Системы управления шаговыми двигателями

Секция «Проектирование и технология электронных сетей»

планы почти ортогональны и позволяют свести к минимуму систематические ошибки.

Для рототабельных планов в качестве ядра экспериментальных точек, вокруг которых расположены остальные точки, выбирают полный факторный эксперимент или дробную реплику от него, к которому добавляют некоторое количество специальных точек «звездных». Эти дополнительные точки делятся на два класса:

- «звездные» точки, положение которых зависит от величины плеча, определяющего их положение относительно центра эксперимента;

- «центральные» точки, число которых может меняться, отвечают центру эксперимента, вокруг которого группируются точки полного факторного эксперимента или дробной реплики и «звездные». Они могут использоваться также для оценки дисперсии, связанной с ошибкой опыта.

Величина «звездного» плеча при использовании полного факторного эксперимента вычисляется по формуле

к

а = 24, где к - число факторов.

При к > 2 можно пользоваться дробными репликами от полного факторного эксперимента, в этом случае

к - Р

а = 2 4 ,

где Р - дробность реплики.

Гипотеза об адекватности модели принимается, если расчетное значение Б-критерия не превышает табличного для выбранного уровня значимости обычно с 95 % достоверностью.

Результаты расчетов позволяют построить семейство кривых, характеризующихся постоянной температурой (температурное поле объекта исследования).

Библиографическая ссылка

1. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М. : Сов. радио, 1978.

© Киреев Д. С., Краснощекова Г. Ф., 2010

УДК 681.51

Р. А. Мирзаев, Ф. А. Халковский Научный руководитель - Н. А. Смирнов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Изучаются системы управления шаговыми двигателями. Собрана и испытана схема контроллера шаговых двигателей. Созданный контроллер позволяет управлять четырьмя шаговыми двигателями.

Современное развитие машиностроения характеризуется созданием интеллектуальных роботов, микросхем, реконфигурированного оборудования, новых конструкций авиационной и космической техники. Мехатроника позволяет создавать интеллектуальные модули и системы с качественно новыми, широкими функциональными и эксплуатационными свойствами шаговых двигателей, а также создавать программы управления ими через компьютер.

Мехатронные системы с линейным перемещением выходного звена для механизмов параллельной кинематики могут быть реализованы на основе приводов с шаговыми двигателями. Эти двигатели позволяют осуществлять перемещения с большой точностью без использования обратной связи и широко применяются в современных конструктивных решениях мехатроники, робототехники.

На рис. 1 представлены различные режимы работы шагового двигателя, при каждом из них достига-стся своя цель: большая точность, увеличенный

примерно в полтора раза момент или плавность РИс. 1. Различные режимы работы шаговых

хода. двигателей [1]

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

В работе [2] предлагается использование микросхемы КР555ТМ7 и драйвера униполярных шаговых двигателей ULN2004. Но в ходе анализа контроллера был выявлен ряд недостатков: отсутствует схема платы в Sprint-Layout с LPT-портом; предлагаемая программа TurboCNC не сохраняет некоторые настройки портов вывода и не учитывает особенности станка.

Рис. 2. Проверка работоспособности схемы управления на стенде NiElvis

Выявленные проблемы были решены путем написания собственной программы управления шаговыми двигателями, модернизации контроллера, работающего на четырехбитных двунаправленных

регистрах сдвига КР555ИР11, драйвера ULN2004 и микросхемы логики MC14069UB.

Программирование собственной программы -гибкий инструмент, позволяющий подстроить систему управления под имеющийся станок, учитывающий все его особенности. Программа должна поочередно подавать нулевой потенциал на каждую из четырех обмоток шагового двигателя, для того, чтобы через нее стекал ток, образуя движущую силу и поворачивая двигатель на один шаг.

В ходе работы модернизирован контроллер униполярных шаговых двигателей, разработана новая схема платы. Также создана собственная программа управления шаговым двигателем через LPT-порт компьютера. Будучи не универсальной, а специальной, данная программа гибко подстроена под имеющийся станок и учитывает все его особенности. В случае создания другого станка, имеющуюся программу легко переписать под него.

Библиографические ссылки

1. Stepper Motor Basics URL: // http://www.solar-botics.net //http://www.solarbotics. net/library/pdflib/pdf/ motorbas.pdf- (дата обращения: 25.01.2010).

2.Печатные платы контроллера VRl-cnc / Vetrov Roman. URL: http://vri-cnc.ru/modules.php7name = News&new_topic=4 - (дата обращения: 15.11.2009).

© Мирзаев Р. А., Халковский Ф. А., Смирнов Н. А., 2010

УДК 621.9.047

С. С. Пятилетов, А. В. Кузнецов Научный руководитель - И. Я. Шестаков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ВОЗМОЖНОСТИ БИПОЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ

Рассматривается метод биполярного электрохимического полирования изделий. Выявлены основные достоинства и недостатки метода. В настоящее время применение способа биполярного электрохимического полирования изделий является перспективным.

Электрохимическое полирование (далее ЭХП). ЭХП - процесс анодного растворения металлов, в результате которого возникает блеск и улучшается микрогеометрия поверхности.

Целесообразность применения ЭХП в промышленности связана с улучшениями эксплуатационных свойств детали и экономическими преимуществами в результате замены механического полирования.

В производственной практике для полирования используется электролит, содержащие Н3Р04, Н2804, Сг03. Температура раствора 50...60°, анодная плотность тока 40.50 А/дм2, продолжительность электролиза 5-10 минут [3].

Пути интенсификации процесса электрохимического полирования различны: улучшение техноло-

гических свойств электролита, повышение анодной плотности тока, изменение температурного режима, создание новых более совершенных установок полирования и травления.

Известен способ электрохимического полирования металлов и сплавов, предусматривающий проведение процесса в нейтральном водном растворе солей при плотности тока 0,2...10А/см2, при температуре электролита равной температуре окружающей среды. Обрабатываемой детали сообщают вибрацию, амплитуду и частоту которой, задают исходя из физико-химических свойств материала обрабатываемой детали [1].

Недостатком существующего способа является неравномерность обработки внутренней поверхности детали из-за проблем при удалении продуктов