Preview

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Разработка автоматизированного электропривода системы управления двухкоординатным станком сварки

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-5-382-388

Полный текст:

Аннотация

В статье рассматривается двухкоординатный станок сварки. Подобное оборудование используется с целью получения сварочных швов на различных элементах металлоконструкций высокого качества. Основной недостаток имеющегося оборудования заключается в том, что работа на данном станке в настоящее время выполняется вручную. Это операция является достаточно опасной и монотонной. Кроме того, в качестве основного привода системы используется гидропривод. Обоснована замена гидропривода двухкоординатного станка сварки на электропривод с целью повышения КПД всей системы. Выполнена разработка автоматизированного электропривода двухкоординатного станка сварки закладных, управляемого на базе программируемого логического контроллера. Проведено проектирование электропривода объекта. Реализован выбор необходимых элементов разработанной системы автоматизации. На основе технологического процесса разработан алгоритм, который позволяет автоматизировать процесс сварки закладных. Данный алгоритм предусматривает необходимые меры безопасности, осуществляя самодиагностику на этапе запуска системы. С целью проверки работоспособности разработанного алгоритма выполнено моделирование автоматизированного электропривода с помощью программного обеспечения Matlab Simulink. Система содержит два внутренних и три внешних контура, осуществляющих контроль необходимых параметров: скорости, тока, момента, потокосцепления и усилия. Получены динамические характеристики представленных параметров, подтверждающие работоспособность разработанной системы автоматизированного электропривода. Проведен экономический расчет предлагаемой к внедрению системы автоматизации. Суммарные затраты на модернизацию составят порядка 55 тыс. рублей при сроке окупаемости около одного года.

Об авторах

К. В. Лицин
Южно¬Уральский государственный университет
Россия

Лицин Константин Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Мехатроника и автоматизация»

454080, Челябинск, пр. Ленина, 76



А. В. Цуканов
Новотроицкий филиал НИТУ «МИСиС»
Россия

Цуканов Андрей Витальевич, студент

426359, Оренбургская обл., Новотроицк, ул. Фрунзе, 8



Список литературы

1. Pancrecious J.K., Ulaeto S.B., Ramya R., Rajan T.P.D., Pai B.C. Metallic composite coatings by electroless technique – A critical review // International Materials Reviews. 2018. Vol. 63. No. 8. P. 488–512. https://doi.org/10.1080/09506608.2018.1506692

2. Setareh M., Parniani M., Aminifar F. An analytic methodology to determine generators redispatch for proactive damping of critical electromechanical oscillations // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. 2020. Vol. 123. Article 106301. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2020.106301

3. Sames W.J., List F.A., Pannala S., Dehoff R.R., Babu S.S. The metallurgy and processing science of metal additive manufacturing // International Materials Reviews. 2016. Vol. 61. No. 5. P. 315–360. https://doi.org/10.1080/09506608.2015.1116649

4. Wu Q., Xu W., Zhang L. Machining of particulate-reinforced metal matrix composites: An investigation into the chip formation and subsurface damage // Journal of Materials Processing Technology. 2019. Vol. 274. Article 116315. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.116315

5. Li Y., Han Q., Horvath I., Zhang G. Repairing surface defects of metal parts by groove machining and wire + arc based filling // Journal of Materials Processing Technology. 2019. Vol. 274. Article 116268. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.116268

6. Yang J., Hu A., Li Y., Chandra Saha D., Yu Z. Heat input, intermetallic compounds and mechanical properties of Al/steel cold metal transfer joints // Journal of Materials Processing Technology. 2019. Vol. 272. P. 40–46. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.05.004

7. Sames W.J., List F.A., Pannala S., Dehoff R.R., Babu S.S. The metallurgy and processing science of metal additive manufacturing // International Materials Reviews. 2016. Vol. 61. No. 5. P. 315–360. https://doi.org/10.1080/09506608.2015.1116649

8. Официальный сайт АО «Рифар». Режим доступа: https://rifar.ru/

9. Соколов В.А., Саяпин Ю.А., Шестель Л.А. Контроль сварных соединений при сварке труб, сваренных при помощи закладных нагревателей // Техника и технологии машиностроения: Материалы VIII Международной научно-технической конференции. 2019. № 7. С. 131–133.

10. Зыкина Е.А., Букреев М.В., Чепик А.А. Модернизация учебного сварочного оборудования для повышения качества подготовки специалистов сварочного производства в нефтегазовой отрасли // Вестник современных исследований. 2018. № 4.2(19). С. 233–234.

11. Buyuk M., Inci M., Tan A., Tumay M. Improved instantaneous power theory based current harmonic extraction for unbalanced electrical grid conditions // Electric Power Systems Research. 2019. Vol. 177. Article 106014. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2019.106014

12. Онищенко Г.Б. Автоматизированный электропривод промышленных установок. М.: РАСХН, 2001. 509 с.

13. Басков С.Н., Лицин К.В., Радионов А.А. Определение углового положения ротора синхронного двигателя в режиме векторноимпульсного пуска // Вести высших учебных заведений Черноземья. 2014. № 4. С. 3–8.

14. Mao H., Xiao J. Real-time conflict resolution of task-constrained manipulator motion in unforeseen dynamic environments // IEEE Transactions on Robotics. 2019. Vol. 35. No. 5. P. 1276–1283. https://doi.org/10.1109/TRO.2019.2924556

15. Hong J., Wang Z., Zhang T., Zhang Y., Li Y. Research on integration simulation and balance control of a novel load isolated pure electric driving system // Energy. 2019. Vol. 189. Article 116220. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116220

16. Baskov S.N., Litsin K.V. Determination of the angular position of the rotor of asynchronous motor by connecting a high-frequency signal in the excitation winding // Proceedings of 2015 Int. Siberian Conf. on Control and Communications (SIBCON). 2015. http://doi.org/10.1109/SIBCON.2015.7146993

17. Бурулько Л.К., Дементьев Ю.Н. Электрооборудование промышленности. Электроприводы промышленных механизмов и устройств: Учебное пособие. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. 180 с.

18. Zhou L., Tokekar P. Sensor assignment algorithms to improve observability while tracking targets // IEEE Transactions on Robotics. 2019. Vol. 35. No. 5. P. 1206–1219. https://doi.org/10.1109/TRO.2019.2920749

19. Стаценко А.В. Модель асинхронного двигателя для анализа энергетических показателей в программной среде MATLAB Simulink // Colloquium-Journal. 2018. № 1–1(12). P. 27–33.

20. Лицин К.В., Гусев А.А., Ковальчук Т.В. Исследование электропривода системы подачи шлакообразующей смеси в кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок // Известия вузов. Электромеханика. 2018. Т. 61. № 5. С. 38–43.


Для цитирования:


Лицин К.В., Цуканов А.В. Разработка автоматизированного электропривода системы управления двухкоординатным станком сварки. Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2021;64(5):382-388. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-5-382-388

For citation:


Litsin K.V., Tsukanov A.V. Automated electric drive for the control system of two-coordinate welding machine. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2021;64(5):382-388. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-5-382-388

Просмотров: 55


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)