Разработка двухкоординатного механического устройства с приводами на шаговых двигателях

Решетневские чтения

Стенд имеет следующие характеристики:

- напряжение питания - 220 В;

- мощность - 2,5 кВт;

- диапазон частот колебания электрода-инструмента - 0...600 Гц;

- амплитуда колебания электрода-инструмента -1,5.2,0 мм;

- габаритные размеры (высота/длина/ширина) -670/410/450 мм;

- масса - 65 кг.

На стенде проводились исследования процессов электроимпульсной и электроконтактной обработки деталей (полирование, прошивание отверстий и т. д.) в различных средах и при различных схемах подключения электродов. При электрохимической полировке было достигнуто значительное снижение шероховатости на внутренних и наружных поверхностях деталей по биполярной схеме подключения электродов. На стенде также возможна прошивка стальных заготовок (в экспериментах - из сталей ХВГ и 9ХС) с любым профилем отверстий.

Предлагаемый вибропривод имеет улучшенные массогабаритные и энергетические характеристики: при заданной частоте и амплитуде перемещений инструмента конструкция позволяет уменьшить массу привода на 20.22 %, а также снизить энергетические затраты на 15.18 % по сравнению типовым линейным электромагнитным приводом.

Библиографические ссылки

1. Хромов Е. В. Линейный асинхронный двигатель в приводах стационарных машин с колебательным движением рабочих органов // Наука и современность - 2010 : сб. материалов III Междунар. науч.-практ. конф. : в 3 ч. Ч. 2 / под общ. ред. С. С. Чернова. Новосибирск : Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 2010. С. 222-225.

2. Пат. 2274525 РФ МПК В 23 Н 7/30. Электродинамический привод подачи инструмента / Стрюк А. И., Шестаков И. Я., Фадеев А. А. № 2004128716/02 ; за-явл. 27.09.2004 ; опубл. 20.04.2006, Бюл. № 11.

А. А. Fadejev, I. Y. Chestakov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE RESEARCH STAND OF THE ELECTRODYNAMIC DRIVE OF GIVING OF THE TOOL

In the paper the stand of the drive of giving the tool on the basis of a linear electrodynamic drive for research of electric methods ofprocessing of materials is presented. The features of the stand design and the basic technical characteristics are considered.

© Фадеев А. А., Шестаков И. Я., 2010

УДК 621.7.077

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

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАЗРАБОТКА ДВУХКООРДИНАТНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА С ПРИВОДАМИ НА ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Представлено двухкоординатное механическое устройство с приводами на шаговых двигателях.

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 функциональными и эксплуатационными свойствами, а также создавать компьютерные программы управления.

Мехатронные системы с линейным перемещением выходного звена для механизмов параллельной кинематики могут быть реализованы на основе приводов с шаговыми двигателями (ШД). Эти двигатели позволяют осуществлять перемещения с большой точностью без использования обратной связи и широко

применяются в современных конструктивных решениях мехатроники и робототехники (URL: http://stepmotor.ru/articles/stat2.php).

Разработанное авторами двухкоординатное механическое устройство может быть использовано в ка -честве подвижной позиционирующей платформы для вертикальных металлорежущих станков и других специальных устройств ЧПУ (гравировальных, фрезерных станков, станков лазерной резки).

Устройство состоит из двух подвижных столов, перемещающихся вдоль направляющих по двум взаимно перпендикулярным направлениям (рис. 1). Привод столов осуществляется с помощью ШД и винтовых передач.

Механизмы специальных систем

Рис. 1. Общий вид двухкоординатного устройства

Для преобразования вращательного движения двигателей в поступательное движение рабочего стола выбрана система «винт-гайка» на основе шариковин-товых передач (рис. 2).

Рис. 2. Кинематическая схема двухкоординатного устройства

Для данного устройства создана система управления униполярными шаговыми двигателями. Система управления ШД состоит из платы контроллера, соединенной с компьютером и ПО (рис. 3).

Компьютерная программа выдает на LPT-порт компьютера последовательные сигналы для управления током в обмотках. Контроллер, включающий последовательное соединение микросхем КР555ТМ7 и ULN2004, преобразует управляющие сигналы в силовые (с большим током и напряжением) и подает их на двигатели (URL: http://www.pcports.ru/Articles.php).

В такой системе можно использовать не более трех двигателей.

Рис. 3. Двухкоординатная платформа с системой управления

Также была выполнена модель для имитации работы двухкоординатного устройства и отработки системы его управления. В этой модели вместо передач «винт-гайка» используются тросовые передачи, с помощью которых можно имитировать траекторию перемещения рабочего инструмента по обрабатываемой детали.

Данная модель, реализующая принципы работы позиционирующей платформы, будет использоваться в качестве стенда при проведении лабораторных работ по ознакомлению с управлением шаговыми двигателями.

F. A. Khalkovskiy, R. A. Mirzaev, N. A. Smirnov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE DEVELOPMENT OF THE TWO-COORDINATE MECHANICAL DEVICE WITH DRIVES ON THE CROSSBAR ENGINES

This work is directed on designing of the mechanical device with drives on the crossbar engine and realization of the principle of the similar systems functioning on collected platform.

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