Введение к работе
Актуальность темы: Автоматизация производств, связанных с раскроем листовьк и рулонных материалов по сложному криволинейному контуру, требует внедрения 2-х координатных лазерных раскройных технологических машин, оснащенных системами с контурным управлением, высокодинамичными электроприводами
По условиям технологии лазерного раскроя система управления лазерной технологической установкой (СУ ЛТУ) должна обеспечивать такие режимы обработки, при которых гарантировано требуемое качество формообразования - отсутствие пережогов материала излучением лазера и воспроизведение рабочим органом программной траектории с заданной точностью
Достижение требуемого качества возможно
применением для раскроя разнородных материалов лазеров различной мощности,
совершенствованием контурного управления ЛТУ на основе применения перспективных электроприводов с безинерционными силовыми преобразователями, обеспечивающих требуемые технологические режимы,
путем модернизации алгоритмов управления СУ ЛТУ
Затраты на комплектование ЛТУ несколькими лазерами сильно увеличивает ее стоимость, по этому более перспективными являются второй и третий подходы, реализация которых потребует существенно меньших затрат Состояние проблемы
В настоящее время ЛТУ начинают широко применяться для лазерной сварки, маркировки и гравировки, лазерной резки и раскроя листового материала, прецизионной микрообработки труднообрабатываемых материалов Все эти технологические машины различны по конструкции, мощности исполнительных механизмов, скоростям и погрешностям обработки
К ЛТУ предъявляются разнообразные технические требования, такие как воспроизведение рабочим органом машины программной траектории с заданной погрешностью, качество реза (отсутствие грата, прижогов), обеспечение заданной шероховатости и производительности обработки Выполнение перечисленных требований в значительной мере зависит от системы управления ЛТУ и в первую очередь от характеристик приводов. При этом совершенствование отдельных электроприводов хотя и является очень важным этапом проектирования ЛТУ, но не определяющим Не менее важным является совершенствование взаимосвязанных электроприводов, то есть их системы, особенно в части одинаковости их характеристик
Эффективность применения ЛТУ во многом определяется их производительностью, те способностью обработки материала лучом лазера Однако,повышение скорости обработки сдерживается увеличением динамической ошибки, поэтому необходимо по данному вопросу найти определенный компромисс
Следует отметить, что работ, посвященных вопросам проектирования ЛТУ очень мало, вместе с тем очень важной и перспективной проблемой является разработка единого подхода к проектированию различных установок
Цель работы - повышение эффективности функционирования ЛТУ за счет оптимизации системы электроприводов
Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие научные и практические задачи
разработана обобщенная функциональная схема ЛТУ на основе анализа схем построения промышленных образцов,
разработаны технические требования, предъявляемые к ЛТУ и их компонентам;
разработаны корректирующие устройства, оптимизирующие электроприво-I ды ЛТУ по точности и быстродействию,
разработаны алгоритмы наладки электроприводов ЛТУ, обеспечивающих
одинаковость их добротности
Методы исследования
Численные методы интегрирования дифференциальных уравнений, метод преобразований Лапласа, метод логарифмических амплитудно - частотных характеристик. Научная новизна
предложена математическая модель работы электропривода, позволяющая
проводить анализ в позиционном и контурном режимах,
разработаны технические требования, предъявляемые к ЛТУ и их компо
нентам,
разработаны теоретические основы создания корректирующего устройства, повышающего точность и быстродействие лазерных технологических установок,
выявлены факторы, влияющие на погрешности ЛТУ, установлены зависимости между факторами и погрешностями
Практическая значимость
предложена обобщенная функциональная схема ЛТУ, разработаны корректирующие устройства, повышающие точность и быстродействие ЛТУ,
разработан алгоритм наладки электроприводов ЛТУ, обеспечивающий идентичность их добротностей
Реализация результатов работы
лазерная технологическая установка ЛТУ-1, разрабатываемая ОАО "ЦНИ-ТИ",
учебный процесс на кафедре "Инновационные технологии в приборостроении и микроэлектронике"
Апробация работы
Результаты исследований были использованы для докладов на международном научно-техническом семинаре «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», г Алушта, 2006 г, международной научно-технической, конференции г Сочи, 2006 г ,
международной научно - технической конференции НТК «Информационные технологии и моделирование приборов и техпроцессов в целях обеспечения качества и надежности» Сафага (Египет) 12-19 марта 2005 г, Сусс (Тунис) 9-16 октября 2005 г
семинарах кафедры ПР-8 «Инновационные технологии в приборостроении и микроэлектронике», МГУПИ (ноябрь 2006 г, январь 2007 г )
Структура и объем работы
