1.4 Требования к отработке траекторий движения следящих электроприводов

Для придания требуемой формы и размеров обрабатываемой детали в станках производят перемещение рабочего органа относительно заготовки. Такое движение разделяется на главное движение, за счет которого происходит резание материала, и на движение подачи, с помощью которого снимают новый слой металла. Так, например, в токарных станках главным движением является вращение заготовки, во фрезерных станках – вращение инструмента (фрезы), в шлифовальном – вращение шлифовального круга. Наиболее часто главное движение требует наибольшей установленной мощности его привода по сравнению с мощностями приводов подач. Это обусловлено тем, что различные технологические режимы обработки требуют больших диапазонов изменения скоростей и сил обработки. Таким образом, требования к электроприводам металлорежущих станков формулируются режимом работы станков. Так, например, к электроприводам главного движения предъявляются требования изменения угловой скорости в диапазоне 2,5:1 – 4:1 при постоянной мощности и в диапазоне 10:1 – при постоянном моменте. Электроприводы подач станков с числовым управлением должны обладать широким диапазоном изменения скорости, который достигает 10000:1 и более. Время пуска и торможения такого привода с приведенным моментом инерции механизма, равным моменту инерции двигателя, не должно превышать 0,1с. Жесткие требования также предъявляются к равномерности перемещений на пониженных скоростях, и точности позиционирования (таблица 2.3.1).

Другой наиболее распространенной областью применения систем с числовым программным управлением является роботизированный комплекс. Роботизация возникла как реакция на потребность автоматизации вспомогательных ручных операций на производствах с вредными условиями труда и на производствах с высоким уровнем автоматизации технологических процессов. Повышение качественных показателей воспроизведения заданных траекторий движения позволило применять роботы в таких областях как сварка, пайка. нанесений покрытий, сборка и контроль параметров изделий.

В настоящее время в зависимости от использования промышленных роботов различают манипуляционные и производственные роботизированные технологические комплексы (РТК).

В манипуляционных РТК промышленные роботы выполняют обслуживание основного технологического оборудования, операции транспортирования, загрузки и разгрузки. Основными видами машиностроительного производства, в которых используются манипуляционные роботы, являются литейное производство, термообработка, ковка, обслуживание металлорежущих станков.

В производственных РТК промышленные роботы используются в качестве основного оборудования и выполняют такие операции как сварка, сборка, нанесение лакокрасочных покрытий. Для таких комплексов характерно цикловое и позиционное управление. Широкое применение промышленных роботов для автоматизации процессов точечной и дуговой сварки стало возможным благодаря появлению быстродействующих микропроцессорных систем управления.

В каждом конкретном случае существуют свои требования и особенности функционирования тех или иных промышленных механизмов, однако при всем их многообразии практически все промышленные механизмы обладают общими режимами работы исполнительных электроприводов:

• режим перемещения рабочего органа (вала электродвигателя) электропривода из одного положения в другое с ограничениями на переменные состояния или без ограничений;

• режим слежения за программным заданием на перемещение рабочего органа или изменение других переменных состояния;

• режим стабилизации скорости движения рабочего органа или стабилизации других переменных состояния.

Исходя из общих особенностей в функционировании промышленных механизмов, можно сформировать требования, которые они должны обеспечивать (см. табл. 1.4.1).

Таблица 1.4.1

Механизм	Характеристики движения рабочего элемента			Собственная частота колебаний механизма, Гц	Кратность момента инерции механизма
	Скорость, м/с	Ускорение, м/с2	Точность позици-онирования,мм
Подач станков					(const)
Промышленных роботов для механообработки					(var)
Промышленных роботов для сборки					(var)