Система управления гидроагрегатом правки цилиндрических заготовок

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОАГГЕРАТОМ ПРАВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГО ТОВОК , содержащая блоки автоматики и управленияв виде фазового коммутатора , устройство измерения прогиба заготовки в виде датчика перемещения и преобразователя, узел контроля усилия правки в виде задатчика I ф« f 5.... и .;::--- ./ ii Д v.:;. - - , i 5 j -......,,.,... I ..uitva и датчика давления, преобразователя и многопорогового логического элемента, линию задержки управляющих сигналов и реле, а также соединенные между собой датчик усилий из гиба штока бойка его, усилитель и пороговый элемент, при этом линия задержки включена междУ блоками автоматики и управления, а реле подклю .чено к пороговому элоленту-и блоку автоматики, отлича-ющаяс я тем, что, с целью повьшения качества правки, она снабжена блоком определения соотношения усилия правки , перемещения бойка и усилия изгиба штока бойка, причем вуоды этого блока подключены соответственно к преобразователю датчика давления, преобразователи датчика перемещения бойка, усилителю датчика усилий изгиба штока бойка, а выход соединен с линией задержки управлякпщх сигналов . СР сл ел СП

(392 (И!

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5П 21 П 10 (@2 t»

4у е »

3,г- ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3322321/25-27 (22) 24.07.81 (46) 07.04ъ83. Бюл, Р 13 (72) А.С. Пухов, Ю.С. Марин и И.И.манило (71) Курганский машиностроительный институт и Курганский экспериментально-конструкторский технологический институт автомобильной промышленности. (53) 621.982 088.8 (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 804070, кл. В 21 D 3/10, 21.02.78 (прототнп2. (54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОАГГЕРАТОМ ПРАВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГО

ТОВОК, содержащая блоки автоматики и управления в виде фазового коммутатора, устройство измерения прогиба заготовки в виде датчика перемещения и преобразователя, узел контроля усилия правки в виде задатчика и датчика давления, преобразователя и многопорогового логического элемента, линию задержки управляющих сигналов и реле, а также соединенные между собой датчик усилий изгиба штока бойка его, усилитель и пороговый элемент, при этом линия задержки включена между блоками автоматики и управления, а реле подклю.чено к пороговому элементу и блоку автоматики, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества правки, она снабжена блоком определения соотношения усилия правки, перемещения бойка и усилия изгиба штока бойка, причем вХоды этого блока подключены соответственно g к преобразователю датчика давления, преобразоватетпб датяика перемещения бойка, усилителЮ датчика усилий изгиба штока бойка, а выход соединен с линией задержки управляккцих сигналов.

1009555

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции устройств управления оборудованием цля обработки давлением.

Известна система управления гидроагрегатом правки цилиндрических заготовок, содержащая блоки автоматики и управления в виде фазового коммутатора, устройство измерения прогиба заготовки в виде датчика перемещения и преобразователя, узел 1О контроля усилия правки в виде задатчика и датчика давления-, преобразователя и многопорогового логического элемента, линию задержки управляющих сигналов и реле, а также соеди- 15 ненные между собой датчики усилий изгиба штока бойка, усилитель и пороговый элемент, при этом линия задержки включена между блоками автоматики и управления, а реле подключено к по-2О роговому элементу и блоку автоматики 017.

Известная систегла не обеспечивает высокого качества правки иэ-за смещения экстремальной точки проги- 25 ба заготовки относительно бойка в пределах + (О -90 ).

С целью устранения этого недостатка и повышения точности правки известная система управления гидро-. агрегатом правки цилиндрических заготовок, содержащая блоки автоматики и управления в виде фазового коммутатора, устройство измерения прогиба заготовки в виде датчика перемещения и преобразователя, узел конт-. 35 роля усилия правки в виде задатчика и датчика .давления, преобразователя и многопорогового логического элемента, линию задержки управляющих сигналов и реле, а также соединенные 40 между собой датчик усилий изгиба штока бойка, его усилитель и пороговый элемент, при этом линия задержки включена между блоками автоматики и управления, а реле подключено 45 к пороговому элементу и блоку авто латики, снабжена блоком определения соотношения усилия правки, перемещения бойка и усилия изгиба штока бойка, причем входы этого блока под- 5О ключены соответственно к преобразователю датчика давления, преобразователю датчика перемещения бойка, усилителю датчика усилий изгиба штока бойка, а выход соединен с линией задержки управляющих сигналов.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы управления. на фиг. 2— разрез A-A на фиг. 1, на фиг. 3— функциональная схема блока определения соотношения усилия правки, перемещения бойка и усилия изгиба штока.

Электродвигатель 1 механизма вращения заготовки 2 электрически связан с блоком 3 управления электродви- б5 гателем (выполненным в виде фазового коммутатора), устройством для измерения величины прогиба заготовки, содержащим преобразователь 4 сигнала и датчик 5 перемещения, который посредством щупа 6, подведенного к заготовке, воспринимает ее биение, а также узлом контроля усилия правки. Этот узел, выполненный в виде датчика 7 давления в рабочей полости силового гидроцилиндра 8 правки, подключенного к входу преобразователя 9 сигнала, соединенного с многопороговым логическйм элементом 10, задатчика 11 давления, схемы 12 совпадения, которая логически связана с блоком 13 промежуточной памяти и через задатчик 11 давления с многопороговым логическим элементом 10.

Система также содержит электроннорелейный блок 14 автоматики, золотник 15 силового гидроцилиндра 8, редуктор 16 механизма вращения изделия. На один из входов блока 14 автоматики последовательно подключены тензометрический усилитель 17 и пороговый элемент 18, на выходе которого включено реле 19. На вход тензометрического усилителя 17 подключен датчик изгибающих усилий штока бойка, выполненный в виде уравновешенного полумоста, образованного из тензорезисторов 20, 21, 22,.

23 смонтированных (наклеенных) на боковой поверхности штока 24 (по его периметру) под углом 90 друг относительно друга. Тензорезисторы

21 и 23, расположенные диаметрально по обе стороны от оси изделия,.являются рабочими, а перпендикулярно им расположенные тензорезисторы 20 и 22 — компенсационными. Выход электронно-фазового коммутатора 3 (экстрематора) подключен к входу электронно-релейного блока 14 автоматики через линию 25 задержки управляющих сигналов, времязадающие элементы которой управляются блоком 26 определения соотношения усилия правки, перемещения правильного бойка и усилия изгиба штока правильного бойка.

Блок 26 (см. фиг. 3) содержит входные резистивные масштабные элементы 27, 28 и 29, через которые на входы трехвходового сумматора 30 пос1 тупают сигналы напряжения соответстенно с тензометрического усилителя

17 и преобразователей 9 и 4. Выход сумматора 30 подключен к второму многопороговому (n-разрядному) логическому элементу 31, логические выходы которого через триггеры 32 и-разрядного регистра 33 и инверторы 34 подключены к логическим входа л блока 35 памяти кода соотношения усилия правки, переМещения. правильного бойка и усилия изгиба штока правильного бойка. Логические выхо1009555 ды блока 35 через контакты 36 реле

19 (когда реле 19 срабатывает) соединяются с логическими входами цифроаналогового преобразователя (ЦАП)

37. Эти же входы ЦАП 37 через контакты 38 обесточенного реле 19 соединены с логическими выходами блока

39 памяти постоянного кода, т.е. ко- да, соответствующего соотношению усилия правки, перемещения правильного бойка и усилия изгиба штока правиль- 10 ного. бойка при отсутствии смещения экстремальной точки прогиба.

Линия 25 задержки построена на

Г-образных I,C-звеньях с индуктивными элементами 40 и конденсаторами 15

41. Элементы 40 включены последовательно и расположены на соответствующих ферритовых сердечниках 42. Подмагничивающие обмотки 43 сердечников 42 соединены в последовательную цепь, подключенную выходом к общей шине, а входом — к выходу ЦАП 37. (Вход линии 25 задержки контактами

44-45 подключен к выходу электроннофазового коммутатора 3, а выход— контактами 46-47 - к электронно-релейному блоку 14 автоматики.

Заготовка, подлежащая правке, закрепляется в подпружиненных центрах

48 и 49. Коммутация цепей, соединяющих блоки системы управления, осуществляется переключающими контактами 50, 51, 52, 53. Золотник 15 гидроцилиндра управляется двумя электромагнитами 54 и 55, подключенными на выход блока 14 автоматики. . 35

Система работает следующим образом;

Заготовка 2, закрепленная в качающихся центрах 48 и 49 приводит-. ся во вращение электродвигателем 1 40

:,через редуктор 16. Величина биения заготовки посредством щупа б изме. ряется датчиком 5 перемещения и преобразуется преобразователем 4 в напряжение, которое подается на вход 45 фазового коммутатора 3 ° Когда сигнал напряжения, пропорциональный амплитуде прогиба заготовки, достигает экстремума, фазовый коммутатор

3 срабатывает и через линию 25 за- 50 держки и блок 14 автоматики, подключает вход многопорогового логического элемента 10 контактами 50 к выходу преобразователя 4, а контактамн 51 логические выходы элемента

10 к входу блока 13 промежуточной памяти.

На втором обороте вращения заготовки напряжение измеряется многопороговым логическим элементом 10 и параллельный двоичный код, соответствующий величине прогиба заготовки,. заносится в блок 13 промежуточной памяти.

Как только сигнал на выходе преобразователя 4 достигает экстрему- 65 ма, вновь срабатывает фазовый коммутатор 3 и через линию 25 задержки и блок 14 автоматики отключает элект.родвигатель 1 и включает электромагнитную муфту торможения (на чертеже не показана). В это время реле

19 обесточено и его контакты 38 подключают к входам ЦАП 37 выходы блока 39 постоянного кода, соответствующего условиям процесса правки при отсутствии смещения экстремальной точки прогиба. Код, поступающий с блока 39 на вход IlAII 37, соответствует такой величине подмагничивающего тока, протекающего с выхода

ЦАП 37 через.подмагничивающие обмотки 43 на шину нулевого потенциала, при котором с учетом определейной задержки управляющего сигнала заготовка 2 фиксируется экстремальной гогочкой прогиба (точка 8 на.фиг. 2) непосредственно под бойком 24 силового гидроцилиндра 8 правки. Одновременно с этим электронно-релейный блок 14 автоматики приводит в исходное (":нулевое") состояние многопороговый логический элемент 10 и кон тактами 52 подключает его вход к Преобразователю сигнала 9, а контак-. .тами 53 подключает его логические выходы на входы задатчика 11, подключает схему совпадения 12 к блоку промежуточной памяти 13 и задатчику давления 11, посредством электромагнитов 54 и 55 включает золотник 15 силового гидроцилиндра 8, который своим бойком воздействует на заготовку, устраняя ее изгиб.

Величина давления жидкости в рабочей полости силового гидроцилиндра,,измеряется датчиком 7 и преобразует,ся преобразователем сигнала .9:в напряжение, которое подается на вход многопорогового логического элемента 10. Как только напряжение на входе элемента 10 достигает порога ! срабатывания каскада, логически. связанного через задатчик 11 давле1ния и схему совпадения 12 с тем кас.:кадом блока промежуточной памяти 13, который сработал от многопорогового логического элемента (при включении элемента 10 для измерения величины прогиба и задания усилия правки) при максимальном сигнале напряжения, соответствующем экстремальной точке прогиба заготовки, из схожа совпадения 12 поступает сигнал в блок автоматики 14. Последний посредст-вом электромагнитов. 54 и 55 переключает золотник 15 .силового гидроцилиндра 8, и боек 24 поднимается. если во время процесса проведения правки изделия происходит боковое смещение экстремальной точки прогиба, то иа боек со штоком начинают воздействовать эксцентричные силы сопротивления. Моменты от экс1009555 центричных усилий, стремящихся свернуть неподвижные в поперечном направлении относительно оси иэделия шток с силовым гидроцилиндром, создают распорные усилия в уплотнениях, вызывают смещение (перекосы) деталей силового гидроцилиндра по отношению к станине. На шток эти усилия воздействуют как изгибающие.

При смещении экстремальной точки прогиба по часовой стрелке (по ходу вращения изделия), когда она стремится занять положение точки с (см. фиг. 2), на рабочий тензорезистор 21 действуют силы растяжения, а на тензорезистор 23 — силы сжатия. l5

Сигнал разбаланса уравновешенного полумоста поступает через тензометрический усилитель 17 на вход порогового элемента 18. При смещении экстремальной точки прогиба за до- 20 пустимые пределы с выхода элемента

18 на реле 19 поступает сигнал, достаточный для его срабатывания. Ррле 19 своими контактами 36 подключает к в:соду ЦАП 37 выход блока 35, а контактами 38 отключает от ЦАП 37 блок 39. При этом через масштабные резистивные элементы 27, 28 и 29 с выходов тензометрического усилителя

17 и преобразователей 9 и 4 поступают сигналы на трехвходовый сумматор 30. С выхода этого сумматора сигнал поступает на многопороговый логический элемент 31, с логических выходов которого двоичный параллельный код поступает íà и-разрядный регистр 33, выполненный на триггерах

32. С выходов триггеров 32 сигналы через инверторы 34 поступают на логические входы блока 35 памяти кода, соответствующего той величине под- - 40 магничивающего тока, которая обеспе1чит задержку сигнала для фиксирования заготовки 2 под бойком 24 точкой, расположенной между точками Ъ и с (см. фиг. 2) и соответствующей 45 величине смещения экстремума проги.ба заготовки. Это время задержки будет меньше, чем время задержки управляющего сигнала от постоянного кода, поступающего с блока 39. Од- щ новременно с переключением контактов 36 и 38 изделие 2 снова приводится во вращение. При повторном вращении сигнал управления с фазового коммутатора 3 на вход блока 14 управления подается через линию 25 задержки управляющих сигналов и заготовка 2 остановится под штоком 24 с бойком точкой, соответствующей сдвигу экстремума прогиба.

При проведении процесса правки в случае смещения экстремальной точки прогиба заготовки против часовой стрелки (против хода ее вращения), когда она занимает положение в области точки а (см. фиг. 2), на ра- 65 бочий тензореэистор 21 действуют силы сжатия, а на тензорезистор 23 силы растяжения. Сигнал сазбаланса уравновешенного полумоста поступает через усилитель 17 на вход порогового элемента 18. При смещении экстремальной точки прогиба за допустимые пределы с выхода элемента

18 на реле 19 поступает сигнал напряжения и реле 19 срабатывает. Реле 19 снова своими контактами 36 подключает к входу ЦАП 37 выход блока 35, а контактами 38 отключает от входа ЦАП 37 блок 39. При этом с выходов триггеров 32 на логические входы блока 35 памяти кода поступают сигналы, соответствующие той величине подмагничивающего тока, которая обеспечит задержку управляющего сигнала для фиксирования заготовки 2 под бойком точкой, расположенной между точками а и в и соответствующей величине смещения экстремума прогиба заготовки; Это время задержки будет больше, чем время задержки управляющего сигнала от постоянного кода, поступающего с блока 39.

Одновременно с переключением контактов Зб и 38 изделие 2 снова приводится во вращение. При повторном вращении сигнал управления с фазового коммутатора .3 на блок 14 управления подается через линию 25 задержки, при этом заготовка 2 остановится под бойком точкой, соответствующей сдвигу экстремума прогиба.

Процесс правки проводится аналогично вышеописанным процессам и при отсутствии боковых смещений экстремальной точки прогиба.

После завершения процесса правки все блоки и узлы системы управления приводятся в исходное ("нулевое") состояние и к входу ЦАП 37 контактами 38 подключаются выходы блока 39 постоянного кода.

Так Как индуктивность индуктив— ,ных элементов 40 зависит от степени подмагничивания их сердечников 42, то занося на триггеры 32 и-разрядного регистра 33 код, соответствующий определенному соотношению усилия правки, усилия изгиба штока и линейного перемещения бойка изменяем величину подмагничивающего тока, и соответственно, проницаемость, а следовательно, индуктивность звеньев и время задержки линии 25.

Для получения необходимого времени задержки диапазон его изменения разбивается на ряд дискретных значений. Каждому из этих значений соответствует код, поступающий из второго многопорогового логического элемента 31. Число дискретных значе1009555

BHHHIIH Заказ 2556/б Тираж 814

Подписное

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

:ний времени задержки зависит от требуемой точности правки и определяет количество каскадов (ячеек) элемента 31, триггеров в регистре 33 и ячеек (каскадов) ЦАП 37.

Эффективность от внедрения системы управления правильным гидроагрегатом обуславливается повышением качества правки при боковых смецениях экстремальной точки прогиба иэделия.

5, Ф-Ф