Устройство управления процессом металлообработки

Устройство управления процессом металлообработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 05 В 13 02 р ВлУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 4223235/24-24 (22) 06.04.87 (46) 07.12.88. Бюл. Р 45 (71) Одесский политехнический институт (72) Нимай Чандра Бакали (BD) и С.Н. Шапарева (SU) (53) 62.50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 263016,кл. G 05 F 15/32, 1966.

Авторское свидетельство СССР

В 1198456, кл. G 05 В 13/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

МЕТАЛЛООБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в устройствах автоматического управления режимами металлообработки, поддерживающих на заданном уровне требуемый технологический параметр, например мощность резания.

Целью изобретения является повьппение устойчивости устройства. Устройство

1442974 ли содержит блок 1 задания, электропривод 2 подачи, датчик 3 скорости привода подачи, редуктор 4 привода подачи, станок 5, электродвигатель 6 привода шпинделя станка, датчик 16 мощности, блоки 17, 18 настройки коэффициента усиления, пороговый элемент 19, сумматоры 20, 21, 22, сумИзобретение относится к станкостроению и может быть использовано в устройствах адаптивного управления режимами металлообработки, поддерживающих на заданном уровне требуемый

5 технологический параметр, например мощность резания.

Целью изобретения является повышение устойчивости устройства при изменении параметров металлообработки о

На чертеже приведена функциойальная схема устройства.

Устройство содержит "блок 1 задания, электропривод 2 подачи, датчик

3 скорости привода подачи, редуктор

4 привода подачи, станок 5, электро" двигатель б привода шпинделя станка, операционный усилитель 7, резисторы

8-12, полевой транзистор 13, конденсатор 14, усилитель 15, датчик 16 мощности, блоки 17 и 18 настройки коэффициента усиления, пороговый элемент

19, сумматоры 20-22, сумматор-инвер- 25 тор 23, блок 24 коррекции,статическую модель 25 процесса-металлообработки, вьптолненную, например, на резисторе 9. Блок 24 включает блоки

8 и 10-14. 30

Сигнал на входе порогового элемента 19 определяет величину зоны нечувствительности, при превышении которой сигналами (U ö + UzP) .замыкается обратная технологическая связь. При этом начинает осуществляться стабилизация измеряемой мощности и косвенно мощности резания.

Коэффициент передачи процесса резания, например, при, фрезеровании авен р (Ч,-l}

К = С и Z tPS В 0 матор-инвертор 23, блок 24 коррекции статической модели, статическую модель 25 процесса металлообработки.

В устройстве обеспечивается постоянная коррекция, не зависящая от изменения параметров металлообработки

9 за счет чего повьппается виброустойчивость обработки. l ил. где C+ — коэффициент; ) 1 ур ° х и q — - показатели степени; пш — частота вращения шпинделя;

S< — подача на зуб;

tp — глубина фрезерования;

 — ширина фрезерования;

D u Z — диаметр и число зубьев фрезерования.

Коэффициент резания К изменяетP ся в десятки раз, что для сохранения устойчивой работы системы требует соответственной перенастройки коэффициента передачи Ком статической модели процесса. В устройстве это осуществляется блоком 24 коррекции. Зависимость угловой скорости привода подачи от коэффициента резания при стабилизированной мощности описыва" ется уравнением

К - К,И„(2) где К вЂ” коэффициент;

P — показатель степени.

Сигнал на выходе статической моде1 кс К м в Ку п (Ч1,1

Таким образом, статическая модель объекта в зависимости от настройки резистора 8, полевого транзистора 13 и резисторов 11 и 1 2 изменяется при изменении условий обработки в функции угловой скорости привода подачи, что обеспечивает большую виброустойчивость обработки и большую точность функци" онирования.

При изучении условий обработки для стабилизации мощности резания изменяются угловая скорость д„ и выходной сигнал усилителя 7. Сигнал затвора (5) (Т Р+1 ) (Т м Р+ 1 ) где К вЂ” передаточный коэффициент

«r датчика скоРости пРивода подачи;

К е — передаточное число редуктора привода подачи

К вЂ” передаточный коэффициент ум датчика мощности;

Т вЂ” постоянная времени датчика мощности.

Сигнал с выхода датчика 3 скорости поступает через резистор 8 на инверсный вход усилителя 7.

Выходной сигнал усилителя 7 изменяется с задержкой при переходных процессах с помощью конденсатора 14.

Насыщение полевого транзистора 13 определяет стабилизируемый сигнал на выходе усилителя 7. Последующий рост напряжения U приводит к изменению сигнала на выходе усилителя 7, которое пропорционально ошибке регулирования системы. Поскольку для фор- 5 мирования второго числа выражения (5) использован непосредственно объект регулирования, изменения К< и Т учитываются в нем непосредственно.

1 4429

<«<л< в

Устройство работает следующим образом.

С блока l задания через сумматор

20 поступает сигнал на вход электропривода 2 подачи. Угловая скорость электропривода 2 подачи через редуктор 4 воздействует на процесс резания на станке 5.

Процесс резания может быть описан передаточной функцией где Pz — мощность резания; 25

Т вЂ” постоянная времени процесса

Р резания.

Сигнал коррекции на выходе усилителя 15 (М- Я

V,(p) = К,Сд „ 30

7 Р и

Сигналы, поступающие на т<х< д -л ктропривода 2 подачи, равны ф э тс1 (U „+U<< ) при (U +Uк) с Пс

) — напряжение задания; напряжение технологической обратной связи; опорное напряжение порогового элемента; — напряжение датчика 16 активной мощности шпинделя. тс

Б = 0 где U> тс

Пср

Настройка корректирующей цепи производится изменением коэффициентов усиления блоков 17 и 18 таким обра зом, чтобы при работе в установившемся режиме сигнал Пк на выходе устройства коррекции был равен нулю.

Формулаизобретения

Устройство управления процессом металлообработки, содержащее блок задания, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом электропривода подачи, подключенного выходом к входу датчика скорости привода подачи, и с входом редуктора привода подачи, выход которого соединен со станком, который содержит электродвигатель привода шпинделя станка, который содержит датчик мощности, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости устройства при изменении параметров металлообработки, в него введены статическая модель процесса металлообработки, блок коррекции статической модели, первый и второй блоки настройки коэффициента усиления, сумматор-инвертор, пороговый элемент, третий сумматор, причем выход датчика скорости привода подач соединен с входом статической модели процесса металообработки и с первым входом блока коррекции статической модели, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами статической модели процесса металлообработки . и блока коррекции статической модели, выход третьего сумматора соедиСоставитель Е. Власов

Редактор О. Юрковецкая Техред JI.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Заказ 6384/45 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

В <

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

5 144 нен с входом первого блока настройки коэффициента усиления, подключенного выходом к первому входу сумматора-инвертора, второй вход которого соединен с выходом второго блока настройки коэффициента усиления, вход ко-. торого подключен к первому входу

2974 6 второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом сумматораинвертора, выход второго сумматора

5 соединен с информационным входом порогового элемента, опорный вход которого подключен к источнику опорного напряжения.