Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В последнее ВРеня выделился тип технологических мамин треауюкий особенного подкола при проектировании п аксллуятаиим. Это технологические машины с многократным изменением приведенной массы на рабочем органе, определяемой особенностями технологического процесс». Для компенсации многократного изменения приведенной массы применяют различные мвры: введение систем пассивного управления, специальных тормозных устройств. Однако, эти меры не всегда обеспечивают Безударную работу M9UMH.
ДЛЯ рпиения проблемы предлохвнно контролировать не только производную,скорости, но и- производную ускорения для изненвння параметров управляющих устройств.. Использование инфорнэции ' о прсизводнг.й третьего порядке оьо&шекной координаты позволяет обеспечить плавную и еезударную работу привода и повысить производительность технологических маихн. ,
Разработка специальных систем приводов с использованием информации о производной ускорения в качестве параметра обратной св-яэи невозможна без проведения научных исследований.
ЦЕЛЬ ГАЕСТЫ. Разработка следящих пневмоприводов с гидравлическими устройствами управления для маыин с многократным иэмв-мением приведенной массы на рабочем органе.
-изучение кстории к анализ современного состояния вопроса и гпуілхко»янньїх Рївот в втой области;
-выявления особенностей динамики пневмоприводов с гидравлическими устройствами управления, технологических камин с многск-«'«тмим изменением приведенной массы на равсчея органа меиини;
-РВ»раі«откй теории пкзвмоприводсв расснжтривяоиого клг.сса длинен с использованием информации о прсиїводкой ускорения;
-применение раэработсиной теории и методики расчета елея*«\«/-го пкгівмопривода с гидравлическим управлением, для кЪккюетмсй технологической каикны.
НАУЧНЙГ ЛО/ЮХЕНИЯ И ИХ НОВИЗНА!
-пввдлі?пеіі критерий оценки динамики пневмоприводов а виде скорости изменения ускорения- рабочего органа машины, отличающийся тем,что численно определять его предложено как отношение иэме-нэния работы совершенной внешними силами над' талон-к массе втог^
; : . . і
тела, л также времени и пути в течении которь.: ото изненение произошло. Обратная величина этого критерия характеризуют плавность хода;
"А
-предложена методика проектировочного расчета пневмопривода маиин с многократным изменением приведенной массы на рабочем органе, отличающаяся тем, что в качестве расчетного параметра и критерия оценки результатов используется критерий плавности хода;
-предложена методика управления движением следяиего пневмопривода, отличающаяся тем,что управление основано на реализации обратной связи по плавности хода, а длины участков разгона, торможения и равномерного движения выбираются из условия максимальной производительности машины при заданной плавности хода;
-предложена методика управления движением следящего пневмопривода с механической обратной связью по положению, отличающаяся тем, что коэффициент усиления обратной связи дискретно меняется при каждой дискретном изменении приведенной массы рабочего органа по закону, полученному на математической модели при заданном изменении во времени производной ускорения.
В процессе иследований направленных на решение основной задачи, получен РЯД ПР0МЕ1УТ0ЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ, имеющих практическое значение:
-разработан и исследован (експериментально и теоретически} датчик для измерения плавности хода. Построена и исследована его математическая модель;
-предложена классификация датчиков высших производных;
-разработана и исследование матвмс тичесхая модель пневмопривода с гидравлическим устройством управления для маиин с многократным изменением приведенной массы на рабочем органе, отличающаяся тем, что в ней использован критерий плавности хода;
-определены аналитические зависимости, связывавшие характеристики исполнительных устройств, парамэтры переходного процессе величиной производной третьего порядка обобщенной коодрмнат»!.
-динамика пневмоприводов маиин с многократным изменением приведенной массы к рабочему органу,
-результаты вксперинентальных исследований на специальном -**?т*наь динамических характеристик приводов.
-рабсчая**гйпотеаа введения критерия плавности хода.
-методика проектирования пневмоприводов с гидравлическим
устройством управления, на основания критерия плавности хода.
-методика управления следящим пневмоприводом машин с гидравлическим устройством управления.
-математическая модель и программы расчета динамики пневмопривода рассматриваемого класса машин.
-схемы и.конструкции приводов по Л.С. 1455063, 1521935, 160504 3 и пневмопривода с механическим устройством управления.
-результаты' машинного эксперимента динамики привода машины многоточечной контактной сварки НТК 103/3.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ: Результаты научных исследований доведены до уровня инженерной методики расчета. Методика включает в себя все элементы для решения задачи оптимизации параметров гидравлических устройств управления пневмопривода рассматриваемого класса машин, в качестве целевой функции выступает минимальное значений третьей производной обобщенней координаты в момент Трогания и остановки рабочего органа при заданном быстродействии. Предложенная методика позволяет выполнить точный проектировочный расчет привада, повысить качество разработок при сокращении затрат на проектирование и доводку разрабатываемых приводов.
Разработана методика управления следящим пневмоприводом с использованием Обратной связи по производной третьего порядка обобщенной координаты, как наиболее динамично изгоняющейся величине. Показана необходимость и достаточность использования в системе управления приводон информации о третьей прозводной обобщенной координаты для решения проблемы плавной и безударной работы пневмоприводов при многократком изменении приведенной кассы.
-корректным использованием фундаментальных положений теоретической механики, теории гидро-пневмоприаодсв, теории управления;
-широким применением математического моделирования Физических процессов и машинного эксперимента для анализа и синтеза пневмоприводов с гидравлическими управляющими устройствами.
-результатами экспериментальных исследований на специально созданном полноразмерном стенде, оснаавнном приборами класса точности 0,6, прошедкими госповерку.
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты днс-ветациониой работы внедрены на Межзональном комбинате хелезоее "онкых изделий "Ставропольский" в виде проекта модернизации привода продольного
перемещения каретки машины многоточечной контактной сварки МТК 103/3.
Математическая модель пневмоприводов с гидравлический устройством управления а также програмними продукт передани СП "Логос" для практической реализации.
Результаты работы использованы в учебном процессе Ставропольского политехнического института на.кафедре "Технологии машиностроения и роботизированного производства" в лекционном курсе "Динамика промышленных роботов, а также в лабораторном курсе по дисциплине "Основы автоматизации производств?"
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты и положения проведенных «следований докладывались и обсуждались на 3-й Всесоюзной научно-технической кон»вренции "Динамика станочных систем гибких автоматизированных производств", а также научно-технических конференциях э Ставропольском и Новочеркассом институтах.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме научных исследований опубликовано 28 печатных работ в том числе 9 авторских свидетельства.
ОБЫЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа изложена на 158 страницах машинописного текста, илястрирувтея 3S рисунками, содержит 8 таблиц, состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 64 наименований и пяти приложений.
ВО ВВЕДЕНИИ Формулируется тезис о возможной решении проблеми плавной, безударной работы и позиционирования привода технологической машины (ТМ), при многократном изменении приведенной массы, с использованием информации о производной третьего порядка обобщенном координати (ПТПОК).
В ПЕРВОЙ ГЛАВЄ выделен класс технологических машин для которого проводятся исследования, выявлены особенности работы маиин рассматриваемого класса.
Предлагается использовать при проектировании, управлении и
контроле ТМ имФОРнацио о ПТПОК. Изучалась история вопроса по мс-
: зльэовлнмю третьей производной обобщенной коордмнатм о ТРУД&Х
лм'ля Трансона и Роэаля, И.И. Сомова и Н.Е.Хуковского, а также »
ічґрмемних роботах Субботина М.И, Раевского Н.П. К.Фу, Р.Гонса-
«**с, К.Ли, М.Вукобратович, Д.Стокич и др. Анализ приведенной ин-
эрнации позволяет утверждать, что не все динамические параметры,
неумолимые для упрярленмя работой привода рассматриваемого хлае-
са технологических мамин однозначно определяются. Причиной, сДвр-
живаїгией пгннонение информации ов ускорениях высших порядков. яв-
ляотся отсутствие:
-способов и средств непосредственного измерения третьей производной обобщенной координаты во время работу привода;
-данных о пределах допустимого изменения численних значений ПТПОК, при которых обеспечивается требуемое клчество управления.
-методики расчета и расчетных зависимостей» поэволяпвих управлять приводом на основании информации о ПТПОК.
Анализ научно-технической литературы по данной прослане одновременно показал перспективность этого направления.
Цель диссертационной работы определила и задачи исследований:
-разработать практически применимые методы и средства для получения информации о численных значениях скорости изменения ускорения непосредственно в процессе работы привода;
-экспериментально исследовать различные режимы работы привода ТМ с использованием информации о численных значениях ПТПОК; '
-определить численные значения и диапазон изменения ПТПСК. при которых Обеспечивается требуемое качество управления;
-на основании экспериментальным исследований разработать математическую модель пневмопривода машин с использованием информации о ПТПОК для расширения области исследований;
-обосновать критерий оценки ПТПОК, как динамический критерий привода. Показать его связь с другими динамическими критерия-разработать методику проектировочного расчета пневмопривода технологических маиин с гидравлическим устройством управления с использованием критерия плавности хода;
-внедрить результати исследоиания иа реальных машинах с пневматическими приводами, работающих а условиях многократного изменения приведенных масс на рабочем or-гане, обусловленного технологическим процессом.
БО ВТОРОЙ ГЛАВЕ представлены результаты экспериментальных- и теоретических исследований датчика ПТПОК. Определены союзные метрологические требования к такому датчику и предложены способы их реализации в конструкции изготовленнсгс датчика. Определены
ПРеДвЛЫ ДОПУСТИМОГО ИЗМеНвНИЯ И ЧИСЛВН.ЧИе значения ТРВТвВЙ г.роиэ-
водной обобщенной координаты, при котором движэьие остается плавным и безударным, построены математические модели „атчика и пневмопривода с использованном экспериментальной информации, f-гссмот-
pshvi основные способы получения информации о ПТПОК: 1)последова-тельков натематическое дифференцирование Функции ускорения, скорости или пути; 2 Последовательное аппаратное дифференцирование сигнала ускорения, скорости или пути; 3 Непосредственное измерение специальные датчиками.
В соответствии с целью работы проведено детальное изучение третьего способа получения информации о.ПТПОК. Установлено, что существует три спосоеа непосредственного измерения скорости ускорения:
-измерение скорссти малых перемещений инерционной массы;
-измерение скорости значительных перемочений инерционной массы;
-вычисление производных по времени от обобщенных координат по Формулам конечных разностей-
Одновременно установлено, что классификатор НКИ не содержит раздела, посвященного таким датчикам, соответственно не разработана классификация датчиков. Информация о немногочисленных конструкциях датчиков сксрости кэненения ускорения и "ускорения ускорения" размешается по всему разделу датчиков динамических параметров движения G01P 15/01-15/В8.
Предложена классификация датчиков ускорений высших порядков, на основании которой для нашей целч выврано два датчика: ^маятниковый датчик на основе измерения скорости значительного перемещения инерционной массы; 2 )датчик на основе вычисления производных по врэмени от обоьивнных координат по Формулам конечных Разностей.
С работе предложена (Рис.1.) конструкция сдвоенного маятникового датчика, исключавшая колебания инерционной массы возле по-ючни» равновесия.
Эначинио третьей производной обобщенной координаты для ато-гп датчика раоно пгоиэаедоник земного ускорения на углову» Ско-!п-;'.иь маятника [23].
",.іч эипоримоктального исследования датчика разработан спе-:.!*;, і.!>;'* стенд к иотодяка испытаний. Вид полученной осциллограи-f>! .-lis.іпан нд Г-1--2. Проведенные эксперименты, позволяет сделать crnv,jKL,-w ?-:-,;мы:
-;-!»:ьч производная оьобмэт:ой кооюдинаты может бить изиере->п-. ; и .".Ч'тчиг і'.:»вт пыг.олн^тьс я непрерывно в процегср движения;
. . .-.-... і'чйи датчик югкітрирует ::г.аак;;ть хода с погребное-
ткв не более » проценте?;
. -нижний предел измерения составляет 10 и/сЗ;
-верхним предел измерения составляет 490-500 н/сЗ;
-с увеличение нассы маятника развивается явление, выряжаю-жееся в ««зовом сдвиге между изменением скорости ускорения и сигналом снимаемой с датчика.
В хода исследований установлено, что при измерении процессов с численным значением третьей производной, превышавших 800-900 м/сЭ наблюдается отскок маятника от центрального упора.
По отсутствию резких скачков ускорения (более 50) на осциллограммах ка^мо сделать вывод, что до значений 2S0-380 н/сЗ движение является плавним для вольиинства технологических маыин. При значениях 400-4 53 м/сЗ видны значительные рывки и толчки а приводе ллат*ормы стенда, не позволяющие говорить о плавной движении.
Исследовался также датчик на основе прямого дифференцирования сигнала пути. Датчик лишен недостатков, связанных с измерением пвренеженмя' инерционной массы. Он принципиально может измерять проиэподнум обвешенной координаты левого порядка и в лнеой плоскости измерения.
*
Для исследования работы приводов с требуемой плавностью перемещения рабочих органов был разработан и изготовлен полномасштабный нспытстельный стенд и ряд гидравлических устройств управления. В качестве рабочего образца была выбрана конструкция дискового упр&ьлявеего устройства, как одна из возможных конструкції, отвечавшее задачо главного перемещения рабочих органов машина.
В ходе эксперимента определялись и регистрировались следующие параметры движения:1)скорость, посредствен датчика скорости (тахогенератор ДПР-20); 2)путь, посредством датчика пути (мнегсо-боротный резистор); 3)усксрение, посредствен разработанного датчика; 4)плабиость, посредством разработанного датчика; 5 )давле-нио в гидросистеме - датчик давления ПД-400-040. Схема непитательного ете.<да приведена на Рис.3.
При моделировании динамических процессов принимаются слодук-*ие допущения 1)гіроцгсск заполнения и опорожнения полостей, а также течение воздуха через управляющие клапана - адиаватичес»иег 2 )сжатый воздух - идеальней газ. подчиняющийся ури-жьикю с.:и»-иия; 3)потєри в трубопроводах отсутствуют, а объем труб г.*екеб>=е-химо мал; 4)утечки через закрытые клапаны, а также черва удрав-
ляхший клапан еез подачи на него сигнала управления отсутствуют; 5 )нсдуль упругости раеочей жидкости Е - const; )кинематичесісие звенья, связывают; э привод с инерционной нагрузкой, являются абсолютно жесткими.
Двихукая сила пневмопривода:
FA*(P<- A)fi,ut - /a 6q„, - /TfA $ fo ft»ft (Щ
(O
где S' - давление в полости 1 пнввмоцилиндра; <І - давление в полости 2 пнввмоцилиндра; //?&/ ~ рабочая плоцадь пневмопормня; h- механический КПД пневноиилиндра: /Пп - приведенная масса. Статическое усилие на пневноцилиндре:
где Рж, Pi/ - давление в 3 и 4 полостях гидроцилиндра; Ом г -механический КПД гидроцилиндра; гу/п -усилие холостого хода в приводе; У - коэффициент вязкого .тювния. Процесс открытия клапанов описывается выражением:
F,srv(i-e-*V.
где * - текущее время, с; fkt - максимальная проходная площадь отверстия клапана; < - показатель-степени экспоненты. Расчет расходных характеристик полостей привода производится для рабочего и холостего хода с учетсм режима истечения и отношения давлений в полостях к атмосферному давлению или давление питания лневмосети. Для рабочего ходаі
где /*// - коэффициент истечения; / - абсолютная температура. При холостом ходе массовый расход определяется .и» выражения:
п V?" Ал .,
'с «,;:> ^«н -Етм'.^сФврное давление; /% -коэффициент истечения для
случая Vn > 0.
Текущие утечки через уплотнения поршня определяются иэ вира-
хамкя s
^('-г^вп» (ъ-ъ;/р„„7 fsy
гай ^fcn» - объемный КПД поршня при номинальном . давлении; Ял» -иоминальинй расход поршня; Р## - номинальное давление
Текущей расход дросселя и утечки чаре» дрое.еел'ь при текуием давленим определяются следующий овразом; ' .
Qdf -yv Far, /ооо- falPs-Wp* s/м (fit. -P«)j re)
&Q л # (7>
где "" -твкувее значение плоиади проходного отверстия дросселя; fine -плотность рааочей жидкости;/5лу -номинальное давление дросселя утечка черва дроссель при номинальной давлении.
ХесткосТь пнеамоемстеиы и гидросистемы привода определялись по известным Формулам.
Система дифференциальных уравнений при рабочем ходе привода имеет вид:
1 * (Fa rFcj/m* J '
Л л = Vn; ,
Pz - Рг V* /(L„ f Xo- X*J~ ЯГСг /0І/пш*/(1Л +Xo - ХЛ);
P*= *(ti«, + A#n - to- fntut), (*)
где Vn^Yn .- соотвественно скорость поршня и производная скорости; Я,Л,в~$~яш*Л9нН* в соответствую*** полостях пкевмо и гмдронилинд-ро» и *к производные; " -газовая постоянная; / -авсолвт-кая температура по Кельвину: /, &Z -массовый расход первой м второй полости пмевмоцилммага; Хо - параметр мертвого пространства; Хя . - перяиеиемио поеимя; /лиг,}<ног - рабочая плошадь первого и второго пмавнепорния; ь-rt - рабочий ход порхнн пневхоцилиндра; Ач*г - утечки через дроссель при текуием -давлении ; tUn * утечки через уплотнения ПОРШНЯ.
В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ рассматривается работа .-.невиопр .водов технологическим машин с многократным изменением приведенной масси на
рабочей органе. Вводятся критерия пльвност хода и обосновывается численное выражение для его определения, как отношения р&аоты. совершенной внеинини силами, отнесенными к массе, величин* пєрє-мвкення и времени такого перенеиенмя тела.
Понятие "ллігуностм хода" может использоваться, как величина, обратная скорости ускорения. Бесконечная плавность движения относится к неподвижному телу. Приводится методика численного определения критерия плавности хода и примеры исследования различных законов движения. Предложены методики проектирования и управления приводами технологических мамин на основании критерия Плавности хода. Приведены схемы разработанных приводов.
Рассмотрено применение критерии плавности хода для организации работы привода со специальным тормозным гидравлическим устройством, для обеспечения заданного закона изменения третьей производной обобщенной координаты. Регулирование тормозного усилия обеспечивается изнененивм проходного сечения дросселя, эа счет перекрытия его отверстия круглого сечения профилированным диском, враиакиимся от иестврни. находящейся в зацеплении с рейкой-штоком силового пневмоиилиндра. Покажем на примере алгоритм расчета текущего значения проходного сечения дросселя при заданном законе движения, заданном значении скорости ускорения
: 0.4 м.
О г 80 м/cj и обшем переметеним рабочего органа /f Очевидно, ЧТО
(V OP)
«о
Хп *м- v»a*(t - **(*' /ъ));
Хп = 0,S- V»o*"3fccosfJMAJ.
Дочиоэпо» усили* на гидравлической устройстве
5 /> = a Par /пшг /0*
Рисі, Конструкция, сдзоенчсго маятникового датчика ускорения и его первой производной.
' «І.
' *
О.З
1 9V С
Л О.С і с. о.?
Рис.2. Вид осідалогра'йь', полуаемоіі при работе датчика.
rii'fel
,'V
"л" ,
і і'
г
:.r
ол
Хі-.
[,л±у
ІИі
:о
.Рііо.З. Лртгщлпяальчрл cxuaa стелда для испытания следящих пневмоприводов с несткол обратное свлзко по положению ' и гидравлическим тормозным устройством.
1 .JC
Л 4, СпииМЪация времени разгона а тормокения каретки
Рас.5..Заданные паваг.етч'и тахопат.м ллл следящего ітчйВілоп;:.івола с г.цдравлінескіім тормозом ітри про^іл'лровптпї рг^опл^грукимх
П'ЛСКОЗ.
%RvT~
N.
5^
\
S^^^S2^2i2-'
Глеб. CiiT.ri wi:iiv:,cm>. jOj,?. к-.і'"йтк:і ,va;;:;u !>Lv-L"0/'i
Pkic.7. Схе^а модернизированного привода каретки.
'in.P. Піоврпкн адекватности ігатематігшскол л хмаической 'V-'-.':".'. КО: ..!тг.;її-ірсБа"чого почвода карели.
Из диєєєрЄициЛяьнсго уравнения находим:
где гА -движущее усилие на пневмоприводе, rirxn - усилие ХОЛОСТОГО кода' исполнительного органа, при ле*еме«внии каретки с арматурно* сеткой.
ТогА* А» = Л»/^ 2 /а MM1??, W
При трехпериодной тахограмне, полагая Vitay = 1 м/с находим: ?V = 0.25с; AV/ :0.125м. Осуществляя эанедление по тахому хе закону, находим, что переиеиенио с максимальной скорость» будет равно =Э.15м. При V/г =1м/с. /яшь .=0.01257 н2. /т> =1000Н: Л»1/* =11.4 мм2. Максимальное ускорение &««/ =6.283 м/с2.
Передаточное число вариатора при /л =0.4н, угле рабочего
сектора диска тормозного устройства р = ЪЗ^ и радиусе
вестерни fim =0.05и вудвт равно: і/я- "/?' "** . =2.546.
В диссертационной Работе дан обобщенный алгоритм Расчета и Проектирования гидравлического .орноэного (управляючого) устройства И профилирования диска в функции угла поворота для обеспечения заданной скорости изменения ускорения при многократном изменении иассы изготавливаемых изделий. Примеры выбора кааэмопти-нальиого режима и кинематических параметров показами на Рис.4 И Рис.5.
В тормозной (управлявшем) устройстве предусмотрено приспособление для изменения боковых эазоРов между диском и дроссельными отверстиями при дискретной переналадке станка на новое изделие. Коррекция управления на каждом рабочем цикле (например, на каждом «are сварки арматурной сетки) может осуществляться много-секторным профилированным диском в тормозном устройстве. Недостатком такой конструкции ториоэного устройства является «олькая плоиадь еоковых стенок корпуса, находящихся под давлением рабочей жидкости и большие требования к жесткости и соосности профилированного диска. Переналадка управления станка требует достаточно больмик затрат времени и определенного ^пмта.
В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ полученные научные результаты использованы при модернизации машины многоточечная машина контактной сварки мТК-100/3.
Основним элементом, обоспечивакшім динамические характеристики машины, является привод продольного перемещения каретки. Согласно технологическому ииклу манина изготавливает арматурные каркаси нескольких типоразмеров в зависимости от диаметра прутков. Масса каркаса, изготовленного из прутков малого . диаметра состовляет 6.55 кГ, а масса каркаса изготовленного из Прутков большого диаметра'состовляет 148 кГ. Примем масса каркаса нарастает на конечну» величину посла каждого vara сварки. Масса каркасов различается почти в 22 раза. Каретка массой S3 кГ. не может компенсировать различия в массах изготавливаемых каркасов. Однократная настройка машины не обеспечивает ее работы во всем диапазоне приведенной массы. Переналадка является трудоемкой операцией и снижает производительность машины.
Расстояние от края каркаса до первого поперечного стержня определяет величину выпуска продольных стержней. По технологии предусмотрен выпуск продольных стержней на 100 мм. Смещение арматурного каркаса вследствие ударов приводит к изменению мага поперечных прутков и изменению выпуска, который выходит за допустимые пределы.
Получонные научные результаты позволили предложить проект модернизации машини НТК 100/3. В проекте активная система управления заменена пассивной, модернизирован силовой пнввмоцилиндр и введен управляющий гидроцилиндр с устройством управления. На Рис. б. и Рис.7, показан привод каретки до модернизации и после модернизации. Были разработаны математическая модель и программное обеспеченно модернизированной намины НТК 103/3 а двух вариантах. Пороий м&риант со следяшей системой управления тормозным устрой-стоом и коррекцией проходного сечения дросселирупаэго золотника по рассогласованию заданных значений перенэшения, скорости и скорости ускорения, и реализуемых значений втих параметров на адекватной математической модели. Второй вариант с жесткой мвханичес-ской связь** ретордируишего диска со штоком-рейкой пневмопривода станка. Профиль многосекторного рєтордиру»»єго диска, через ПОД-. пружиненный шток дросселирующего золотника, Обеспечивает мзнене-ими проходного соченкя для обеспечения заданного закона движения кд каждом tiзге перестановки арматурной сетки. При смене типа из-К'.»лия устанавливается новий миогос^кторный профильный диск.
Г.р?*члироианив дисков проводится по данным машинного вкспе-р«к«чіта її ft математической нодоли со следяшей системой управления.
Число контрольних точек на одном секторе диска принималось равным 20. Профиль между двумя контрольными точками во втором варианте моделировался прямой. По данным машинного эксперимента на вто-
ром варианта математической модели машины НТК 100/3 переходные процессы (см. Рис.8.) выли достаточно схожи с периходныни процессами при машинном эксперименте на математической модели со следя-пей системой управления. Погрешность позиционирования на превышает 2...6%. Величина третьей производной перемещения отличалась от заданного значения в 1.25 раза. Переход от дисковых гидравлических дросселирующих устройств в системе торможения к дросселирующим золотникам позволил повысить точность регулирования, снизить стоимость системы управления, облегчить переналадку машины на другое изделие.
При создании следящей системы управления потребуются разработанные датчики ПТПОК, как наиболее чувствительные элементы к динамическим возмущениям.
В ПЯТОЙ ГЛАВЕ рассмотрены вопросы практического применения результатов работы.
Инженерная методика расчета и проектирования пневмоприводов с гидравлическим устройством управления, величиной скорости изменил ускорения для плавного разгона и торможения исполнительного органа мамины с непрерывно изменяющейся инерционной массой в процессе изготовления изделия, использована на Межзональном комбинате железобетонных изделий "Ставропольский" для модернизации маии-ны НТК 100/3. Методика включает в сеея адекватную математическую модель пневмопривода с системой управления перемещением арматурной сетки по столу иаиины для приварки поперечных стержней, пакет прикладных программ, применительно к персональным компьютерам типа IBM PC/AT для расчета и оптимизации параметров тахограи-ны при заданных быстродействии и перемещении, для профиллировз-ния ретордкрукких дисков системы управления, для исследования динамики привода.
Инженерная методика разрабатывалась с учетом возможности использования ее для реиения аналогичных задач, применительно к пневмоприводам мамин другого технологического назначения.
Математическая модель пневмоприводов с гидравлическими устройствами управления, а так же программное обеспечение переданы СП "Логос" для практической реализации.
Результаты раеоты работы внедрены в учебный пронесе в Став-
ропольскоіі политехническом институте на ка»вдве "Технологии машиностроения и роютизированного производства" в курсе лекций "Динамика промышленных ровотов" а также при проведении лааоратор-нвмх равот по системам приводов технологических мамин.
Новизна и полезность разработок закмиена 9 А.С. СССР, из которых б А.С. выданы на позиционной пневмопривод.
В приложениях приведены акты внедрения, распечатки программ, примеры расчетов, осциллограммы вксперимянтов.
Результатом исследовании явилось дальнейшее развитие теории и практики следяших пневмоприводов с гидравлическими устройствами управления для машин с многократным изменением приведенных масс на рабочем органе. Приведенный анализ позволил выявить главные направления исследований и наметить пути решения поставленных задач при пококи использования информации о плавности движения.
Основные результаты работы.
-разработан практически применимый метод получения информация о численных значениях третьей производной оаоецвнной координаты непосредственно в процессе движения привода,
-разработан и експериментально исследован датчик ПТПОК. методика и оборудование для его исследования и тариревкя;
-разработана классификация датчиков производных высиих порядков Обобщенной координаты, определены основные способы их непосредственного измерения;
-рахреботана и исследована математическая модель датчика производной высшего порядка обобщенной косрдиисты;
-акспьрннвнтально исследованы различима режимы работы привода и получена информации о численных значениях ПТЯС»;
-на основании експериментальних исследований разработана и исследована математическая модель пневмоприаода ТК с использованием информации о третьей производной обобщенной координаты;
-обоснованно введение и определен критерий плавности хеда. как обратная величина отношения совершенной внешними силами ра*о-34: нал телом к массе этого тела, а также величине пути V Времени на котором ато изменение происходит.
-разработана теория рлеоты пневмоприводов технологических 14
наыин с нногокр&ткнм изменением приведенной массы на рабочей органе и гидравлическим устройством управления на основании критерия плавности хода. Выполнены теоретические' исследования различный режимов движения и остановки приводов. Обоснованы оптимальные закони движения равочих органов махини на основании критерия плавности хода.
-разработана методика проектировочного расчета пневмопривода ТМ с гидравлический устройством управления с использованием критерия плавности хода;
-раэравотан метод профилирования Ретордирувиих многосектор-ных дисков гидравлической системы управления;
-разработаны конструкции следявих пневмоприводов наыин на основании разработанной теории движения. Разработки выполнены на уровне изобретений, проведена правовая завита конструкций. Получены авторские свидетельства 1455063, 1521935, 16050-43.
-разработана методика управления приводом реализующая обратную связь по третьей производной обобаенной координаты;
-исследована математическая модель пневмопривода ГМ с датчиком и гидравлическим устройством управления в Режиме реализации обратной связи по ПТПОК. Обоснована необходимость и достаточность использования в качестве параметра Обратной связи в приводе ТИ информации о третьей производной обобкенной координаты;
-на основании разработанной теории движения и методики проектировния выполнен проектировочный расчет для модернизации пневмопривода мамины многоточечной контактной сварки НТК 100/3.
-выравотаны рекомендации по практическому использование информации о скорости ускорения в системах управления.