CC BY
8
УДК 62-523.2.
МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ ЭЛЕКТРООБРАБОТКИ
МЕТАЛЛОВ
В. И. Шестаков, М. Р. Яхонтов Научный руководитель - И. Я. Шестаков
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: pn3vm4t@mail.ru
В производстве деталей ракетно-космической техники применяется электрообработка. Для привода станков электрообработки используется передача винт-гайка. Совмещение рабочего органа станков и ротора электродвигателя позволяет уменьшить массу и размеры привода. Предлагается модуль управления установкой электрообработки на базе линейного электродинамического двигателя.
Ключевые слова: электрообработка, двигатель линейный, модуль управления, блок схема. METAL ELECTRICAL MACHINING INSTALLATION CONTROL MODULE
V. I. Shestakov, M. R. Yakhontov Scientific Supervisor - I. Y. Shestakov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: pn3vm4t@mail.ru
In the production ofparts of rocket and space technology, electrical processing is used. To drive the electric processing machines, a screw-nut transmission is used. The combination of the working body of the machines and the rotor of the electric motor allows to reduce the mass and size of the drive. A control module for an electric processing installation based on a linear electrodynamic engine is proposed.
Keywords: electric processing, linear motor, control module, block diagram.
В производстве деталей ракетно-космической техники применяется электрообработка, в частности электрохимические и электрофизические методы. Приводы подач большинства современных металлообрабатывающих станков с ЧПУ, в том числе и электроэрозионных строятся по традиционной схеме (перемещения рабочего органа осуществляется путём использования передачи винт-гайка). Недостатки указанных видов приводов достаточно известны и очевидны: большое количество промежуточных элементов, инерционность этих элементов, трение во множестве сопрягаемых деталей и др..
Одним из вариантов устранения этих недостатков является использование в качестве приводов подач станков линейного электродинамического двигателя.
Совмещение рабочего органа стационарных машин и ротора электродвигателя позволяет уменьшить массу и размеры машины (привода), исключить из электропривода преобразователь движения в виде редуктора или другого передаточного механизма, улучшить условия охлаждения и вентиляции [ 1].
Сотрудниками СибГАУ была предложена конструкция привода подачи электрода-инструмента на основе линейного электродинамического привода [2; 3]. Линейный
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2020. Том 1
электродинамический привод наилучшим образом подходит для перемещения электрода -инструмента на каждый импульс технологического тока, следующих с частотой до 200 Гц [4-6]. В монографии [7] рассмотрены принципиальные схемы управления линейным электродинамическим двигателем. В настоящее время назрела необходимость создать управление установкой электрообработки на современных электронных компонентах.
В тезисе представлен модуль управления линейным электродинамическим двигателем используемого в установке электрообработки для копировально-прошивочных операций при изготовлении штампов, пресс-форм и другой технологической оснастки.
Управление установкой осуществляется через персональный компьютер, где загружена соответствующая программа управления. Данная установка должна обеспечивать высокую точность обработки, поэтому необходимо чтобы система управления технологическим процессом имела обратную связь для оценки входных и выходных данных. После проведения серии опытов с разными параметрами появится возможность создать модель установки, которая будет способна сама полностью контролировать процесс обработки и выбирать параметры необходимые для того или иного этапа обработки заготовки. На рисунке представлена блок схема управления установкой электрообработки. Сигнал поступив на ЦАП, обрабатывается и подается на РМ и УБ. С РМ нужный технологический ток подается на систему электрод-инструмент электрод-заготовка и изменяется при необходимости согласно технологии обработки детали. УБ усиливает входящий ток, питает якорь и обмотку возбуждения и передает такие параметры как частота, скважность, форма импульса.
Блок схема управления установкой электрообработки: РМ - распределитель мощности, ИП - источник питания; ДЛП - датчик линейных перемещений; УБ - усилительный блок; УПРЖ - устройство подачи рабочей жидкости; РМ - регулятор мощности; ЛЭДД - линейный электродинамический двигатель; ЦАП и АЦП - цифро-аналоговый и аналого-цифровой преоразователи; РС - персональный
компьютер
Вводимые параметры будут регистрироваться системой АЦП, осуществляющей обратную связь и через контроллер поступают на панель индикации, где отображается работа элементов. В данной установке предусмотрена система регистрации перемещения электрод - инструмента при помощи датчика линейных перемещений. При помощи этого
датчика регистрируется и анализируется глубина обработки. Данный датчик является одним из основных элементов обратной связи в системе. С его помощью система управления будет варьировать выходные параметры, которые необходимы для обработки заготовки на данном этапе. Питание датчика ввиду низкого потребления осуществляется непосредственно от контроллера.
Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рациональных решений для построения систем автоматического управления в различных областях промышленного производства.
Эффективному применению контроллеров способствует возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.
Система управления с оптическими датчиками перемещения и современной цифровой техникой позволит получить точность позиционирования электрода-инструмента в пределах несколько микрометров, что будет соответствовать мировому уровню.
Библиографические ссылки
1. Хромов Е.В. Линейный асинхронный двигатель в приводах стационарных машин с колебательным движением рабочих органов // Наука и современность - 2010: сборник материалов III Международной научно-практической конференции. В 3-х частях. Часть 2 / Под общ. ред. С.С. Чернова. - Новосибирск: Издательство НГТУ, 2010. - С. 222 - 225
2. Пат. 2274525 РФ МПК В23Н 7/30 Электродинамический привод подачи инструмента / А.П. Стрюк, И.Я. Шестаков, A.A. Фадеев - № 2004128716/02; Заявлено 27.09.2004 Опубл. 20.04.2006, Бюл. № 11 - 5 с.
3. Стрюк А.И., Шестаков И.Я. Установка электрообработки с линейным электродинамическим двигателем // Вестник СибГАУ: Сб. научн. трудов / Под общ. ред. Г.П. Белякова. Вып. 3(10); СибГАУ, Красноярск, 2006, - с. 65 - 67
4. Шестаков И.Я., Стрюк А.И., Цуканов A.B.. Импульсная электрообработка вибрирующим электродом-инструментом. Вестник СибГАУ им. ак. М.Ф. Решетнева/Под общ. ред. проф. Г.П. Белякова; СибГАУ.-Вып.5.-Красноярск, 2004.-С.253-258.
5. Артюкова O.E., A.A. Фадеев, И.Я. Шестаков. Конструирование исследовательской установки для электрообработки на базе электродинамического привода. Вестник СибГАУ. Выпуск 4(30).-Красноярск, 2010.-234с.
6. Артюкова O.E., Шестаков И.Я., Ремизов И.А. Электроконтактнохимическая обработка вибрирующим электродом-инструментом. Решетневские чтения: материалы XIV Международ. науч. конф., посвящ. памяти ак. М.Ф. Решетнева/Под общ. ред. Ю.Ю. Логинова, СибГАУ.-Красноярск, 2010.-Ч.1.-364с.
7. Линейные электродинамические двигатели. Конструирование. Практическое использование: моногр. / И.Я. Шестаков, А.И. Стрюк, A.A. Фадеев; Сиб.гос.аэрокосмич.ун-т. - Красноярск, 2011. - 156с.
© Шестаков В. И., Яхонтов М. Р., 2020
