Способ коррекции ошибки следящего привода с управляемыми звеньями в системах программного управления

Способ коррекции ошибки следящего привода с управляемыми звеньями в системах программного управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в системах программного управления металлообрабатьшающими станками, при коррекции взаимных перемещений управляемых г звеньев по двум и более координатам. Целью изобретения является повышение точности коррекции относительно перемещения управляемых звеньев. Уст (Л с со ел N5 сд СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (594 С 05 В 19 00

1 »

»«

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиа f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3874929/24-24 (22) 26.03.85 (46) 15.11.87. Бюл. К- 42 (71) Саратовское специальное конструкторское бюро зубообрабатывающих

:станков (72) С.А.Арсенов (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 296082, кл. G 05 B 19/16, 1969.

Авторское свидетельство СССР .9 204413, кл. G 05 В 19/00, 1966, „„SU„„1 52455 А1 (54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ОШИБКИ СЛЕДЯЩЕГО ПРИВОДА С УПРАВЛЯЕМЫМИ ЗВЕНЬЯМИ

В СИСТЕМАХ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (») Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в системах программного управления металлообрабатывающими станками.при коррекции ! взаимных перемещений управляемыхзвеньев по двум и более координатам.

Целью изобретения является повышение точности коррекции относительно перемещения управляемых звеньев. Уст1352455

40 ройство,реализующее способ, содержит устройство 1 ЧПУ, силовые преобразователи 2 и 3, приводные двигатели

4 и 5, датчики обратной связи 6 и 7, первое 8 и второе 9 звенья (исполнительные механизмы), блок задания

10 с технологической программой, каналы 11, 12, блок 13 кодирования и подготовки данных, каналы 14, суммаИзобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в системах программного управления металлообрабатывающими станками при коррекции взаимных перемещений управляемых звеньев по двум и более координатам.

Целью изобретения является повышение точности коррекции относитель-. ного перемещения управляемых звеньев.

На фиг. 1 показано устройство для осуществления способа, на фиг.2— схема перемещений исполнительных звеньев при определении расчетных данных для коррекции при вращательном движении; на фиг. 3 — то же, при поступательном движении, на фиг.411 — графики зависимости погрешностей и их гармонических составляющих от величины перемещения звеньев в относительных единицах.

Устройство для осуществления способа содержит устройство 1 ЧПУ, силовые преобразователи 2 и 3, приводные двигатели 4 и 5, датчики 6 и 7 обратной связи, первое и второе звенья (исполнительные механизмы} 8 . и 9 (например, люльку зуборезного станка — координата Х и шпиндель бабки изделия зуборезного станка— координата U для вращательного движения и два суппорта токарного станка для поступательного движения), блок 10 задания с технологической программой, каналы 11 и 12, блок 13 кодирования и подготовки данных (например, на базе вычислительного комплекса СМ !403), каналы 14, сумматоры 15 и 16, входящие в состав блока 13, каналы 17 и 18, упор 19, установленный на звене 8, индуктивный торы 15, 16, входящие в состав блока

13, каналы 17, 18, упор 19, установленный на звене 8, индуктивный преобразователь 20, установленный на звене 9, блок преобразования 21, регистрирующий блок 22, блок 23 кодирования графических данных, ЭВМ 24, содержащую вычислительные блоки 2527 и преобразователь 28. 11 ил. преобразователь 20, установленный на звене 9, блок 21 преобразования, регистрирующий блок 22 (например, самописец), блок 23 кодирования графических данных, 3ВМ 24, содержащую вычислительные блоки 25-27 и преобразователь 28. Блок 13 содержит также постоянное запоминающее устройство 29, каналы 30 и 31.

Кроме того устройство содержит направляющие 32 и 33, по которым перемещаются звенья 8 и 9 при поступательном движении.

На фиг. 2 и 3 показаны траектории !

34-41, по которым движутся звенья

8 и 9.

На фиг. 4-11 приведены зависимос-, ти погрешностей 42 и 43, их гармонические составляющие 44-49, зависимость 50 погрешности воспроизведения программы звеном 8, зависимость 5 1 погрешности воспроизведения программы звеном 9, зависимости 52 и 53 погреш25 ности отработки технологической отработки звеньями 8 и 9 после введения коррекции и зависимость 54 ошибки синхронного перемещения звеньев.

Устройство 1 ЧПУ через силовые преобразователи 2 и 3 и приводные двигатели 4 и 5 с датчиками 6 и 7 обратной связи управляет по заданной программе вращением червячных колес исполнительных механизмов 8 и 9.

Программа управления вращением звеньев 8 и 9 Х„и U„ из блока 10 соответствейно по каналам 11 и 12 вводится в блок 13. Далее ана в кодах через сумматоры 15 и 16 по каналам

17 и 18 вводится в устройство 1 ЧПУ;

До обработки детали программа задается в виде последовательности синхронЬ, +Рк ° 2«

+ з п

Хр) 2=и

c0sk К U 1 + (ак к

+ sink

2 . 1

П<р ) °

Эти зависимости в блоке 28 преоб разуются в коды устройства 1 ЧПУ и передаются в постоянное запоминающее устройство 29 блока 13.

3 13524 ных перемещений звеньев 8 и, Ошибка синхронного вращения Х вЂ” U измеряется как относительное перемещение упора 19, установленного на звене 8, и индуктивного преобразователя 20, установленного на звене 9. Это перемещение преобразуется блоком 21 в показания прибора и в аналоговый сигнал, пропорциональный величине Х вЂ” U. 1p

Этот сигнал регистрируется блоком в виде графика зависимости Х вЂ” U от величины перемещения Х, U так как скорость протяжки блока 22 пропорциональна скорости вращения звеньев. 15

Эта зависимость при синхронном перемещении звеньев 8 и 9 из положения а в положение d по траекториям 34 и

35 приведена на фиг. 4 (линия 42).

Числовые данные, считанные с этого Zp графика, кодируется с помощью блока

23 и вводятся в ЭВМ 24. В блоке 25

ЭВМ по программам гармонического анализа вычисляют коэффициенты Фурье а„ и в„ для номеров k гармонических 25 составляющих, которые необходимо скорректировать. Для зависимости 42 вид первой гармонической составляющей (Х вЂ” V) и значения коэффициентов а, и в< приведены на фиг. 5 (линия 44) 3О

Соответственно для второй и третьей составляющих это линии 47 на фиг. 7 и 48 на фиг. 9 и коэффициенты а, в и а, в ° Затем звенья 8 и 9 возвращают в исходное положение а по траекториям 36 и 37. После этого второе звено 9 перемещают в точку в на вели1 чину — по траектории 38 обеспечи2k

1 вая перемещением упора 19 на первом 40 звене 8 нулевое показание блока 21.

Здесь 1 — полная величина перемещения звеньев 8 и 9 от положения а до положения Й, à k — номер гармоники коэффициента Фурье, которой определяется в результате измерения погрешности следующего измерения. Следующее измерение погрешности Х вЂ” U проводится в . два этапа. Сначала первое звено 8 перемещают из положения а синхронно со вторым звеном 9. При этом второе звено перемещается на величину полного перемещения в точку и по траектории 4, а первое звено в точку с по траектории 39. Затем звено 8 оставляют неподвижным, а звено 9 по траектории 37 возвращают в исходное положение а. Вновь перемещением упора 19 на звене 8 устанавли55

4 вают нулевое показания блока 21. На втором этапе продолжают синхронное перемещение звеньев 8 и 9 до полного хода звена 8, при этом оно перемеща-, ется из положения с в положение d по траектории 41, а второе звено 9 перемещается из положения а в положение Ь по траектории 38 °

Вид зарегистрированной блоком 22 погрешности Х вЂ” U синхронного двухэтапного перемещения для К = 1, т.е. для первой гармоники, приведен на фиг. 4 (линия 43).

Числовые данные, полученные по этой графической зависимости, через блок 23 подаются, в ЭВМ 24 и по ним в блоке 25 вычисляются коэффициенты

Фурье для первой гармоники ошибки на двухэтапном перемещении <, P, Эта гармоника и ее коэффициенты приведены на фиг. 5 (линия 45). Для второй и третьей гармоник зависимость

Х вЂ” U приведена на фиг. 6 и 8, а на фиг, 7 (линия 47) и фиг.. 9 (линия

49) показаны вторая и третья гармонические составляющие ошибки и их коэффициенты Фурье.

По определенным коэффициентам

Фурье в блоках 26 и 27 по программе расчета суммы тригонометрического ряда вычисляются абсолютные погрешности bX, KU воспроизведения программы Х „р, Б,р отдельно по каждой из коордйнат:

АХ=, (" " cosk X +

a«+ <

2 1 где суммирование производится по всем k корректируемым гармоникам, в данном случае К = 3.

Полученная зависимость погрешности воспроизведения программы первым звеном 8 приведена на фиг. 10 (линия

50), вторым звеном 9 — на фиг. 11 (линия 51) .

1352455

Для обработки детали программа, определяющая форму детали, по каналам 11 и 12 вводится в устройство 13 кодирования и подготовки данных и поступает на сумматоры 15 и 16 и на входы устройства 29. На выходе уст", ройства 29 выбираются коды погрешности в зависимости от программируемых перемещений аХ(Х„ ) и 6U(U„> . Эти зависимости по каналам 30 и 31 подаются на вычитающие входы сумматоров 15 и 16. В результате по каналам 17 и 18 в устройство 1 ЧПУ вводятся коды скорректированного программируемого перемещения Х „„ для звена 8 и <ррр для звена 9 и определяются выражениями

Х„„= Х„р -аХ, Uk пр = Пп

Введение таких поправок позволяет корректировать ошибки не только синхронного, но и произвольных относительно перемещений исполнительных звеньев.

Использование изобретения позво.ляет повысить точность коррекции погрешности взаимного перемещения двух или нескольких звеньев, управляемых по программе.

Формула изобретения

Способ коррекции ошибки следящего привода с управляемыми звеньями в системах программного управления, содержащий измерение и регистрацию сигнала ошибки при воспроизведении программы и введение корректирующего сигнала в программу управления исполнительными механизмами, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности коррекции относительно перемещения управляемых звеньев, для формирования каждого отдельного корректирующего сигнала до начала отработки технологической программы перемещают синхронно первое и второе управляемые звенья, сигнал зарегистрированной ошибки несинхронности их перемещения раскладывают l5 на гармонические составляющие, возвращают звенья в исходное положение, сдвигают второе звено относительно первого на половину периода корректируемой составляющей, в новом относительном положении звеньев аналогич20 но регистрируют ошибку несинхронности их перемещения и также раскладывают сигнал этой ошибки на гармонические составляющие, из которых выделяют одноименную корректируемой, а соответствующий корректирующий гармонический сигнал формируют по его коэффициентам Фурье, определяя их для корректирующего гармонического

30 сигнала первого звена как полусумму, а для второго звена — как полураэность коэффициентов Фурье одноименных составляющих первого измерения и соответствующего иэ повторных измерений со знаком, обратным для данного зве35 на знаку, с которым учитывалось его ° перемещение при определении несинх- ронности.

1352455 (Мк

Х,V фиа5 (Х 4 )2 фив 7

1352455

Составитель А.Исправникова

Техред А.Кравчук Корректор В.Гирняк

Редактор Л.Повхан

Заказ 5565/47 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4