Устройство для управления металлорежущим станком

Устройство для управления металлорежущим станком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

С ециалистическик

Уевлубллп

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ С %ИЛЬСТВУ

< о857936 (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву— (22) Заявлено 0712.79 (21) 284 7283/18-24 с присоединением заявки,йо(53)М. Кл З

G 05 В 19/39

G 05 В 13/02

Государствеиимй комитет

СССР ио яелам изобретений и открнти Й (23) Приоритет

Опубликовано 23.0881 Ьюллетень Н9 31

Дата опубликования описания 230881 (53) УДК 621.503. .55(088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИЕТАЛЛОРЕЖУЩИИ

СТАНКОМ

Изобретение относится к области управления металлорежущими станками.

Известны устройства для управления металлорежущими станками, s которых с целью расширения области применения и повышения точности регулирования силовых параметров процесса резания (составляющих силы резания, момента резания, мощности резания), осуществляется стабилизация статического коэффициента усиления контура регулирования силового параметра процесса резания, например, устройство, содержащее в прямой цепи контура регулирования блок умножения иа выходной сигнал блока деления выходного сигнала датчика минутной подачи на выходной сигнал датчика регулируемого силового параметра процесса решения (1).

Недостатком устройства является то, что в нем устранено влияние иа коэффициент усиления контура лишь отдельных технологических параметроъ, а именно минутной подачи или величины регулируемого (стабилизируемого) силового параметра процесса резания, которые могут быть измерены достаточно простыми техническими средствами. В то же время коэФФициент усиления контура зависит от значительно бОльшего числа технологических параметров, причем большинство иэ них не может быть измерено непосредственНаиболее близким по .технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные задатчик коэффициента усиления, сравниэакицее устройство, исполнительное устройство, объект управлении, вход которого соединен с входом первого входного устройства нормирования сигнала, а

15 выход - c входом второго входного устройства нормирования сигнала, а соответствующие выходы первого и второго входных устройств нормирования сигнала соединены соответственно

20 с первьвми входами первого и второго переключателей и через соответствующие первый и второй формирователи коэффициентов разложения и первый и второй усилители - с соответствующими входами первого и второго пороговых устройств, выходы которых соединены с входами схемы И, а выход последней соединен с вторьваи входами первого и второго переключателей, 30 выходы которых соединены с соответ85 793б ствующими входами блока деления, а выход последнего ссединен с вторым входом сравнивающего устройства.

Устройство анализирует входной и выходной сигналы объекта управления, вычисляет его статический коэффициент усиления, который сравнивается с заданным значением, и в соответствии с величиной и знаком рассогласования осуществляет управление статическим коэффициентом усиления объекта. Таким образом, сразу учитываются все факторы, влияющие на статический коэффициент усиления объекта управления {2).

Недостатком этого устройства является то, что оно эффективно лишь на временных интервалах стационарности входного и выходного сигналов объекта управления (далее просто интервалах стационарности). На временных интервалах нестацчонарности входного или выходного сигналов объекта управления (далее просто интервалах нестационарности) контур управления статическим коэффициентом усиления размыкается. При этом величина сигнала, управляющего статическим коэффициентом усиления объекта, может существенно отличаться от величины, необходимой для обеспечения заданного значения коэффициента усилеиия. Следовательно, на интервалах нестационарности значения статического коэффициента усиления объекта могут существенно отличаться от заданных требуемого.

Таким Образом, точность управления статическим коэффициентом усиле" ния объекта на интервалах нестационарности относительно низкая. В системах управления силовыми параметрами процесса резания доля интервалов .нестационарности во ь.ногих с.эучаях весьма значительна (вследствие колебаний припуска на обработку физико-механических свойств материала заготовки, нестационарности самого процесса стружкообраэования и др.) и,применение рассматриваемого устройства может быть неэффективно вследствие низкой его точности.

Цель изобретения — повьиаение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления металлорежущим станком, содержащее последовательно включенные эадатчик силового параметра, первый сравнивающий блок, усилитель-преобразователь и привод подачи, причем второй вход первого. сравнивающего блока через блок обратной связи подключен к выходу датчика силового параметра, последовательно включенные первый входной блок, первый формирователь коэффициента разложения, первый пороговый элемент и элемент И, выход которого соединен с первыми

t0

2Q

$0

SS

65 входами первого и второго переключателей, выходы которых подключены к входам делителя, последовательно включенные второй входной блок, второй формирователь коэффициента разложения и второй пороговый элемент, выход которого подключен к второму входу элемента И, вторые выходы первого и второго входных блоков соединены с вторыми входами соответственно первого и второго переключателей, третьи выходы через соответствующие усилители — с вторыми входами соответственно первого и второго пороговых элементов, а входы — соответственно с выходом первого сравнивающего блока и выходом блока обратной связи, и последовательно включенные эадатчик коэффициента передачи, второй сравнивающйй блок и согласующий блок, выход которого подключен к второму входу усилителя-преобразователя, введены последовательно соединенные запоминающий блок и коммутатор, первые входы которых соединены с выходом делителя, а вторые входы — с выходом элемента И, причем выход коммутатора соединен с вторым входом второго сравнивающего блока.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит задатчик 1 .силового параметра, первый сравнивающий блок 2, усилитель-преобразователь 3, привод 4 подачи, объект 5 управления (процесс резания) датчик б силового параметра, блок 7 обратной связи, задатчик 8 коэффициента усиления контура, второй сравнивающий блок 9, согласующий блок 10, первый и второй входные блоки 11 и 12, первый и второй Формирователи 13 и 14 коэффициентов разложения первый и второй усилители 15 и 16, первый и второй пороговые элементы 17 и 18, элемент И 19, первый и второй переключателй 20 и 21, блок 22 деления, запоминающий блок 23 и коммутатор 24, Устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный заданному значению силового параметра процесса резания, с выхода задатчика 1 поступает на первый вход блока 2, на второй вход которого с выхода блока 7 поступает сигнал отрицательной обратной связи, пропорциональный текущему значению силового параметра процесса резания. Сигнал рассогласования с выхода блока 2 через усилитель-преобразователь 3 поступает на вход привода 4 подачи, который в соответствии с величиной и знаком рассогласования осуществляет изменение скорости перемещения рабочего органа металлорежущего станка, вызывая тем саввам соответствующие изменения величины регулируемого (или стабилиэирувмого) силового параметра

857936 процесса резания - выходной координаты объекта 5 управления, Силовой параметр измеряется с помощью датчика б силового параметра, выходной сигнал которого поступает на вход блока 7 обратной связи.

Сигнал х (t) рассогласования с выхода блока 2 и сигнал y(t) отрицательной обратной связи с выхода блока 7 поступают на ходы соответственно входных блоков ll и 12 нормирования сигнала, которые осуществляют вычисление текущих значений математических ожиданий процесса х (t) и у (t) в соответствии с выражениями где Т вЂ” интервал текущего сглаживания, вычисление дисперсий б» и G процес- И) сов х (t) и у (t) и вычисление нормированных npoileccos л »()-<) (7 л Ч()-м„(ц

X (t) (у У 5((4) к

Ч

Вычисленные значения поступают на входы соответственно nepsoro и второго формирователей 13 и 14 коэффициентов разложения, которые осущест- 30 вляют вычисление первых коэффициентов аС и 8 ортогонального раэложения реализаций х(t) и у(t).

- Сигналы, пропорциональные коэффициентам с .(и Pq, поступают на пер- 35 вые входы соответственно первого и второго пороговых элементов 17 и 18, на вторые входы которых с выходов соответственно первого и второго входных блоков ll я 12 нормирования,щ сигнала через первый и второй усилители 15 н 16 поступают сигналы,,пропорциональные дисперсиям ЯХ, g> и усиленные в )(раз. Пороговые элементы 1 7 и 18 осуществляют определение интервалов стационарности в реализациях x(t) и y(t) по следующим соотношениям;

То» „с ру

Выходные сигналы пороговых элементов 17 и 18 поступают íà вхоДы элемента И 19, который на интервалах стационарности дает разрешение переключателям 20 и 21 на подачу сигналов на соответствующие входы блока 22 деления, который осуществляет вычисление коэффициента усиления контура

Одновременно с этим сигналы с выхОда элемента И 19 переводят коммута- е5 тор 24 в режим, при котором на его выход поступает сигнал непосредственно с выхода блока 22 деления.

Если не выполняется хотя бы одно из неравенств (на интервалах нестационарности) элемента И 19 запрещает переключателям 20 и 21 передачу сигналов, пропорциональных m и щу, на соответствующие входы блока 22 деления. Одновременно с этим элемент

И 19 формирует команду блоку 23 на

: ранение сигнала, равного выходному сигналу блока 22 деления на последнем интервале стационарности. Ком)мутатор 24 той же командой переводится в режим, при котором на его выход поступает сигнал с выхода запоминающего блока 23. Таким образом, на интервалах нестационарности сигнал на выходе коммутатора 24 равен выходному сигналу блока 22 деления на последнем интервале стационарности.

Сигнал с выхода коммутатора 24, поступающий на второй вход второго сравнивающего блока 9, сравнивается с сигнало, пропорциональным заданному значению коэффициента усиления контура, поступающим на первый вход блока 9. Сигнал рассогласования, пропорциональный Ь К = К к)- К, с выхода второго сравнивающего блока 9 через согласующий блок 10 поступает на второй вход усилителя-преобразователя

3, коэффициент усиления которого изменяется в соответствии с величиной и знаком рассогласования, пропорционального дК таким образом, чтобы свести к минимуму величину hK и тем самьм максимально приблизить коэффициент усиления контура к заданному значению Клад.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения одного устройства для обработки типовых деталей отрасли составит 1,0 тыс. руб. в год.

Формула изобретения устройство для управления металлорежущим станком, содержащее последовательно включенные задатчик силового параметра, первый сравнивающий блок, усилитель-преобразователь и привод подачи, причем второй вход первого сравнивающего блока через блок обратной связи подключен к выходу датчика силового параметра, последовательно включенные первый входной блок, первый формирователь коэффициента разложения, первый пороговый элемент и элемент И, выход которого соединен с первыми входами первого и второго переключателей, выходы которых подключены к входам делителя, последовательно включенные второй входной блок, второй формирователь коэффициента разложения и второй пороговый элемент, выход кото85 7936

Составитель В. Сычев

Редактор Н. Данкулич Техред A. Бабинец Корректор М. Шарошн

Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7242/77

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рого подключен к второму входу элемента И, вторые выходы первого и второго входных блоков соединены с вторыми входами соответственно перmoro и второго переключателей, третьи выходы через соответствующие усилите-. ли - с вторыми входами соответственно первого и второго пороговых элементов, а входы — соответственно с выходом первого сравнивающего блока и выходом блока обратной связи, и последовательно включенные задатчик коэффициента передачи, второй срав.нивающий блок и согласующий блок, выход которого подключен к второму входу усилителя-преобразователя, о тл и ч а,ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные запоминающий блок и козваутатьр, первые входы которых соединены с выходом делителя, а вторые входы - с выходом элемента И, причем выход коммутатора соединен с вторым входом второго сравнивающего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.,Авторское свидетельство СССР

В 591819, кл. С 05 В 13/02, 197б.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 470787, кл. G 05 В 13/02, 1973 (прототип).