Следящий электропривод с компенсацией люфта

Следящий электропривод с компенсацией люфта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 23. 04. 80 (21) 29111086/18-21т

Союз Советски к

Социалистичвсиик

Республик

<»964574 (5! )М. Кл.

G 05 В 11/01 с присоединением заявки М

3ЪаударстваинЫ3 камитет

СССР ао делан имбретекнв и втернтнй (23)Приоритет

Опубликовано 07. 10. 82. 6юллетень № 37

Дата опубликования описания 07. 10 . 82 (5З) УДК 62-50 (088.8) (72) Автор изобретения

А,Н.Козлов (71) Заявитель (511) СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С КОМПЕЕНСАЦИЕЙ

ЛЮФТА

Изобретение относится к области следящего электропривода и преимущественно может Ьыть использовано в машиностроении при создании точных механизмов и машин, например прецизионных станков, в том числе с числовым программным управлением, а также промышлЕнных роЬотов и манипуляторов, Одной из проблем в данной области о является раэраьотка следящих приводов, оЬеспечивающих высокую точность позиционирования, качественные переходные процессы при выходе на коор, динату и стабильность рабочего органа машины::в: координате при наличии люфта в механической передаче между электродвигателем и рабочим органом.

Известна следящая система с компенсацией упругих деформаций и люфта в редукторе, которая, содержит измерительный Ьлок, первый усилитель, редуктор, гидроцилиндр с поворотной

2 лопастью, исполнительный механизм, измеритель разность углов поворота входного и выходного валов редуктора, второй усилитель и электрогидравлический преоЬразователь (1 ).

Известен также следящий электропривод с компенсацией люфта, который содержит задатчик, первый делитель частоты, первый фазовый дискриминатор, регулятор, силовой редуктор с люфтом, раЬочий орган, датчик положения рабочего органа, датчик положения вала двигателя, первый импульсный формирователь, второй де" литель частоты, второй импульсный формирователь, Ьлок коммутации, вто" рой фазовый дискриминатор, формирователь рачки .импульсов, фазоимпульсныи преобразователь и сумма" тор частот (2)..

Однако данные устройства относи". тельно сложны, у"них узкая область применения (для первого - это следящая система на базе гидропривода, 3. 96457 для второго - следящая система на .базе электропривода, с частотным управлением)„уустройств. пониженная точность позиционирования из-за возможности возникновения "ложного нуля" следящей системы, повышенная колебательность из-за того, что no" стоянно действующей, основной обратной связью является обратная связь по положению рабочего органа, охватывающая люфты силового редуктора.

Известно устройство для дискретной коррекции следящего электропривода с люфтом, которое содержит последовательно соединенные датчик положения вала двигателя, второй элемент сравнения, первый ключ, усилительпреоЬразователь, электродвигатель, кинематическую цепь с люфтом, раЬочий орган, датчик положения рабочего

;, 20 органа и первый элемент сравнения (3 .

Однако у известного устройства понижена точность позиционирования, повышена колебательность. следящего электропривода. 25

Причина недостатков заключается в нерациональном построении функциональной схемы следящего электропривода и алгоритма ее раЬоты в зоне люфта: во-первых, суммирование сигналов с выходов обоих элементрв сраа; нения в конце отраЬотки новой координаты ведет к появлению "ложного нуля" следящей системы, во-вторых, постоянно действующей, основной обратной связью является оЬратная связь.з по положению рабочего органа, охватывающая люфт кинематической цепи.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования и стабильности следящего электропри46 вода.

Дпя достижения этой цели в следя» щий электропривод с компенсацией люф. та, содержащей последовательно соединенные первый элемент сравнения, пер- 5 вый ключ, усилитель, двигатель с датчиком положения вала двигателя, кинематически связанные через редуктор с люфтом с раЬочим органом, дат чик положения рабочего органа, а ®О также второй элемент сравнения, введены последовательно соединенные первый нуль-орган, первый элемент

НЕ, элемент И, элемент ИЛИ, триггер и второй ключ, а также последова- М тельно соединенные второй нуль-орган и второй элемент НЕ, выходом подключенный ко второму входу элемента

4 4

И, второй вход триггера подключен к выходу второго нуль-органа, .вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения и вторым входом второго ключа, второй вход элемента

ИЛИ соединен с выходом первого нульоргана, вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, вход которого соединен с датчиком положения раЬочего органа, второй вход второго элемента сравнения соединен с выходом датчика положения вала двигателя, выход второго ключа соединен с выходом первого ключа, вход которого подключен к второму выходу триггера.

Это позволяет реализовать новый рациональный алгоритм следящего электропривода, основанный на автоматических переключениях сигналов рассогласований с двух элементов сравнения в процессе позиционирования, в зависимости от положения вала двигателя и раЬочего органа относительно координаты задания, и оЬеспечивающий. снижение скорости в зоне люфта и колебательности привода., ликвидацию "ложного нуля" системы и повышения за счет этого точности позиционирования, стаЬильность нахождения

I раЬочего органа в координате.при возмущениях со стороны активной нагрузки и отраЬотку новой координаты, находящейся внутри люфта.

На чертеже приведена функциональная схема следящего электропривода с компенсацией люфта.

Устройство содержит элементы 1 и 2 сравнения, выраЬатывающие разности между сигналом задания и сигналами соответствующих обратных связей, ключ

3, усилитель 4, двигатель 5, приводящий в движение через редуктор 6 с люфтом, рабочий орган 7, датчик 8 положения раЬочего органа, датчик

9 положения вала двигателя, нуль-органы 10 и 11, формирующие дискретные сигналы управления, элементы .

НЕ 12 и 13, элемент И 14, элемент

ИЛИ 15 и триггер 16, образующие логическую часть схемй., и ключ 17, Устройство работает следующим оЬразом.

Исходное состояние привода: положение вала двигателя 5 и раЬочего органа 7 соответствует заданной координате. При задании новой координаты на выходах первого элемента .1 сравнения и второго элемента 2

964574 сравнения одновременно появляются сигналы рассогласования определенной и одинаковой полярности, отличные от нуля; первый 10 и второй ll нульорганы возвращаются а.свои исходные состояния, при этом дискретные сигналы с их выходов, пройдя соответственно элемент НЕ 12 и второй элемент НЕ 13,,одновременно поступают на импульсные входы элемента И 14, 1о сигнал совпадения с выхода которого через элемент ИЛИ 15 попадает на первый импульсный вход триггера 16, переключая его. Потенциальные сиг" налы с парафазных выходов триггера ts воздействуют на управляющие входы ключей, первыи ключ 3 открывается

1 второй ключ 17 закрывается. Си гнал рассогласования с выхода второго элемента 2 сравнения, пройдя первый ключ 3 и усилитель 4, управляет двигателем 5, который приходит во вращение в сторону уменьшения рассогла- . сования, сначала вызывает люфт а редукторе 6, а затем приводит в

25 движение рабочий ор ган 7. На этом этапе отраЬотки датчиком оЬратной связи является датчик 9 положения вала двигателя. При подходе к новой координате двигатель 5 снижает скорость, затем, когда сигнал рассогласования со второго элемента 2 сравнения становится равным нулю, срабатывает второй нуль-орган 11, дискретный сигнал с его выхода поступает на второй импульсный вход триг гера 16 и переключает его в противоположное состояние, первый ключ 3 . закрывается, аторои ключ 17 открывается, пропуская на усилитель 4 сигнал рассогласования с первого элемента

40.

1 сравнения, который еще не равен нулю, так как положение. раЬочего органа 7, которое контролируется датчиком 8 положения раЬочего органа, отстает от положения вала двигателя на величину, равную половине люфта. Двигатель 5 продолжает вращаться в ту же сторону, отрабатывая рассогласование раЬочего органа 7. Когда сигнал с выхода первого элемента

1 сравнения станет равным нулю, срабатывает первыи нуль-орган 1, который через элемент ИЛИ 15 в третий раз переключает триггер 16, а следовательно, и ключи, В результате ра- И бочий орган 7 оказывается в координате, а привод реверсируется и также выходит на координату по датчику 9 положения вала двигателя, оказываясь в середине люфта, происходит четвертое переключение триггера 16, и. вся схема возвращается а исходное состояние с контролем положения рабочего органа в координате по датчи-. ку 8 положения рабочего органа. На этом . цикл позиционирования заканчивается.

Преимущества предложенного устройства заключаются в повышении точности позиционирования и увеличении стаЬильности следящего электропривода, а также упрощении устройства, и расширении оЬласти его применения.

Формула изобретения

Следящий электропривод с компенсацией лафта, содержащий последовательно соединенные первый элемент сравнения, первый ключ, усилитель, двигатель с датчиком положения вала двигателя, кинематически связанные через редуктор с люфтом с раЬочим органом, датчик положения рабочего органа, а также второй элемент сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования и стабильности привода, а него введены последовательно соединенные первый нуль-орган, первый элемент НЕ, элемент И, элемент ИЛИ, триггер и второй ключ, а также последовательно соединенные второй нульорган и второй элемент НЕ, выходом подключенный к второму входу элемента

И, второй вход триггера подключен к выходу второго нуль-органа, вход ., которого соединен с выходом второго элемента сравнения и вторым входом второго ключа, второи вход элемента

ИЛИ соединен с выходом первого-нульоргана, вход которого соединен с .выходом первого элемента сравнения, вход которого соединен с датчиком положения раЬочего органа, второй вход второго элемента сравнения соединен с выходом датчика положения вала двигателя, выход второго ключа соединен с выходом первого ключа, вход которого подключен к второму выходу триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

8 376?53, кл. G 05 В 11/32, 1969;

2, Авторское свидетельство СССР

N 535550, кл. 6 05 В ll/01, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

М 180232, кл. Н 02 P 5/52, 1964 (прототип).

964574

Составитель В. Грибова

Те)сред С.йигунова Корректор Н.Король, Редактор П.Коссей филиал 1НН1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 7027 2 Тираж 9 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х-35, Раувская наб., д. 4/5