Глава 2. Современные компьютерные технологии при проектировании высокомоментного линейного привода с цифровым программным управлением

Привод линейный синхронный представляет собой комплектный привод прямого действия на базе однокоординатного синхронного линейного двигателя на опорах качения с линейными подшипниками. Управление приводом осуществляется от унифицированного блока управления, входящего в состав привода.

Высокомоментный линейный привод с цифровым программным управлением предназначен для использования в оборудовании, применяемом при нарезке металла, раскрое ткани и других областях, в которых требуется перемещение вдоль одной или нескольких координат с некоторой заданной скоростью и точностью. Привод включает линейный двигатель с постоянными магнитами из редкоземельных металлов и блок управления, содержащий модуль память и микропроцессор. Блок управления осуществляет связь привода с управляющей ЭВМ, отслеживает отработку заданных параметров функционирования, осуществляет контроль за точностью отработки координаты.

Привод ПЛС представляет собой безжелезную конструкцию синхронного линейного двигателя, т.е. пиковая тяга двигателя ограничена только возможностями блока управления и максимально допустимой рассеиваемой мощностью подвижной катушки. Отсутствие в магнитной цепи двигателя железных элементом с насыщением обеспечивает отсутствие зубцового эффекта при перемещении катушки.

Индуктор перемещается относительно статора свободно за счет конструктивного зазора. Магнитный зазор между подвижной и неподвижной частями составляет несколько десятых долей миллиметра. Индуктор опирается на линейные направляющие, закрепленные на корпусе. Расположенная на катушке двухфазная обмотка при питании каждой фазы соответственно синусоидальным и косинусоидальным током обеспечивает бегущую волну электромагнитного поля. Взаимодействие этого поля с полем расположенных на статоре постоянных магнитов и создает тяговое усилие при перемещении индуктора относительно неподвижного статора. Формирование синусоидальных и косинусоидальных токов, также как и регулировка амплитуд этих токов для получения требуемой мгновенной тяги в соответствии с алгоритмами управления обеспечивается блоком управления.

Использование относительно недорогих покупных комплектующих и несложных в изготовлении деталей обеспечивает приводу высокие технико-экономические показатели по сравнению с заметно более дорогостоящими приводами импортного производства и обеспечивает хорошие предпосылки для его широкого использования в широкой номенклатуре координатных систем устройств промышленной автоматизации.

При разработке такого устройства, используя современные компьютерные технологии, необходимо решить следующие задачи:

разработать структурную схему процесса разработки, задача будет решена, используя программу SPlan;

произвести математический расчет динамических и точностных характеристик, задача будет решена, используя пакет Mathematica 5.0;

разработать комплект конструкторской документации, задача будет решена, используя пакеты AutoCAD и SPlan;

разработать систему управления, задача будет решена, используя специализированное программное обеспечение Xilinx;

разработать прикладное программное обеспечение, задача будет решена, используя язык программирования СИ.