Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Идентификатор DOI: 10.31772/2712-8970-2021-22-3-543-549

Ключевые слова: control system, linear electrodynamic motor, electrical processing, electrode - tool, Linear displacement sensor, система управления, линейный электродинамический двигатель, электрообработка, электрод-инструмент, датчик линейных перемещений

Аннотация: Электрохимические и электрофизические методы обработки металлов и сплавов нашли широкое применение в машиностроении и приборостроении, в том числе ракетно-космической технике. Указанные методы обработки обладают рядом преимуществ и широкими технологическими возможностями. Однако темпы внедрения в промышленность все еще не велики, что во многом обусловлено новизной этих методов. Известны случаи практического использования в качестве приводов подач станков линейных электродинамических двигателей для реализации электрохимических и электрофизических методов обработки металлов и сплавов, а именно импульсная электрохимическая обработка и электроконтактная обработка. Линейный электродинамический привод наилучшим образом подходил для перемещения электрода-инструмента на каждый импульс технологического тока. В статье рассмотрены принципиальные схемы управления линейным электродинамическим двигателем. В настоящее время назрела необходимость создать блок управления двигателем на современных электронных компонентах. Представлена система управления линейным электродинамическим двигателем, используемым в установке электрообработки для копировально-прошивочных операций при изготовлении штампов, пресс-форм и другой технологической оснастки. На основе современных достижений электроники была разработана структурная схема управления установки электрообработки. Управление установкой осуществляется через персональный компьютер, где загружена соответствующая программа управления. В данной установке предусмотрена система регистрации перемещения электрода-инструмента при помощи датчика линейных перемещений. С помощью данного датчика модуль управления варьирует входные параметры, которые необходимы для обработки заготовки. Питание датчика осуществляется непосредственно от микроконтроллера. При помощи вышеуказанного датчика регистрируется и анализируется глубина обработки и скорость движения электрода-инструмента. Представлены результаты проверки работоспособности микроконтроллера осциллографом. Разработанная система управления с индуктивными датчиками перемещения и современной цифровой техникой позволит получить точность позиционирования электрода-инструмента в пределах нескольких микрометров, что соответствует мировому уровню. Electrochemical and electrophysical methods of processing metals and alloys have found wide application in mechanical engineering and instrument making, including rocket and space technology. These processing methods have a number of advantages and wide technological capabilities. However, the pace of industrial adoption is still not high, which is largely due to the novelty of these methods. There are known cases of practical use of linear electrodynamic motors as feed drives for machine tools for the implementation of electrochemical and electrophysical methods of processing metals and alloys, namely, pulse electrochemical processing and electrical contact processing. The linear electrodynamic drive was the best suited for moving the electrode - the tool for each pulse of the process current. The article discusses the basic control schemes for a linear electrodynamic motor. Currently, there is a need to create an engine control unit based on modern electronic components. The article presents a control system for a linear electrodynamic motor used in an electrical processing installation for copy-piercing operations in the manufacture of dies, molds and other technological equipment. On the basis of modern advances in electronics, a block diagram of the control of an electrical processing unit was developed. The setup is controlled via a personal computer, where the corresponding control program is loaded. This setup provides a system for recording the movement of the electrode - tool using a linear displacement sensor. With this sensor, the control module varies the input parameters that are necessary for machining the workpiece. The sensor is powered directly from the microcontroller. Using the above sensor, the processing depth and the speed of movement of the tool electrode are recorded and analyzed. The article presents the results of checking the operability of the microcontroller with an oscilloscope. The developed control system with inductive displacement sensors and modern digital technology will make it possible to obtain the positioning accuracy of the tool electrode within a few micrometers, which corresponds to the world level.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал

Выпуск журнала: Т. 22, № 3

Номера страниц: 543-549

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева

• Шестаков И. Я. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)
• Шестаков В. И. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)
• Фадеев А. А. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)
• Швалева Н. А. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)