Керівник роботи: ст.викл . Проценко Д.П. Виконав: ст....
-
Upload
cambree-jones -
Category
Documents
-
view
53 -
download
1
description
Transcript of Керівник роботи: ст.викл . Проценко Д.П. Виконав: ст....
МОДЕРНІЗАЦІЯ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДА ТОКАРНОГО ВЕРСТАТА
16К20Т1 В УМОВАХ ПІДПРИЄМСТВА ТОВ «ВІННИЦЬКИЙ АГРЕГАТНИЙ ЗАВОД»
Керівник роботи: ст.викл. Проценко Д.П.
Виконав: ст. 1Емп-09б Довганич О.М.
Задачею роботи є вирішення задачі розрахунку системи електропривода токарно-
гвинторізного верстата 16К20Т1 і модернізації системи ЧПУ та електропривода даного верстата
згідно проведених розрахунків з метою підвищення швидкодії, функціональності та точності
системи керування верстатом, зручності роботи з ним оператора, а також підтримки нових
засобів периферії (інтерфейсу підтримки ліній зв’язку Ethernet, USB, тощо).
Об’єкт дослідження – Токарно-гвинторізний верстат типу 16К20Т1, що працює в умовах
підприємства ТОВ “ВАЗ”.
Предмет дослідження – Схемні та апаратні рішення модернізації системи ЧПУ та
електропривода верстата типу 16К20Т1, характеристики системи керування електропривода.
Мета та задачі бакалаврської роботи
Загальні технічні характеристики токарного верстата 16К20Т1 та СЧПУ «Электроника НЦ-31»
Зовнішній вигляд верстата 16К20Т1
Зовнішній вигляд СЧПУ “Электроника НЦ-31”
Параметр Числове значення
Найбільша ширина деталі, мм 1000
Найбільший діаметр оброблюваної деталі над
станиною, мм500
Найбільший діаметр оброблюваної деталі над
супортом, мм220
Частота обертання шпинделя, об/хв 160…2240
Потужність головного електродвигуна, кВт 11
Модель пристрою ЧПУ «Электроника НЦ-31»
Габаритні розміри верстата (довжина/ширина/висота),
мм3700/1700/2145
Маса верстата, кг 3800
Кінематична схема токарного верстата 16К20Т1
М
КПП ГР
ППП П
КП
Умовні позначення:М – електродвигун, КП – клинопасова передача, КПП ГР – коробка переключення передач головного руху,КПП П – коробка переключення передач подачі
Інв.
№ о
риг.
Під
пис
і дат
аЗа
м. і
нв. №
Інв.
№ д
убл.
Під
пис
і дат
а
08-19.БДР.006.00.000 Е2 Зм. Арк. № докумен.
Норм.кон.
Затверд.
Підпис Дата
Рецензент
ВНТУ, гр. 1Емп-09б
Аркуш Аркушів
Літ. Маса Масштаб
Розробив:
Перевірив
08-19.БДР.006.00.000 Е2
Модернізація системи керування електропривода верстата 16К20Т1 в умовах підприємства ТОВ „Вінницький агрегатний
завод”. Схема електрична функціональна електропривода головного руху.
Довганич О.М.
Проценко Д.П.
Познач. Найменування Кіл. Примітка
111
КЕНЕ
1
ВЕВ Виконавчі елементи верстата
111
Низьковольтна електроавтоматика
1
1Мz Двигун привода осі Z 1
11
Контролер електроавтоматики
КП Контролер приводівККОСЕ
Кнопки керування, обмежувачіСилові елементи
ПЧПУ Пристрій числового програмного управління
ЕПXЕПZ
Електропривод осі ХЕлектропривод осі Z
ПЧПУ КВП
КЕ КП
НЕ
СЕККО
ВЕВ
ЕПX
ЕПZ
С
К
МХ
МZ
Тг
Тг
ВЕ 178/100 ВЕ 178/1024ВЕ 178/1000
ВЕ 178/1000
Uзад.Х
Uзад.Z
КВП Контролер вимірювальних перетворень
Двигун привода осі Х МХ
С СупортК Каретка
Тг Тахогенератор12
1
n, об/хв
М, Нм
t, с
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
t, с
10 20 30 50 60 70 80 90 10040
500
1000
1500
2000
0
0
500
375
250
125t1 t2
t3
t4
M1
M2 M3 M4
Якісні тахограма та навантажувальна діаграма механізма головного руху
Техніко-економічне обгрунтування вибору системи електроприводаПоказники ТП-Д РКС-ДПС ТРН-АД ПЧ-АД РКС-АД
Потужність двигуна, кВт 11Потужність системи керування, кВт 22
ККД системи керування 0,95 0,6 0,95 0,98 0,6Вартість двигуна (Д), грн 11730 11730 4692 4692 9384
Вартість системи керування (СК), грн 24027,84 13348,80 24027,84 26697,60 14683,68
Капіталовкладення К=Д+СК, грн 35757,84 25078,80 28719,84 31389,60 24067,68
Річні капітальні витрати Крічн, грн/рік 6078,83 4263,40 4882,37 5336,23 4091,51Еа 0,1
Амортизаційні відрахування Са=Еа*К 3575,78 2507,88 2871,98 3138,96 2406,77Ер 0,02
Відрахування на ремонт Ср=Ер*К 715,16 501,58 574,40 627,79 481,35Додаткові відрахування Сд=Сд1+Сд2 1301 6639 2317 2037 7654
Відрахування на обслуговування електрообл. Со 280 482 288 290 527
Загальні додаткові відрахування 5872 10130 6051 6093 11069Мінімум приведених витрат З 11951 14394 10934 11430 15161
Вартість електроенергії с, грн/кВт*год 0,7952Коефіцієнт завантаження kз 0,65
ККД двигунів 0,85 0,72
Нормативний коефіцієнт економічної ефективності 0,17
Номінальні втрати потужності в двигуні, кВт 1,94 1,94 4,28 4,28 4,28Перехідні втрати потужності в двигуні, кВт 0,19 0,19 0,43 0,43 0,43
Ф 764 764 764 764 764ΔWдв 1061 1061 2338 2338 2338
сд1 844 844 1859 1859 1859Номінальні втрати потужності в СК, кВт 1,16 14,67 1,16 0,45 14,67
ΔWск 575 7287 575 223 7287сд2 457 5795 457 177 5795ТВ 0,39
Кількість робочих днів 245 кількість змін 1
кількість годин 8
Інв.
№ о
риг.
Під
пис
і дат
аЗа
м. і
нв. №
Інв.
№ д
убл.
Під
пис
і дат
а
08-19.БДР.006.00.000 Е1
Зм. Арк. № докумен.
Норм.кон.
Затверд.
Підпис Дата
Рецензент
ВНТУ, гр. 1Емп-09б
Аркуш Аркушів
Літ. Маса Масштаб
Розробив:
Перевірив
08-19.БДР.006.00.000 Е1
Модернізація системи керування електропривода верстата 16К20Т1 в умовах підприємства ТОВ „Вінницький агрегатний
завод”. Схема електрична структурна електропривода головного руху.
Довганич О.М.
Проценко Д.П.
Познач. Найменування Кіл. ПриміткаЗІ
11
Задавач інтенсивності
1ПВІРШ
1
ТV Трансформатор
111
Регулятор швидкості
1
1М Двигун привода головного руху
1
1
11
Пристрій виведення інформації
РС Регулятор струмуБВП Блок вибору полярності
СІФК+
СІФК-Система імпульсно-фазового керування прямої діїСистема імпульсно-фазового керування звор. дії
СЧПУ Система числового програмного управління
ТП+
ТП-Тиристорний перетворювач прямої діїТиристорний перетворювач зворотної дії
СШ Сенсор швидкостіСС Сенсор струму
ЗІ РШ РС
БВП
СІФК +
СІФК -
ТП +
ТП -
TV
CC
СШ
М
СЧПУПВІ
380 В, 50 Гц
Інв.
№ о
риг.
Під
пис
і дат
аЗа
м. і
нв. №
Інв.
№ д
убл.
Під
пис
і дат
а
08-19.БДР.006.00.000 Е3
Познач. Найменування К-ть Примітки
Зм. Арк. № докумен.
Норм.кон.
Затверд.
Підпис Дата
Рецензент
ВНТУ, гр. 1Емп-09б
Аркуш Аркушів
Літ. Маса Масштаб
Розробив:
Перевірив
08-19.БДР.006.00.000 Е3
Модернізація системи керування електропривода верстата 16К20Т1 в умовах підприємства ТОВ „Вінницький агрегатний
завод”. Схема електрична принципова електропривода головного руху.
Довганич О.М.
Проценко Д.П.
BR
C1
C2-C3
C4
C5
C6-C11
DA1
DA2-DA3
DA4-DA5
DA6
DA7
M
R1-R6
R7, R9,R11, R12
R8, R10
R15-R20
RP1
SA1, SA2
RS1
TV1
QF1
QF2
VS1-VS6
Тиристори
Т242-63
Автоматичні вимикачі
Трансформатор
Шунт
Тумблери
Резистори
Двигун
Аналогові мікросхеми
Конденсатори
Тахогенератор
1
1
2
1
1
6
1
2
2
1
1
1
6
4
2
6
1
2
1
1
1
1
6
ТСЗП-160/0,7У3
Дросель та зрівнювальні реакториL1
Ланка обмеження
Система імпульсно-фазового керуванняНормований перетворювач струму
К1103СК2Б (К140УД7) ПІ-регулятор швидкості
ПІ-регулятор струмуК142ЕН8Б
МР132М
ФРОС-65/0,5У3
МБГЧ-1 0,5 мкФ, 500 В, 10%
C2-23-0,25Вт, 1% 200 Ом
ВА04-35Про
ВА47-100Про
75ШИП1 150А
PST-71AR1
Потенціометр
К53-14 1,0 мкФ, 16 В, 20%
MF2-1,0 кОм-5%
МБГЧ-1 4,0 мкФ, 250 В, 10%
SMD-0805 82 нФ, 50B (5%)
К53-1-1,0 мкФ, 32 В, 20%
MF-25 (С2-23) 0,25 Вт, 47 кОм, 1%
MF-25 (С2-23) 0,25 Вт, 13кОм, 1%
C5R10
R9
C4R8
1In
0
DA2
R6
С3
R4
С2
R14
BR
МRS1
VS1 VS2
VS3
VS6VS5
VS4
LR1QF2
R5R13
R2
С1
R1
SA1 SA2
+10 В - 10 В
In Out+
-
+10 В
- 10 В
+12 В
- 12 В
+12 В
- 12 В
2
3
456
1 2 7
93 4
5 6 11
R3
DA1
In
0
DA4
In
Out
In
0
DA5
In
Out
DA6DA7
R7
R12
RP1
R11
8
10
12
1In
0
DA3
23
456
LM = 100 B
+
-
R15
R16
R17
R18
R19
R20
C6
C7
C8
C9
C10
C11
VS7
12
R21C12
VS10
C15 R24
VS8
C13 R22
VS11
VS12VS9
R23C14
C16 R25
C17 R26
34
56
78
910
1112
L2 L3
L1
~ 380 В
TV1
QF1
1
2L2, L3 ТРОС-160УХЛ4
ТП212-0,20-0,5-01 1000 об/хв
Математична модель ЕП головного руху, побудована в ППП MATLAB
Моделювання перехідних процесів системи електропривода
Результати моделювання ЕП головного руху при роботі на задані режими роботи.
ВИБІР СИСТЕМИ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАМНОГО УПРАВЛІННЯ
Система ЧПУ FMS-3100 Comfort.Зовнішній вигляд
Основні характеристики системи ЧПУ типу FMS-3100 Comfort :
- наявність 10,4“ кольорового графічного TFT-дисплею,- 63 алфавітно цифрових та 20 функціональних клавіш з
тактильним ефектом,- процесор типу Pentium 200ММХ, 32 Мб ОЗУ, FDD, 16 Мб
FLASH, Ethernet 10/100, 2 СОМ порта,- 6-канальний ЦАП,- датчики зворотних зв’язків - 5 каналів,- пульт верстатний в складі: штурвал, 36 вільно-
програмованих клавіш з тактильним ефектом та індикацією, коректори F та S.
Основні характеристики програмногозабезпечення FMS-3100 Comfort:
- сумісність файлової системи з MS-DOS та Windows,- параметричне програмування,- корекція на радіус інструмента,- компенсація люфтів,- компенсація похибок ходових гвинтів,- компенсація дрейфу приводів,- об’ємна графічна візуалізація,- дзеркальна обробка відносно будь-якої вісі,- програмні кінцеві вимикачі,- контроль контуру на відсутність зрізів.
Приклади роботи в програмному забезпеченні ЧПУ FMS-3100 Comfort
Приклад роботи з круговою інтерполяцією в просторі
Приклад графічної об’ємної візуалізації
Приклад роботи зі сплайн-інтерполяцією
Приклад роботи у функціональному інтерполяторі