2. Исходная схема сау и ее описание.

Фрезерный станок с ЧПУ предназначен для обработки сложных различных поверхностей деталей машин. Точность и производительность станков с ЧПУ определяется точностью и быстродействием приводов подачи формообразующих движений. Для повышения точности обработки (или при той же точности для повышения производительности) применяют замкнутые системы автоматического управления приводом подач.

Рисунок 1. Принципиальная схема САУ.

Деталь 1 устанавливается на столе 2, которому сообщается движение подачи в двух взаимно перпендикулярных направлениях для формирования фрезой 3 требуемой формы паза (см. вид А). На рисунке показан только один привод стола 2. Он состоит из приводного двигателя 4 постоянного тока с тахогенератором 5, редуктора 6 и винта 7. Кроме того, в систему автоматического управления входят также преобразователь перемещения 8, сравнивающие устройства 9 и 10, усилитель 11 и тиристорный преобразователь 12.

САУ работает следующим образом. Сигнал, вырабатываемый системой ЧПУ, через цифро-аналоговый преобразователь (на схеме не показан) в виде напряжения UЗ поступает на вход сравнивающего устройства 9. На другой вход сравнивающего устройства 9 поступает сигнал U0 преобразователя перемещения 8. Напряжение Uб ошибки через усилитель 11 поступает на вход сравнивающего устройства 10. На другой вход сравнивающего устройства 10 поступает напряжение, вырабатываемое тахогенератором 5. Таким образом, напряжение на входе тиристорного преобразователя 12 определяет скорость вращения двигателя 4, а следовательно, и величину подачи стола 2.

Система автоматического управления приводом подачи сообщает столу 2 и детали 1 движение по одной из управляемых координат в соответствии с напряжением UЗ задания. Аналогичным образом работает привод подачи по другой координате. В результате сложного движения детали 1 фрезой 3 формируется требуемый контур.

В качестве объекта управления в САУ приводом входят процесс резания и замкнутая технологическая система станка. Коэффициенты типовых динамических звеньев:

3. Функциональная схема сау.

Функциональная схема отображает функциональные связи в системе управления. Составляется на основе описания работы САУ. Составим функциональную САУ на основе п 2.

Схема 1 Функциональная схема САУ.

В функциональную схему вошли следующие элементы:

• Электронный усилитель;

• Тиристорный усилитель преобразователь;

• Электродвигатель постоянного тока;

• Механический редуктор;

• Процесс резания;

• Преобразователь перемещения.

Эти элементы описываются следующими типовыми динамическими звеньями:

• Усилительное звено (безынерционное);

• Апериодическое звено I порядка;

• Апериодическое звено II порядка.

4. Составление структурной схемы сау.

Структурная схема системы автоматического управления отражает связь между элементами и информацию о передаточной функции. По ней всегда можно определить временные и частотные характеристики.

Для составления структурной схемы данной САУ необходимо вывести передаточные функции всех типовых динамических звеньев, присутствующих в ней. На типовые динамические звенья САУ подразделяется по типу дифференциального уравнения, описывающего данное элементарное звено.