Разработка электромонтажной схемы подключения внутришлифовального станка мод. 3Б250 и установки на нём системы активного контроля

Для гидромотора полезная мощность определяется по формуле:NMПОЛ=М*ω,(2.2)где М - крутящий момент на роторе гидромотора. Нм; ω- угловая скорость вращения ротора, с-1Для второго исполнительного механизма - гидроцилиндра:Для расчета полезной мощности при втягивании штока используем формулу по определению перемещений штока:S=v*t(2.3)где t- время втягивания штока.Исходя из формулы (2.3), определяем скорость втягивания штока:v2=S/t=0,23*4/5=0,184 м/с.При выдвижении штока..v1=S/t=0,3*4/4=0,3 м/с.При втягивании штока..Вычислим среднюю мощность:кВт.кВтДля определения необходимости применения аккумулятора находится величина соотношения:Из соотношения видно, что применение аккумулятора нецелесообразно.Поскольку механизмы реверсивные и имеют периоды простоя, применяются трёхпозиционные гидрораспределители. Управление распределителей электрогидравлическое, так как мощность механизма более 5кВт.Выбор рабочего давленияУчитывая факторы работы гидросистемы, выбирается рабочее давление.При приводной мощности гидронасоса 10-15кВт давление назначают не более 10-12 МПа.Примем давление в системе равным 10МПа.6.2 Выбор насосовПриводная мощность гидронасоса определяется по формуле:.где Кзу – коэффициент запаса по усилию, Кзу =1.05Кзс – коэффициент запаса по скорости, Кзу =1.05 – КПД гидросистемы (принимаем 0.8)Требуемая подача насосагде Рном – номинальное давление насосаВыбираем насос. Для заданных условий эксплуатации и рассчитанной подачи подойдет насос НШ50УК-3Число оборотов насоса:,где q –рабочий объем насосаоб/минПолученная частота вращения может быть обеспечена выбранным насосом.6.3 Расчет параметров гидроцилиндра.Для определения площади принимаем КПД цилиндра 0,95, а давление в нем 0,95Рном., отсюда :Dпорш=0,097 м=97 мм.Оптимальные параметры гидроцилиндра определяют из условиягде - площадь штокаПринимаем dшт = 75ммРасход жидкости при выдвижении и втягивании:Общие потери давления (МПа) определяются по формуле( 9 )где - потери давления в трубопроводах, МПа; - потери давления в гидроаппаратуре, МПа; - потери давления в местных сопротивлениях, МПа.Суммарные потери давления в трубопроводах принимаем по [3]:МПаПотери давления в гидроаппаратуре выбираются из технических характеристик и основных параметров принятых типов гидроаппаратуры.ра = рф+ рр1+ рр2 + рр3 + ркд+ ррпра = 0,007 + 0,15 + 0,1 +0,1 + 0,2 + 0,3 = 1,05 МПаОбщие потери давления составляют:р = рт+ ра+ рмс =0,0181+1,05+0,085=1,08 МПа6.4Тепловой расчет гидросистемыТепловой расчёт необходим для проверки объема бака и выявления необходимости установки теплообменных устройств.кВтТемпература рабочей жидкости через час работы,где - суммарная площадь теплоотдачи – коэффициент теплоотдачиt – температураокружающей средылДля летнего периодаДля зимнего периодаТак как через час работы температура превысит 70 С, то целесообразна установка теплообменника.6.5 Особенности работы гидропривода по схемеГидравлическая принципиальная схема приведена на рисунке 7.Рисунок 7 – Схема гидравлическая принципиальнаяСхема подразделяется на две ветви: гидроцилиндра Ц и гидромотора ГМ. Подача рабочей жидкости осуществляется насосом Н. Для контроля рабочего давления служит манометр, для регулирования давления – дроссели ДР. В схеме установлен клапан давления КД для предотвращения аварийных ситуаций.7 Подключение системы автоматического контроляПеречень станков и датчиков САК для курсового проекта по МДК.02.01. «Монтаж, наладка и эксплуатация САУ»№п/пНаименование станкаКинематическая схема (книга)Датчик для САК9Внутришлифовальный станок мод. 3Б250 УльтразвуковойИспользуются следующие методы бесконтактного контроля: -визуально-оптический (в микроскопах и проекторах),-метод лазерного измерения линейных размеров: лазерные системы бегущего луча, лазерные дифрактометры, лазерные интерферометры, лазерные триангуляционные измерители,-ультразвуковые методы.-механическая часть (обеспечивает базирование и перемещение),-аппаратная часть (измерительно-вычислительный комплекс, системы определения координат, модуль обработки данных), -программное обеспечение.7.1 Схема контроляРассмотрим обобщенную функциональную схему (рисунок 8).На контролируемый объект поступает излучение от источника ультразвука, ультразвуковая головкафиксируетпараметры контролируемого объекта и оцифрованный сигнал поступает в ЭВМ для последующей обработки. Предварительно обработанная в блоке адаптации информация о положении инструмента в системе координат автоматизированнойячейки поступает с линейных энкодеров. Далее данные поступают на ПК,где происходит их обработка и формирование управляющих сигналов, посылаемых на блоки управления двигателями сервоприводов.Рисунок 1 – Структурная схема системы контроля исправности инструмента1-источник ультразвука,2-приёмник ультразвука,3-контролируемый объект,4-привода перемещения стола и бабки,7-линейные энкодеры,8-блок адаптации данных управления двигателями,9-персональный компьютер.7.2 Выбор узлов системыДля восприятия сигнала используем систему «SONISCAN», разработанную с учетом современных требований. Технические характеристики системы:Интерфейс передачи IEEE-1394a (FireWire): 1280 x 1024 7,5 к/сФорматы данных 1280 x 256 30 к/с RS-485 до 20 МБод2 входа до 12В2 выхода TTL, 3.3ВВнешние входы/выходы: 2 оптоизолированных входа ток до 40мА, 2 оптоизолированных выхода открытый коллектор (50 В)Выход питания 12В (300мА)4 канала ЦАП 8, 10, 12 битВнешняя синхронизация Глобальный затвор (< 1мкс)Приемник 1/2" (SONY ICX205AK)Чувствительность 4В/Лк-с (550нм)Отношение С/Ш >53дБПитание Питается от IEEE-1394 (+12 В), 3ВтРабочая температура -10 to +70°CТемпература хранения -40 to +125°CГабаритные размеры 53мм x 53мм x 105ммВес 200 г.Наработка на отказ 24000 ч.Гарантийный срок 18 месяцевАксессуары: кабели IEEE-1394, контроллеры PCI-1394, PCMCI-1394,Повторитель-разветвитель IEEE-1394 3 порта (hub-repeater)Требования к ПК Pentium III, 32-bit VideoAdapter, SVGA, 1394-PCI Card,ОС – Windows 98, 2000, XP, VistaГабаритные размеры приведены на рисунке 9.Рисунок 9 – Габаритно-присоединительные размеры датчика.7.3 Описание работыСистемы управления и контроля на однокристальных микроконтроллерах в настоящее время используются практически во всех сферах человеческой деятельности, причем каждый день появляются все новые и новые области применения таких систем. В последнее время, в связи с бурным развитием электроники расширились возможности и самих микроконтроллеров, позволяющих выполнять многие задачи, ранее недоступные для реализации. Одним из наиболее популярных семейств микроконтроллеров являются устройства, выпускаемые фирмой Microchip и известные под аббревиатурой PIC.Технические параметры микроконтроллера PIC12F629-I/P, Микроконтроллер 8-Бит, PIC, 20МГц, 1.75КБ (1Кx14) Flash, 6 I/O [DIP8]:Ядроpic12fxxРазрядность8Тактовая частота, МГц20Объем ROM-памяти1kОбъем RAM-памяти64Внутренний АЦП, количество каналовнетВнутренний ЦАП, количество каналовнетТемпературный диапазон, C-40…85Тип корпусаdip8Схема согласования ПК с электродвигателями представлена на рисунке 10.Рисунок 10 – Схема управления сервоприводами инструмента.Связь с компьютером осуществляется через USART. Для облегчения работы и уменьшения размера сообщения, но в небольшой ущерб количеству позиций валов сервоприводов, выбираем однобайтовую посылку через COM-порт: 6 младших бит в этом байте отвечают за положение вала, всего 64 позиции, старшие 2 бита отвечают за выбор одного из 4-х сервоприводов. 64 позиции – это 2,8 градуса для сервопривода со 180 градусным ходом вала, соответственно для 90 градусного шаг составит 1,4 градуса, для большинства задач этого вполне достаточно. Также в качестве индикации о приходе байта будет мигать светодиод.Перечень использованной литературыНаладка автоматических систем и устройств управления технологическими процессами: Справочное пособие/А. С. Клюев, А. Т. Лебедев, Н. П. Семенов, А. Г. Товарнов; Под ред. А. С. Клюева. М.: Энергия, 1977.Башта Т.М., Руднев С.С,, Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учебник для машиностроительных вузов. М.: Машиностроение, 1982. – 423с.Магда Ю. С. Микроконтроллеры PIC: архитектура и программирование. – М.: ДМК Пресс, 2009 – 240 с., ил.