Устройство для программного управления толщиной стенки заготовки

Устройство для программного управления толщиной стенки заготовки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОЛЩИНОЙ СТЕНКИ ЗАГОТОВКИ , содержащее блок набора програм .мы, подключенный входами к соответствующим выходам регистра сдвига, генератор импульсов, следящий гидропривод , отличающееся тем, что, с целью ,повышения точности устройства, в него введены цифроаналоговый преобразователь, блок элементов ИЛИ, сумматор, блок деления , интегратор, вычитающий счетчик импульсрв, одновибратор и задатчик временного интервала, подключенный выходами к установочным входам вычитающего счетчика импульсов, соединенного счетным входом с выходом генератора импульсов, а выходом обнуления - с входом одновибратора, подключенного.выходом к входу синхронизации вычитающего счетчика импульсов и к входу регистра сдвига, причем входы блока элементов ИЛИ связаны с соответствующими выходами блока набора программ., а выходы с входами цифроаналогового преобразователя , .подключенного выходом к суммирующему входу сумматора, соединенного выходом с входом делимого блока деления, подключенного входом делителя к выходу вычитающего счетчика , а выходом - к входу интеграто- g pa, связанного выходом с вычитающим (/) входом сумматора и входом следящего при вода, 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок набора программы содержит двоично-деся- S тичные цифровые переключатели по числу выходов регистра сдвига. 1 NU 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕС0399ФМЮ

ТРХНЯЧИМ44

:%НЬЯИОТНКА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3493589/18-24 (22) 22;09.82 (46) 23.02.84. Бюл. М 7 (72) Г.A. Соболь, Ю.М. Осецкий и Г,Л. Муляр (53) 621.503.55(088.8) (56) 1. Патент CIOA 9 3712772, кл. В 29 F 3/00,,опублик. 1977

2. Патент США Р 3865528, .кл. В 29 D 23/04,,опублик. 1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ ТОЛЩИНОЙ СТЕНКИ ЗАГОТОВКИ, содержащее .блок набора программы, подключенный входами к соответствующим выходам регистра сдвига, генератор импульсов, следящий гидропривод, о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью, повышения точности устройства, в него введены цифроаналоговый преобразователь, блок элементов ИЛИ, сумматор, блок деления, интегратор, вычитающий счетчик импульсов, одновибратбр и задатчик временного интервала, подключенный выходами к установочным входам

„.Я0„„ I 074733 А

3(5Ц В 29 F 3 00, G 05 В 19/415 вычитающего счетчика импульсов, соединенного счетным входом с выходом генератора импульсов, а выходом обнуления - с входом одновибратора, подклюЧенного. выходом к входу синхронизации вычитающего счетчика импульсов и к входу регистра сдвига, причем входы блока элементов ИЛИ связаны с соответствующими выходами блока набора программы., а выходыс входами цифроаналогового преобразователя, .подключенного выходом к суммирующему входу сумматора, соединенного выходом с входом делимого блока деления, подключенного входом делителя к выходу вычитающего счетчика, а выходом — к входу интеграто- Я ра, связанного выходом с вычитающим входом сумматора и входом следящего привода.

2. Устройство по п. 1, о т л и- С„, ч а ю щ е е с я тем, что блок набора программы содержит двоично-деся- Я тичные цифровые переключатели по числу выходов регистра сдвига.

4Р

1074733

Изобретение относится.к устройствам для изготовления трубчатых заготовок из пластиков методом экструзии с программным управлением толщиной стенки заготовки.

Известны устройства программного S управления толщиной стенки трубчатой заготовки, в котором ход программы осуществляется в Функции от сигнала аналогового .датчика перемещений, механически соединенного с плунжером 10 копильника, либо от сигнала электронного или электромеханического интегратора. Указанный сигнал формируется электронным интерполятором в последовательность импульсов тре- 5

Угольной формы. Восходящая ветвь каждого импульса и нисходящая ветвь предыдущего импульса соотнетствует опоепеленной позиции поогоаммы. Юля этой цели в интерполяторе имеется определенное количество каналов, равное числу позиций программы. Каж дый канал состоит из пропорционального усилителя и усилителя выделения модуля с диодами на входе и выходе.

Смещением на входе пропорциональных усилителей задается последовательность ввода их в действие С11.

Начало ионой позиции и, соответственно, окончание предыдущей наступает в момент, когда входной сигнал достигает уровня соответствующего смещения. Напряжение треугольной формы присутствует на выходе каждого усилителя выделения модуля только при прохождении соответствующей З5 и следующей за ней позиции программы. Выходы усилителей выделения модуля через переменные резисторы, задающие величину рабочего зазора между дорном и мундштуком, от которого 40 зависит толщина стенки заготовки. подаются на входы общего суммирующего усилителя. С выхода этого усилителя подается задание на гидропривод изменения рабочего зазора. 45

В качестве переменных резисторов задания рабочего зазора используются цепи последовательно соединенных постоянных ризисторов. коммутируемых штеккерным коммутатором.

Недостатком этого устройства является невысокая точность воспроизнедения программы по величине рабоче го зазора. Использование в качестве задающего элемента штеккерного коммутатора не позволяет задавать величину рабочего зазора с достаточно малой дискретностью, так как при этом резко возрастают габариты коммутатора и восприимчивость схемы к внешним помехам. так,. например, при 60

20 позициях програмьы и установке с дискретностью 1% KQMMYTBTop должей иметь 2000 гнезд, а при дискретности 0,1Ъ - 20000 гнезд. Реально такие устройства делают с коммутато-. 65 рами, имеющими до 50 гнезд на каждой позиции программы, что только за . счет установки дает погрешность до

2%.

Падение напряжения на диодах и навходах и выходах усилителей выделения модуля приводит к деформации импульсов треугольной формы, что непосредственно влияет на величину зада-, ния рабочего зазора. Реальное измене« ние напряжения на диоде 0,2 В nw максимальном напряжении 10 В (уровень рабочего напряжения операционных усилителей) дает ошибку 2%. .Поскольку на вход суммирующего усилителя подаются выходы усилителей выделения модуля не только .функционирующей в настоящий момент позиции программы, но.остальных позиций, то дрейф нуля нефункционирующих в данный момент усилителей суммируется и создает погрешность в задании, подаваемом на гидропривод. Так, например, при 20 позициях прогРаммы дрейф нуля одного усилителя на 1012 мВ создает погрешность 0,2 В, что при максимальном сигнале на выходе суммирующего усилителя 10 В соответствует 2%-ам.

Недостатком, снижающим точность установки рабочего зазора. является отсутствие отрицательной обратной связи, охватывающей интерполятор.

Поскольку погрешности отдельных звеньев суммируются. общая погрешность устройства составляет около

5Ъ.

Недостатком этого устройства является также применение контактного потенциометрического датчика положения плунжера копильника, либо электромеханического интегратора с контактным потенциометром, поскольку их надежность значительно ниже, чем у бесконтактных датчиков. Применение же электронного интегратора при времени интегрирования около

1 мин дает погрешность не менее 1Ъ.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, состоящее иэ следящего гидропривода изменения зазора между дерном и мундштуком регистра сдвига позиций программы, электронного

В-С-генератора с регулированием частоты и штеккерного блока набора программы задания рабочего зазора, Импульсы В-С-генератора подаются на вход регистра сдвига, который последовательно выбирает позиции программы. Задание величины рабочего зазора осуществляется при помощи штеккерного блока набора программы от цепочки последовательно соединенных резис. торов (2 3.

Недостатком известного устройства является невысокая точность программ мирования толщины стенки заготовки, 1074733 обусловленная тем, что отсутствие интерполяции позволяет,программиро.вать толщину "тенки заготовки только ступенчато, что приводит к погрешностям, значительно превышающим погрешности обоих описанных устройств., 1 использование в качестве задающего элемЕнта штеккерного блока набора программы дает погрешность по величине зазора до 2%, погрешность в длительности программы и. ее позиции 10 определяется нестабильностью частоты регулируемого R-С-генератора и составляет около 1%.

Целью изобретения является повышение точности устройства. 35

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления толщиной стенки заготовки, содержащее блок набора программы, подключенныи входами к соответствующим выходам регистра сдвига, генератор импульсов, .следящий гидропривод, введены цифроаналоговый преобразователь, блок элементов, ИЛИ, сумматор, блок деления, интегра- 2 тор, вычитающий счетчик импульсов, одновибратор и задатчик временного интервала, подключенный выходами к установочным входам вычитающего счетчика импульсов, соединенного счетным входом с выходом генератора импульсов а выходом обнуления — с входом одно-. вибратора, подключенного выходом к входу синхронизации вычитающего счетчика импульсов и к входу регистра сдвига, причем входы блока элементов

ИЛИ связаны с соответствующими выхо., дами блока набора программы, а выходы - с входами цифроаналогового преобразователя, подключенного выходом к суммирующему входу сумматора, соеди- 40 ненного выходом с входом делимого блока деления, подключенного входом делителя к выходу вычитающего счетчика, а выходом — к входу интегратора, связанного выходом с вычитающим входом сумматора и входом следящего гидропривода.

Блок набора программы содержит двоично-десятичные цифровые переключатели по числу выходов регистра сдви-5О га.

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, вычитающий счетчик 2 импульсов, задатчик 3 временного интервала, одновибратор 4 окончания пози-:. ции.программы, регистр 5 сдвига, блок 6 набора программы, блок 7 элементов ИЛИ, цифроаналоговый преобразователь 8, сумматор 9, блок 10 деле-6О ния, интегратор 11, следящий гидропривод 12. Наличие в устройстве квар. цевого генератора и вычитающего счетчика, определяющего длительность по. зиции программы В зависимости от СО- Я стояния цифровых переключателей, поз. валяет обеспечить практически любую точность длительности программы.

Задание величины рабочего зазора цифровыми переключателями позволяет повысить точность программирования до практически любого уровня с сохранением компактности устройства.

Интерполяция, выполняемая сумматором, блоком деления и интегратором с общей отрицательной обратной связью осуществляемая а- выхода интегратора на вычитающий выход сумматора, обеспечивает высокую точность задания. подаваемого на следящий гидропривод.

Следящий гидропривод 12 изменения зазора между дорном и мундштуком. сОстОит из силОВОГО ГидРОцилиндра. электрогидравлического усилителя, датчика положения плунжера гидроцилиндра и регулятора положения плувже. ра гидроцилиндра.

Задатчик временного интервала 3 может быть выполнен на цифровых переключателях.

Устройство. работает следующим образом;

В начале программы в схему устройства подается импульс, устанавливающий регистр 5 сдвига в исходное .положение, соответствующее первой позиции программы. Этим же импульсом в вычитающий счетчик 2 записывается число, установленное на цифровых переключателях 3 длительности позиции программа.

В качестве этого импульса используется сигнал окончания предыдущего цикла программы.

По мере поступления на счетный вход вычитающего счетчика 2 импульсов от кварцевого генератора 1 число на информационных выходах счетчика уменьшается и в каждый момент оно равно времени, которое осталось до окончания данной позиции программы.

Когда число в счетчике становится равным нулю, на выходе обнуления счетчика появляется сигнал, форг ируемый одновибратором 4 в сигнал фиксированной длительности, который вновь записывает в вычитающий счетчик 2 число, установленное на цифровых переключателях задатчика 3 временного интервала.

Этим же импульсом регистр сдвигается в положение, соответствующее второй позиции програмьаа. Сигнал на первом выходе регистра исчезает одно временно с появлением сигнала на втором выходе.

Процесс продолжается, и регистр сдвига последовательно переходит от позиции к позиции вплоть до окончания цикла программы. Количество двоично-десятичных разрядов вычитающего счетчика 2 импульсов и, соответствйнно, количество цифровых переключате1074733 лей задатчика 3 временного интервала установки длительности позиции програмьая выбирается исходя из требуемой дискретности и точности. Таким образом, может быть обеспечена любая требуемая дискретность установки и точности длительности программы.

Сигнал, присутствующий на определенном выходе регистра 5 сдвига, проходит через блок набора програюы и поступает на цифроаналоговый преобра- ® зователь 8. Поскольку на остальных выходах регистра 5 сигнал отсутствует, цифроаналоговый преобразователь 8 принимает цифровую информацию о текущей позиции Программы. По мере сдви- 15 га регистра 5 к цифроаналоговому преобразователю 8 подключаются цифровые переключатели блока 6 последующих позиций программы. В результате этого на выходе цифроаналогового преоб- 20 раэователя, который является высокоточным преобразователем код — напряжение, имеется напряжение, соответ-, ствующее заданию текущей позиции программы. 25

Количество разрядов цифроаналогового преобразователя так же, как и количество. цифровых переключателей на каждой позиции программы, определяется исходя иэ требуемой дискретности установки и точности задания рабочего зазора. При двух разрядах преобразователя и двух переключателях на каждой позиции программы обеспечивается точность 1Ъ, при трех — 0,1%. При количестве позиций программы n = 20 и точности установки зазора 1Ъ устройство программного управления содержит 40 цифровых переключателей установки зазора, которые на панели управления устройства занимают площадь 40

260 см, при точности установки за2 зора 0,1Ъ - 60 переключателей, которые занимают площадь 390 см 2, что приемлемо. интерполирование ступенчатого сиг-45 нала, появляющегося на входе цифроаналогового преобразователя при смене.позиций программы, осуществляется. сумматором 9, блоком 10 деления и интегратором 11. 50

Интерполирование производится по выр аже нию

7Л 7

T rl где у — интерполированный сигнал на выходе интегратора; у - сигнал на выходе цифроана3 логового преобразователя, соответствующий заданию рабочего зазора на данной позиции программы;

Т вЂ” длительность позиции прои грамьы; влекущее время от начала позиции программы (Т„- t) число на информационных выходах вычитаюшего счетч. ка, равное времени от текущего момента до конца позиции программы.

Дифференцирование укаэанного выражения дает у = Х = — Хас.

TA t

Решаем дифференциальное уравнение (it у-у т

3 и после интегрирования получаем

1n(y — у) = 1п(Т и — t) + 1nC, где С вЂ” постоянная интегрирования.

Откуда у - у = С(Т вЂ” t), 3

Определяем С иэ начальных условий при t = О, у = у„, откуда

c = - >=-, Тип

Подставляя значение С, получаем ю у = + уо

Т„

Из полученного выражения видно, что у является линейной функцией от и к концу позиции достигает значе,ния уп, Погрешность известных устройств программного управления достигает 54, В связи с этим толщина стенки заготовки должна превышать на 5Ъ минимальное значение во избежание недопустимого утоньшения стенок заготовки, которое приводит к браку изделия.

Поскольку предлагаемое устройство дает погрешность до 1%, толщина стенки заготовки должна в этом случае превышать на 1% минимальное значение. Это позволяет уменьшить допуск по толщине стенки заготовки, что дает экономию сырья или позволяет из того же количества сырья выпустить больше изделий .

1074733

Составитель Н. Горбунова

Редактор П. Коссей Техред Т.Фанта Корректор A. Ференц

Заказ 43б/1б Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4