Конструирование мехатронных модулей
1 Исходная информация, чертежи, требования производства.
2 Автоматизированное проектирование технологического производства, разработка технической характеристики станка (модуля)
3 Технологическое обоснование разработки оборудования
4 Предварительное автоматизированное проектирование оборудования
5 Разрабатываются методы повышения тех-эк показателей (ТЭП) оборудования
6 Соответственный расчет ТЭП заданными
7 Моделирование приводов несущей системы и отдельных деталей оборудования
8 Уточнение конструкции и алгоритмов управления
9 Технологическая подготовка производства и изготовления станка
10 Соответствие фактических ТЭП к заданным
11 Исследование станка
12 Изготовление серийного образца
Модуль должен обеспечивать осуществление управляемого технологического процесса с изменяющимися условиями обработки, оснащен необходимыми функциональными подсистемами, датчиками, информационными связями. Модуль должен отвечать условию повышенной управляемости – изменению режима резания в процессе обработки (оптимальные габариты, рациональная конструкция).
Проектирование модуля главного движения включает выполнение следующих этапов:
1. Составление технического задания на проектирование модуля станка
2. Анализ схем обработки и методов формообразования деталей: назначение детали, ориентация базирующих поверхностей, показатели качества детали, характеристики материала с учетом термообработки, параметры группы детали, маршрутная технология, сведения о выполняемых операциях на станке с ЧПУ, предложения по уточнению технологии.
3.Определение основных технических характеристик модуля: основные технологические условия использования оборудования, основные переходы, характер обработки, нормативы режима резания.
4.Определение функциональных подсистем модуля и разработка структуры: анализ станка-аналога, разработка структуры, алгоритм выполнения переходов, оптимальная скорость и оптимальная глубина резания, повышенная точность, наименьшая шероховатость, ФПС, определяющая необходимые датчики.
5. Разработка структуры модуля: эскиз компоновки станка с перечислением основных частей, эскиз компоновки модуля, достоинства и недостатки, ссылка на станок-аналог.
6. Уточнение компоновок станка и модуля
7. Разработка кинематической схемы привода модуля главного движения
8. Определение расчетных нагрузок и проектные расчеты деталей
9.1. Уточнение к.п.д. привода модуля
9.2. Уточнение номинальной мощности приводного электродвигателя
9.3. Определение мощности на валах привода модуля
9.4. Определение расчетных значений частот вращения валов и зубчатых колес
9.5. Определение расчетных значений крутящих моментов
10. Предварительная разработка конструкции модуля
11. Уточнение конструкции модуля
Классификация сложенных структур.
1. В зависимости от количества дополнительных структур:
-- структура класса А (с одной дополнительной структурой);
-- структура класса Б (с 2-мя дополнительной структурой);
-- структура класса В;
-- структура класса Д.
2. В зависимости от способа подсоединения дополнительных структур:
-- класс Б, с параллельном подсоединением доп. стр.;
-- класс В, с последовательным подсоединением доп. стр.;
-- класс Д, с параллельно-последовательным подсоединением доп. стр.
3. В зависимости от способа соединения основной структуры с выходным валом сложенные структуры подразделяются:
I. Подсоединение осуществляется с помощью зубчатой передачи;
II. Подсоединение осуществляется с помощью муфты;
III. Основная структура не соединяется с выходным валом.
Примеры:
Обобщенная структура привода модуля станка
Раздельная компоновка
iv1=(1,1м,2,_)
iv2=(1,2,...,_)
iv3=(1,1м,2,_ )
iv4=(1,..)
Применение сложенных структур позволяет увеличить количество скоростей (z),повысить КПД привода, за счет того, что высокие скорости передаются по короткой цепи.