 1.

В качестве регулятора используем регулятор [3] с опережением по фазе, который имеет передаточную функцию

_ 8000 + 40). (s + 80)

При этом реакция привода на ступенчатый входной сигнал будет иметь время нарастания (rise time) Tr = 0,076 c, а время установления (setting time) Ts = 0,176 с (по критерию 1 %). Для того чтобы получить практически такую же реакцию дискретной системы, выбираем период квантования T << Tr и принимаем T = 1 мс. Передаточная функция дискретного регулятора (рис. 2) будет иметь вид

_ ч 8000•z - 7692,47

D(z) _-.

z - 0,923116

R{s)

п-

0,01s + 1

Gl{s)

Gi{s) G4(s)

3E-5; +0,0415+1

0,025 0,00032

Усилитель мощности

Двигатель постоянного тока

Редуктор Винтовая передача

Рис. 1. Структурная схема непрерывной части привода

Рис. 2. Структурная схема дискретной модели привода

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

Реакция привода на ступенчатый входной сигнал будет иметь время нарастания ^ = 0,014 с, а время установления ^ = 0,07 с (по критерию 1 %). Перерегулирование составляет 8,35 %. Запас по амплитуде равен 20,5 дБ. Полученные данные показывают высокое быстродействие и устойчивость привода.

В результате выполненной работы построена дискретная модель привода, разработано программное обеспечение. Верификация модели проведена на станке НСФ-4Ф4. Полученные данные могут быть

использованы при разработке приводов подач металлорежущих станков и в учебном процессе.

Библиографические ссылки

1. Мазеин П. Г. Учебные стенды на базе сверлиль-но-фрезерного станка с компьютерным управлением / ЮурГУ. Челябинск, 2004. 137 с.

2. LabVIEW. Control Design Toolkit User Manual // National Instruments, 371057D-01, February 2006.

3. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп ; пер. с англ. Б. И. Копылова. М. : Лаборатория базовых знаний, 2004. 832 с.

N. L. Ruchkina, L. V. Ruchkin, Yu. А. Filippov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

DISCRETE MODEL OF MILLING MACHINE-TOOL ACTUATOR

In this article were design virtual instrument on base of discrete model and made time response analysis of milling machine-tool actuator.

© Ручкина Н. Л., Ручкин Л. В., Филиппов Ю. А., 2012

УДК 669.056.9

Н. Г. Самсонова, А. С. Логинов, Н. А. Горячкин ОАО «Красноярский машиностроительный завод», Россия, Красноярск

ОСВОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЦИФРОВОГО РАДИОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАПОМИНАЮЩИХ ПЛАСТИН

Изложены основные особенности технологии цифровой радиографии и возможность её использования при контроле сварных швов изделий РКТ выполненных электронно-лучевой сваркой.

В компьютерной радиографии для получения радиационного изображения вместо радиографической пленки применяется специальная флуоресцентная запоминающая пластина многоразового использования. Для запоминания изображений в пластине использован слой с фотостимулируемой памятью. Поскольку считывание информации, записанной на флуоресцентную запоминающую пластину, возможно лишь с использованием современной компьютерной техники, этот вид записи получил название компьютерной, или цифровой радиографии.

В настоящее время на ОАО «Красноярский машиностроительный завод» проводится отработка на натурных фрагментах изделия технологии рентгеновского контроля сварных соединений с использованием комплекса цифровой радиографии «Градиент» (ЗАО «Юнитест-Рентген» г. Санкт-Петербург) и флуоресцентных запоминающих пластин многоразового использования высокого разрешения HD-IP. В качестве источника рентгеновского излучения применяется рентгеновский аппарат YXLON.MG 165.

В состав комплекса цифровой радиографии (КЦР) «Градиент» входят сканер цифровой радиографии

Эиегг HD-CR 35 МЭТ (Германия), запоминающие пластины производства Эиегг МЭТ (Германия), персональный компьютер с монитором высокого разрешения, программное обеспечение (ПО) «Видео-РенПро».

Комплекс цифровой радиографии «Градиент» предназначен для получения и обработки цифрового радиографического изображения контролируемого объекта. В качестве детектора излучения используются многоразовые запоминающие пластины. После стандартной процедуры просвечивания контролируемого изделия с помощью рентгеновского аппарата экспонированная запоминающая пластина считывает-ся путем сканирования лазерным лучом сканера HD-CR 35 МЭТ, который стимулирует эмиссию фотонов, пропорциональную локальной дозе излучения. Полученные сигналы усиливаются встроенным фотоумножителем, оцифровываются и передаются для обработки ПО «ВидеоРенПро» для формирования на экране монитора радиационного изображения контролируемого объекта. Стирание информации с запоминающей пластины производится при помощи интегрированного в сканер устройства стирания. После