Proiect Velicu.docx

Tema de proiect

Sa se proiecteze lantul cinematic de pozitionare a mesi pe axa X al unei masini de prelucrat prin EDM electrod masiv tip Sodick AP1L

Se cunosc urmatoarele specificati tehnice Sodick AP1L

Introducere AP1L Masina cu comanda numerica CNC este un dispozitiv de pozitionare in coordonat XoY iar in functie de utilizare poate sa indeplineasca urmatoarele: -deseneze -sculpteze -gaurire cu precizie ridicata

O masina unealta de tip CNC trebuie sa indeplineasca mai mute conditii pentru a realiza o prelucrare precisa a pieselor. Urmatoarele specificati indeplinesc o buna functionare necesara a dispozitivelor CNC. -Utilizarea ghidajelor de rostogolire si celor hidrostatice avand efecte favorabile asupra preciziei miscarii de translatie,asura coeficientului de amortizare a vibratiilor,asupra reducerii incalzirii prin miscsorarea coeficientului de frecare,asupra rigiditatii ghidajului. -Utilizarea unor motoare de actionare cu turatie reglabila continuu,in limite largi-reversibile: (-motoare de current continuu,motoare asincrone comandate prin convertizoare de Hz),fapt care permite scurtarea lanturilor cinematice de avans si cresterea preciziei cinematice. CAPITOLUL 1 PREZENTAREA MASINII DE PRELUCRAT PRIN PRELUCRARE CU ELECTROD MASIV TIP AP1L – SODICK Pentru a satisface nevoia pentru o precizie de prelucrare mai mare, masina Sodick AP1L satisface cerintele de prelucrare ultraprecisa si ofera solutii de mini- si micromasinare. Productia este imbunatatita prin functii de automatizare pentru a reduce operatiile manuale. Electrozii necesita o tehnologie revolutionara pentru a asigura prelucrarea ultraprecisa de mare viteza in materiale dure si dificil de prelucrat.

Fig 1.Masina AP1L-Sodick

Prezentare Axe cu motoare liniare. Axe cu motoare liniare (standard - axele X,Y,U,V)

Cea mai buna precizie de prelucrare & rugozitate de 0.2 µm Ra Avantajele motoarelor liniare:    

- elimina suruburile cu bile; - nu exista jocuri sau miscare pierduta; - cea mai buna geometrie a piesei & finisare cu numar redus de treceri; - mai putine ruperi de fir,viteza ridicata de taiere nu necesita intretinere.

Principiul de functionare al motoarelor liniare 

Motoarele liniare contin aceleasi componente ca si servomotoarele (magneti & bobine de cupru).Un motor liniar este un servomotor desfasurat.Cand trece curentul prin bobine, se creaza un curent care se respinge cu magnetii.



Motorul este cel care deplaseaza axele, prin urmare nu este necesar surubul cu bile..



Fig 1.1 Vederea din lateral

Fig 1.2 Vederea din fata

Fig 1.3 Vederea de sus

CAPITOLUL 2 STRUCTURA LANTULUI CINEMATIC

Fig 2.1 Schema generala de principu a unui sistem de reglare automata a interstitiului de lucru I-Generator de impulsuri II-SIstem de conducere si comanda,care se compune din:

2.Convertizor 3.Comparator 4.Potentiometru de referinta 5.Amplificator III-Sistem de actionare IV-Sistem de executie 8.Electrod 9.Dielectric 10.Piesa

Fig 2.2 Vedere lant Date cunoscute: Cursa ansamblului deplasabil: 300 mm Precizia de pozitionare: 0,25 µm Dimensiunile de gabarit ale mesei: 360 X 220 mm Dimensiunile de gabarit ale cuvei 503X349X250 Greutatea maxima a piesei: 3.135kg Viteza de deplasare rapida: 0.8 m/min Nivelul maxim de umplere: 85% Grosimea

maxima a mesei: 60-70mm; 75% coeficientul de umplere.

Greutatea piesei

Masa masini

Greutatea cuvei:

Greutatea cuvei = 16.65 kg Greutatea mesei = 25.34 * 85% = 21.53kg 3) Greutatea maxima a dielectricului: Nivelul maxim de umplere: 85% Densitatea dielectricului: 1000kg/m³ (volumul cuvei: 503X349X250 = 43886.75 mm³ = 0.0043 m³ ) Greutatea maxima a dielectricului: 1000 X 0.0043 X 85/100 = 3.65 Kg 4) Greutatea max a piesei: 3.135 kg=31N Masa maxima a ansamblului = 16.65+21.53+3.65+3.135 = 44.97kg Fp-forta de prestrangere: 50N

In vederea alegerii motorului trebuie să cunoaştem următoarele date si anume - diametrul şurubului conducător dsc= 30mm; - lungimea şurubului lsc=260mm; - pasul şurubului psc= 5mm;

- forţa de avans Fw= 15000N; - forţa de prestrangere a ghidajelor Fp= 50N; - greutatea ansamblului elementului mobil Gtot= 28000N; - momentul de inerţie al rotorului electric Jm = 3.71 x 10-5 kgm2 ; - caracteristica in bucla de reacţie kg= 30 s-1; - turaţia motorului in faza de deplasare rapidă nmax= 2000rot/min; - timp de accelerare a motorului electric ta1=0.1 şi ta2=0.2s; - timp de accelerare a motorului electric in faza de accelerare Ta( se calculează) in Nm; -L= psc este lungimea parcursă de elementul mobil la o rotaţie completă a arborelui motorului electric. Lp=psc=5mm. - momentul de frecare dintre şurub şi piuliţă Tf= 0.2 Nm; - momentul necesar la arborele motorului la funcţionare in sarcină, respectiv, fără sarcină, TM TMo in Nm; - momentul nominal al motorului electric (precizat in catalog); - coeficientul de frecare dintre elementul mobil şi ghidaje cu elemente intermediare μ= 0.05 - randamentul total al mecanismului din structura lanţului cinematic de avans este η= 0.09 Pentru această etapă de calcul se impun următoarele: -momentul TMO determinat numai in funcţie de greutatea totală a maselor in mişcare de translaţie şi frecărilor in regim de funcţionare fără sarcină este de obicei foarte mic; o pondere insemnată asupra momentului o exercită prestrangerea din ghidaje şi calitatea suprafeţelor active ale acestora; forţele de frecare sunt influenţate de mediul in care se realizează ungerea din ghidaje; Calculul in regim static al momentului necesar Forţa axială .Aceasta acţionează pe direcţia mişcării de avans Fără sarcină:

FA=μ(g+Fp)=0.05*(229.192*10+50)=117.096N In sarcină: F A =15000 + 0.05*(229.192 *10 + 50) =15117.096N Momentul necesar la arborele motorului electric. Se determină cu urmatoarea relatie de calcul: Fără sarcină: TM=10-3

(𝐹𝐴 ∗𝐿)

(117.096∗5)

2𝜋n

2𝜋∗0.09

+Tf=: TM=10-3

+0.2=1.23Nm

In sarcină (𝐹𝐴 ∗𝐿)

(15117.096∗5)

2𝜋n

2𝜋∗0.09

: TM=10-3

+Tf=: TM=10-3

+0.2=133.93Nm

In funcţie de valoarea maximă rezultată pentru momentul TM, se alege conform catalogului motorul de curent alternativ şi caracteristicile de bază ale acestuia (nmax şi momentul nominal Ts). Iar motorul ales este 1FT5-136-OSC71 avand turaţia maximă de 2000 rot/min, iar momentul maxim este de 270 Nm. Calculul momentului de regim dinamic: Calculul momentului de inerţie Pentru o structură specifică lanţului cinematic de avans/poziţionare se determină momentul de inerţie al fiecărui element structural in parte, după care se calculează momentul de inerţie redus la arborele motorului electric. Pentru elementele structurale, momentul de inerţie se determină astfel: Jsc=0.77*10-68dsc*lsc=0.77*10-6*30*260=0.06kgm2 Elementul de structură cu mişcare de translaţie produsă de mecanismul şurubpiuliţă (masă, sanie) mtot=500kg - mtot este suma maselor elementului mobil, piesei semifabricat şi dispozitivului.

Jt=0.003kgm2