4.3. Обоснование требований к сау конкретного станка.

Основанием для обоснования требований к САУ конкретного станка являются технологическое назначение и технические характеристики этого станка в совокупности с особенностями его конструкции. Покажем обоснование на примере станка, который уже ранее рассматривался в примерах (см. разделы 2 и 3), - сверлильно-фрезерно-расточного станка модели 2В622Ф4.

Внешние условия работы:

• исполнение для умеренного климата с параметрами из раздела 4.2: температура 5-45˚С, влажность < 80% при 20˚С, высота ≤1000м;

• питающая сеть 380В, 50Гц.

По конструкции САУ:

• основные элементы управления встраиваются в ГПУ, состоящий из компонентов согласно разделу 4.2, ГПУ устанавливается на фундаменте станка;

• все электроприводы встроены в ЭШ, также устанавливаемый на фундаменте; электродвигатели подачи и главного движения установлены непосредственно на РО станка; линейные датчики координат встроены в РО, датчики собственных нужд по ЭПП и ЭПГ встроены в электродвигатели;

• все электроприводы должны быть максимально унифицированы по элементной базе, схемам и конструкции; это же касается и измерительных систем.

По точности САУ:

• дискретность по линейным координатам 1мкм (возможно 10 мкм), по вращательным (поворот стола) 10^-2 град;

• точность позиционирования в соответствии с таблицей 1, т.е. 25 – 100 мкм в зависимости от длины перемещений РО;

• соответственно стабильность позиционирования 12 – 50 мкм;

• контурная погрешность на максимальных размерах обработки около 1м не должна превышать 200мкм;

• для станка нормальной точности применение САУТ не требуется;

• датчики координат (линейные и вращающиеся) оптоэлектронные импульсные с обработкой информации и запиткой через УЧПУ (возможно применение отечественных датчиков СКБИС или импортных фирм Ренишоу, РСФ и т.п.); длины измерений линейных датчиков: х – до 2500мм, y – до 1600мм, z – 1000мм, w – 710мм.

Число управляемых координат:

• число управляемых осей подачи – 4;

• число одновременно управляемых осей подачи -2- 4;

• шпиндель 1.

Число дискретных входов/выходов 72/48.

Силовые характеристики:

• мощность главного привода 37кВт;

• коробка скоростей с двумя переключениями;

• наибольший момент на шпинделе 1,8кНм;

• наибольшее осевое усилие 11кН;

• момент сопротивления на винте 20 – 47Нм (оси x, y- 47 Нм, z – 35 Нм, w – 20 Нм).

Быстродействие САУ:

• скорость вращения шпинделя 6-2500 об/мин, так что общий технологический диапазон регулирования скорости 417;

• при существующей КС номинальная скорость двигателя 1000 об/мин;

• пределы рабочих подач 5-7000 мм/мин;

• ускоренная подача 9 м/мин, при ШВП с шагом 10 мм/об скорость вращения двигателя 900 об/мин;

• общий технологический диапазон регулирования подачи 1800 (больший до 10⁴ диапазон требуется для обеспечения точного позиционирования);

• время переходных процессов в ЭПП ≤ 0,2 с;

• время переходных процессов в ЭПГ ≤ 6 с.

Функции САУ:

• управление осями подачи по скорости и положению;

• задание величины скорости подачи аналоговое ± 10 В или цифровое;

• корректировка скорости подачи 0 – 150 %;

• управление шпинделем по скорости;

• задание величины скорости шпинделя аналоговое ± 10 В или цифровое;

• корректировка скорости шпинделя 0-150 %;

• количество ступеней редукции в КС 3;

• автоматический выбор ступеней;

• нарезание резьбы метчиком и/или резцом;

• интерполяция: линейная, круговая, линейно-круговая;

• использование следующих Ин: резцов, сверл, фрез, разверток;

• коррекция Ин по длине и диаметру;

• загрузка/разгрузка Ин;

• использование двух измерительных щупов для контроля Ин и Из;

• автоматическая компенсация люфтов, погрешности винта и измерительной системы;

• программирование сверления, растачивания, фрезерования, нарезания резьбы, развертывания;

• программирование объемного фрезерования, в том числе зеркально-симметричного профиля;

• масштабирование размеров Из;

• контроль ввода программ и данных;

• редактирование УПП с ГПУ.

Состав компонентов управления:

• ГПУ со встроенными ПЭВМ, панелью оператора, дисководом, дисплеем, клавиатурой и станочным ПУ;

• дополнительный и/или вспомогательный (упрощенный) ПУ.