Електромеханічні системи роботів і верстатів

Мета вивчення дисципліни:

надання майбутнім бакалаврам глибоких уявлень в області структури і принципів дії елементів електрообладнання і електроприводів робочих і допоміжних рухів роботів і металообробних верстатів, в області структури і принципів дії електромеханічних систем автоматизації технологічних процесів, що забезпечують підвищення продуктивності праці, поліпшення якості продукції, скорочення частки ручної праці, економію матеріальних та енергетичних ресурсів. Це повинно стати основою для практичної діяльності в області розробки та експлуатації автоматизованих електромеханічних систем для машинобудування.
Практичне значення та використання отриманих знань:
навчальна дисципліна надає студентам можливості навчитися вирішувати завдання вибору і проектування елементів електрообладнання і електроприводів робочих і допоміжних рухів роботів і верстатів, аналізу та синтезу структури і параметрів електромеханічних систем автоматизації технологічних процесів.
Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекційні заняття

Лекція 1. «Призначення, склад та класифікація елементів електрообладнання роботів».
Лекція 2. «Розрахунок навантажень і вибір двигунів робочих рухів роботів».
Лекція 3. «Застосування роботів в гнучких виробничих модулях та ділянках».
Лекція 4. «Електроприводи робочих та допоміжних рухів і електрообладнання токарних верстатів».
Лекція 5. «Електроприводи робочих та допоміжних рухів і електрообладнання карусельних і стругальних верстатів».
Лекція 6. «Електроприводи робочих та допоміжних рухів і електрообладнання фрезерних верстатів».
Лекція 7. «Електроприводи робочих та допоміжних рухів і електрообладнання шліфувальних верстатів».
Лекція 8. «Розрахунок навантажень та вибір двигунів робочих рухів металообробних верстатів».
Лекція 9. «Регулювання швидкості електроприводів головного руху металообробних верстатів».
Лекція 10. «Регулювання швидкості електроприводів подач роботів і верстатів».
Лекція 11. «Призначення, склад та класифікація автоматизованих систем керування технологічними процесами металообробки. Обґрунтування ефективності застосування систем стабілізації швидкості різання і швидкості деталі».
Лекція 12. «Система стабілізації швидкості різання зі зворотним зв’язком за цією швидкістю. Система з датчиком діаметра і функціональним перетворювачем».
Лекція 13. Розрахунок статичних характеристик систем стабілізації швидкості. Система стабілізації подачі на оберт заготівки.
Лекція 14. «Обґрунтування ефективності застосування систем стабілізації силових параметрів металообробки. Структура системи стабілізації потужності різання».
Лекція 15. «Розрахунок статичних характеристик, стійкість і корекція систем стабілізації потужності різання.».
Лекція 16. «Технічна реалізація датчиків і регуляторів систем керування режимами металообробки».
Лекція 17. «Системи регулювання переміщень електроприводів роботів і верстатів. Спостережні електроприводи».
Лекція 18. « Системи числового програмного керування роботами і верстатами»

Практичні заняття

Практичне заняття №1. «Розрахунок крутильних моментів і вибір двигунів подачі роботів і верстатів».
Мета заняття: придбання уміння розраховувати навантаження електроприводів роботів і верстатів.
Практичне заняття №2. «Розрахунок швидкостей виконавчих органів верстатів».
Мета заняття: придбання уміння розраховувати виконавчих органів верстатів для забезпечення заданих умов обробки.
Практичне заняття №3. «Розрахунок параметрів та характеристик електромеханічної системи стабілізації швидкості різання».
Мета заняття: придбання уміння розраховувати параметри і характеристики електромеханічної системи стабілізації швидкості різання.
Практичне заняття №4. «Розрахунок параметрів і характеристик електромеханічної системи стабілізації потужності різання».
Мета заняття: придбання уміння розраховувати параметри і характеристики електромеханічної системи стабілізації потужності різання.

Лабораторні заняття

Лабораторне заняття №1. «Дослідження схеми керування завантажувальним роботом».
Мета заняття: навчитися обирати і перевіряти за нагріванням двигуни короткочасного режиму..
Лабораторне заняття №2. «Дослідження схеми керування допоміжними рухами переміщення і закріплення траверси карусельного верстата».
Мета заняття: придбання уміння розраховувати динамічні навантаження і будувати навантажувальні діаграми електропривода.
Лабораторне заняття №3. «Дослідження тахограми електропривода головного руху стругального верстата».
Мета заняття: придбання уміння використовувати метод середніх втрат для перевірки двигунів за нагріванням.
Лабораторне заняття №4. «Дослідження схеми керування рухом подачі стола плоскошліфувального верстата».
Мета заняття: придбання уміння використовувати метод еквівалентного моменту для перевірки двигунів за нагріванням.
Лабораторне заняття №5. «Дослідження статичних характеристик системи стабілізації потужності різання фрезерного верстата».
Мета заняття: навчитися обирати і перевіряти за нагріванням двигуни повторно-короткочасного режиму.
Лабораторне заняття №6. «Дослідження динамічних характеристик системи стабілізації потужності різання фрезерного верстата».
Мета заняття: навчитися перевіряти асинхронні двигуни за припустимою частотою вмикань.
Лабораторне заняття №7. «Дослідження датчика потужності різання».
Мета заняття: навчитися розраховувати втрати енергії в усталених режимах електропривода з двигуном постійного струму.
Лабораторне заняття №8. «Дослідження датчиків потужності двигунів головного руху верстатів».
Мета заняття: навчитися розраховувати втрати енергії в усталених режимах електропривода з асинхронним двигуном.
Лабораторне заняття №9. «Дослідження системи регулювання переміщення роботів та верстатів».
Мета заняття: навчитися обирати і перевіряти за нагріванням двигуни короткочасного режиму.

Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Розрахунок навантажень і вибір двигунів робочих рухів роботів».
Лекція 2. «Система стабілізації швидкості різання зі зворотним зв’язком за цією швидкістю. Система з датчиком діаметра і функціональним перетворювачем».

Практичні заняття

Практичне заняття №1. «Розрахунок крутильних моментів і вибір двигунів подачі роботів і верстатів».
Мета заняття: придбання уміння розраховувати параметри і динамічні характеристики електропривода в перехідному процесі.

Лабораторні заняття

Лабораторне заняття №1. «Дослідження схеми керування завантажувальним роботом».
Мета заняття: навчитися обирати і перевіряти за нагріванням двигуни короткочасного режиму..
Лабораторне заняття №2. «Дослідження схеми керування допоміжними рухами переміщення і закріплення траверси карусельного верстата».
Мета заняття: придбання уміння розраховувати динамічні навантаження і будувати навантажувальні діаграми електропривода.
Індивідуальна робота

Для денної форми здобуття освіти
Курсова робота (для здобувачів очної та заочної форм навчання)

Мета курсової роботи – є придбання навичок обґрунтування і прийняття технічних рішень при виборі електропривода робочого руху, розрахунку і виборі елементів автоматизованої системи керування технологічним процесом металообробки. У процесі виконання курсової роботи студенти повинні навчитися застосовувати на практиці теоретичні знання, систематизувати їх, поглибити і розширити.
Здобувач отримує завдання на першому практичному занятті.
Пояснювальна записка містить 30-35 сторінок Кількість розділів – 2. Графічна частина – немає.
Змістовна послідовність виконання роботи.
Частина 1. Вибір і розрахунок електропривода робочого руху
1.1 Опис верстата, технологічного процесу і формулювання вимог до системи керування.
1.2 Вибір системи електропривода та приводного двигуна, розрахунок параметрів силового ланцюга.
1.3 Розрахунок параметрів регуляторів та ланцюгів зворотних зав’язків електропривода.
Частина 2. Розробка системи керування електроприводом для підвищення продуктивності обробки.
2.1 Розробка структури системи керування технологічним процесом металообробки.
2.2 Розрахунок статичних характеристик системи керування технологічним процесом металообробки.
2.3 Розрахунок перехідних процесів у системі керування технологічним процесом металообробки.
2.4 Розробка принципової схеми системи керування.
2.5 Інженерна оцінка результатів роботи.
Захист курсової роботи – протягом останнього навчального тижня семестру.

Для заочної форми здобуття освіти

Контрольна робота

Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 3 практичних завдання.
Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посібника.
Практичні завдання: 1. Розрахунок електропривода головного руху верстата.
2. Розрахунок параметрів і системи стабілізації швидкості різання.
3. Розрахунок параметрів і системи стабілізації потужності різання.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1) Захисту практичних робіт. Захист проводиться на підставі оформлених звітів по кожній роботі. Сумарний бал по захисту практичних робіт становить 10 балів.
2) Захисту лабораторних робіт. Захист проводиться на підставі оформлених звітів по кожній роботі. Сумарний бал по захисту лабораторних робіт становить 30 балів.
3) Двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів.
4) Курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.
Для заочної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1. Практичної роботи. Бездоганне виконання роботи оцінюється у 10 балів
2. Двох лабораторних робіт. Бездоганне виконання кожної роботи оцінюється у 10 балів
3. Контрольної роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 40 балів, захист роботи – 30 балів.
4. Курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів.

Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.