Методические указания к контрольно-курсовой работе по курсу (стр. 2 из 7)
Рисунки и таблицы выполняются непосредственно на листах записки, графики - на миллиметровке в формате А4, а затем подшиваются к записке.
Результаты моделирования должны быть приведены в виде машинных документов (распечаток).
При выполнении вычислений приводится сначала вывод расчетных формул в общем виде, затем после подстановки в нее численных значений и, наконец, результат с указанием размерности.
Расшифровка символов, входящих в формулу, должна быть приведена непосредственно под формулой (если они не были введены ранее).
При использовании литературных источников (например, при выборе
расчетной формулы т.д.) обязательно делается ссылка на источник в квадратных скобках.
4. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РАБОТЫ К ЗАЩИТЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ЕЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Защита работы проводится перед комиссией, состав которой утверждается кафедрой. Перед защитой к указанному в задании сроку студент представляет контрольно-курсовую работу на заключение руководителю. Заключение руководителя должно быть подписано и указана дата возврата работы студенту. После этого работа направляется на рецензию. Рецензент по представленным студентам материалам проставляет оценку по расчетно-пояснительной записке, соответствию требованиям ГОСТов, обоснованности разработки и общую оценку.
При подготовке к защите контрольно-курсовой работы студент составляет доклад, рассчитанный на 5 - 7 минут. В докладе должна быть сформулирована поставленная задача, изложена пути и методы ее решения, полученные результаты. По результатам доклада, ответам на вопросы и представленной работе проставляются соответствующие баллы: за рецензию до 5-ти баллов; за доклад – до 20-ти, за защиту – до 35-ти; за контрольно-курсовую работу –до 40-ка. Все оценки за контрольно-курсовую работу проставляются в ведомость, а итоговая в зачетную книжку студента и подписывается председателем комиссии.
После каждого дня защиты расчетно-пояснительные записки защищенных контрольно-курсовых работ сдаются председателем комиссии на хранение ответственному на кафедре лаборанту.
5. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНО-КУРСОВОЙ РАБОТЫ
5.1. Общие положения о системах числового программного управления
Из классической теории автоматического управления известно, если в системе автоматического управления (САУ) входной сигнал х(t)=const, то такая система управления называется системой стабилизации; если х(t) изменении по определенному, заранее известному закону, то она является системой программного управления; если закон изменения х(t) заранее не известен, то она является следящей системой.
При автоматизации производства, когда выпускаемые изделия быстро меняются, широкое распространение нашли станки, оснащенные системами числового программного управления (ЧПУ).
Функцией управляющего устройства в системах ЧПУ является формирование входного сигнала в соответствии с заданной программой и преобразование его в сигнал U(p), который управляет приводом подач. Привод обеспечивает перемещение рабочего органа по координате, например X. Если в процессе обработки детали используется информация о результатах управления, то есть осуществляться контроль за перемещением или за качеством обработки, то такие системы ЧПУ называются замкнутыми. Основными элементами этих систем (рис. 1) являются следующие элементы:
1.Блок задания программы (БЗП);
2.Усилитель рассогласования (ЭУ);
3.Корректирующее устройство (КУ);
4. Датчик обратной связи по перемещению (ДОС);
5.Следящий привод подач (ПП);
6.Механический модуль станка (М).
Если система ЧПУ незамкнута, то есть в процессе управления не используется информация о результатах управления, то такая система называется разомкнутой. Ее структурная схема (рис. 1) не включает обратные связи по регулируемым параметрам (ДОС).
Рис.1. Замкнуты системы ЧПУ
Передаточная функция такой системы определяется через произведение всех передаточных функций устройств, входящих в систему, начиная от входного воздействия u(t).
. (1)При наличии обратной связи
. (2)Передаточная функция замкнутой системы ЧПУ имеет вид
(3)сигнал ошибки в этом случае можно выразить следующим образом:
, (4)где передаточная функция системы по ошибке
. (5)Для компенсации возмущений, отражающихся на качестве обработанной поверхности и на точности, вводится, как правило, компенсирующее устройство, которое измеряет возмущение непосредственно в процессе обработки и формирует специальный сигнал, нейтрализующий его действие.
Поскольку система ЧПУ управляет несколькими движениями, то переменные сигналы являются векторами. Например для трехмерной системы, управляющее воздействие U=(u1(t), u2(t), u3(t)); сигнал ошибки E=(e1(t), e2(t), e3(t)); сигнал обратной связи Uy=(uy1(t), uy2(t), uy3(t)); сигнал помехи F=(f1(t), f2(t), f3(t)); перемещение рабочего органа станка Y=(y1(t), y2(t), y3(t)).
Особенность расчета такой системы управления заключается в сложности учета влияния на качество обработки всех координат, каждая из которых вносит свою долю искажений контура обрабатываемой детали.
При расчете и выборе основных элементов системы ЧПУ необходимо учитывать предназначение каждого элемента, а также взаимодействие его с другими элементами, т. е. каждое устройство рассматривать с точки зрения всей системы. Так, электронный усилитель предназначен для увеличения сигнала ошибки е(t), однако величина его коэффициента усиления будет ограничена требованием устойчивости системы в целом. Корректирующее устройство формирует желаемые динамические характеристики всей системы и отфильтровывает помехи.
В системах ЧПУ в каждый момент времени управление может осуществляется либо по одной, либо по двум или трем координатам одновременно, в соответствии с этим первые системы называются позиционными, вторые – контурными.
В контурных системах управления поверхность детали формируется за счет одновременного согласованного движения режущей кромки резца относительно заготовки по двум или трем координатам. В процессе обработки между скоростями перемещений по координатам непрерывно поддерживается функциональная зависимость. Такими системами ЧПУ оснащаются станки фрезерной и токарной групп. На этих станках обрабатываются детали типа штампов, кулачков, лопаток турбин, валов с фасонной поверхностью и др.
При растачивании или сверлении отверстий в деталях, а также при фрезеровании отдельных плоскостей и участков, ограниченных прямыми, параллельными осям координат, задачей системы управления являются либо установочные перемещения рабочего органа, либо перемещения при обработке, но по одной из координат. Системы такого типа называются позиционными.
Современные системы ЧПУ, обеспечивают либо контурное, либо позиционное управление в зависимости от вида обрабатываемой детали и характера решаемой технологической задачи. В общем случае передаточная функция разомкнутой системы ЧПУ может быть представлена в виде
. (6) 
С определенной степенью точности разомкнутый контур позиционного управления можно представить звеном меньшего порядка
, (7)где k- добротность позиционного контура управления системы;
t1 и t2-постоянные времени корректирующего устройства (или устройства управления);
Т1 и Т2 -постоянные времени рабочего органа и привода подач соответственно;
- колебательность или коэффициент затухания системы.Наиболее часто в МРС встречаются системы ЧПУ замкнутые по величине перемещения рабочего органа. Обобщенная структурная схема контура управления системы ЧПУ по одной управляемой координате представлена на рис. 2.
Рис.2. Обобщенная структурная схема контура позиционного управления
На рис. 2 показана структурная схема контура позиционного управления с единичной обратной связью.
5. 2. Позиционные СЧПУ.
Расчет позиционных систем ЧПУ производится из условия обеспечения их устойчивости. В качестве типового режима принимается режим отработки ступенчатого выходного воздействия.
Устойчивость системы является необходимым, но не достаточным условием работоспособности системы. Важно также обеспечить еще и требуемое качество переходных процессов. Качество переходного процесса численно характеризуется следующими показателя:
а) временем переходного процесса (tпп) (рис. 3), которое определяется как интервал времени от начала переходного процесса до момента вхождения процесса в пятипроцентную зону;