Адаптивная система управления энергией удара ковочно- штамповочной машины

 

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ УДАРА КОВОЧНО-ШТАМПОВОЧНОЙ МАШИНЫ, содержащая соединенные между собой задатчик и датчик температуры , задатчик и датчик (Скорости, а также связанную с сумматором схему сравнения, выход которой через усилитель соединен с исполнительным органом мёшины отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и надежности, она снабжена блоком и схемой вычитания, блоком деления, нуль-органом, статистическим фильтром, датчика1«1 усилия штамповки и величины недоштамповки, вычислительным устройством, а также блоками номинального и подстраивавмоги коэффициентов усиления по температуре и задатчиком номинального коэффициента усиления по температуре , причем задатчик и датчик температурив соединены со схемой вычитания, выход которой соединен с блоками деления, номинального и подстраива- . емого коэффициентов„усилеиия по температуре , датчики усилия штамповки и величины недоштамповки соединены с вычислительным устройством, выход которого подключенк блоку вычитания и статистическому фильтру, при § этом входы сумматора соединены с ходами блоков номинального и подстраиваемо ijip коэффициентов усиления, задатчика скорости и статистическо- Jd го фильтра, а выходы сумматора и | датчика скорости соединены со схе- S мой сравнения, выход которой соединен через нуль-орган с усилителем. 35 го У1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНий И ОТНРЫтий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3CS9 8 30 В 15 20 (21) 3381496/25-27 (22) 15.01 ° 82 (46) 07.05. 83. Бюл. 9 17 (72) В.Е. Пашин, Ю.A. Бочаров и С.В. Копейкин (71) Куйбышевский инженерно-строительный институт им. A.È. Микояна (53) 621.973(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 703362, кл. В 30 В 15/20, 1979 (прототнп). (54).(57) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ УДАРА КОВОЧНО-ШТАМПОВОЧ"

НОЙ NMJHHbl, содержащая соединенные между собой задатчик и датчик температуры, задатчик и датчик с корости

l а также связанную с сумматором схему сравнения, выход которой через усилитель соединен с исполнительным органом машины о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью повышен1.я точности и надежности, она снабжена .блоком н схемой вычитания, блоком деления, нуль-органом, статисти„. $0.„ДЯ}Д,ЯДД А ческим фильтром, датчикаьж усилия штамповки и величины недоштамповки, вычислительным устройством, а также блоками номинального и подстраиваемоги коэффициентов усиления по темЭ пературе и задатчиком номинального коэффициента усиления по температу ре, причем задатчик и датчик температуры соединены со схемой вычитания, выход которой соединен с блоками деления, номинального и подстраива- . емого коэффициентов усиления по температуре, датчики усилия штамповки и величины недоштамповки соединены с вычислительным устройством, выход которого подключен к блоку вйчитания и статистическому фильтру, при g этом входы сумматора соединены с выходами блоков номинального и подстра иваемого коэффициентов усиления, задатчика скорости и статистического фильтра, а выходы сумматора и датчика скорости соединены со схе- и мой сравнения, выход которой сое« динен через нуль-орган с усилителем.

1016215

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции систем управления оборудования для обработки давления.

Известна адаптивная система управления энергией удара ковочноштамповочной машины, содержащая сое» диненные между собой задатчик и датчик температуры, задатчик и датчик скорости, а также связанную с сумматором схему сравнения, выход которой через усилитель соединен с исполнительным органом машины (1).

Известная система упраэления не обеспечивает высокой точности регулирования скорости рабочего органа, а следовательно н энергии удара, ввиду отсутствия контроля н коррекцйи по параметрам обработанной поковки.

Кроме этого, недостаточная точность регулирования энергии удара приводит к перегрузкам машины, что снижает ее надежность.

Цель изобретения - повышение точности и надежности.

Эта цель достигается тем, что адаптивная система управления энергией удара ковочно-штамповочной машины,,содержащая соединенные между собой задатчик и датчик температуры, задатчик и датчик скорости, а также связанную с сумматором схему сравнения, выход которой через усилитель соединен с исполнительным органом машины, снабжена блоком н схемой вычитания, блоком деления, нульорганом, статистическим фильтром, датчиками усилия штамповки н величины недоштамповки, а также блоками номинального и подстраиваемого коэффициентов усиления по температуре и задатчнком номинального коэффициента усиления по температуре, при этом задатчик и датчик температуры соединены со схемой вычитания, выход которой соединен с блоками деления, номинального и подстраиваемого коэффициентов усиления ..о температуре, датчики усилия штамповки и величины недоштамповки соединены с вычислительным устройством, выход которого подключен к блоку вычитания и статистическому фильтру, причем входы сумв; матора соединены с выходами блоков номинального и подстраиваемого коэффициентов усиления, задатчика скорости н статистического фильтра, а выходы сумматора н датчика скорости соединены со схемой сравнения, выход которой соединен через нульорган с усилителем.

На чертеже приведена блок-схема адаптивной системы управления энергией удара ковочно-штамл ма шины (КВй). рабочим органом КШМ является ползун 1, а измерительными устройствами являются датчик 2 скорости, кинема2 тически связанный с ползуном 1, дат-. ,чик 3 температуры, измеряющий температуру заготовки 4, датчик усилия штамповки на штампе 5 и датчик б величины недоштамповки, установленные э на неподвижной матрице 7. Управление . осуществляется отключением источника 8 энергии от двигателя 9 КШИ по сигналу нуль-органа 10 через усилитель 11. Выход датчика 3 температу30 ры и задатчика 12 температуры соединен с входами схемы 13 вычитания, выход которой соединен с входом бло-. ка 14 номинального коэффициента усиления по температуре и входом блока 5 15 подстраиваемого коэффициента усиления по температуре, а также входом блока 16 деления. Выходы датчиков 5 и б соединены с входами вычислительного устройства 17, выход которого соединен с входом блока 18 вычитания и входом статистического фильт« ра 19, выход которого соединен с другим входом блока 18 вычитания.

Выход блока 16 соединен также с входом другого статистического фильтра 20, выход которого соединен с уФравляющим входом блока 15. Входы блока сумматора 21 соединены: первый с выходом блока 14> второй с выходоМ блока 15, третий с фильтром 19, чет 30 вертый с задатчиком 22 нормальной скорости, а выход блока сумматора 21 соединен с входом схемы 23 сравнения

У к другому входу которой подключен выход датчика 2 скорости. Выход бло-.

З5 ка 23 соединен с входом нуль-органа

10, выход которого соединен с входом усилителя 11, соединенного с исполнительным органом 24 КШИ. Задатчик 25 номинального коэффициента уси40 ления по температуре соединен с вторым входом блока 14.

Система работает следующим обра. зом.

Перед началом работы КШИ на задать чиках температуры 12, скорости 22 и номинального коэффициента усиления

25 устанавливаются номинальные значения параметров температуры Тя . скорости Чн и коэффициента усиле ния K, соответствующие штамповке данной детали. До помещения заготов ки 4 в штамп 7 датчик 3 вырабатывает напряжение, пропорциональное температуре. заготовки, которое вычитается в схеме 13 из напряжения, установээ ленного на блоке 12. Разность напряжений, пропорциональная отклонению температуры заготовки от номи. вала, поДается на блок .14, который умиожая величийу напряжения на ве66 личину K„, подает на первый вход сумматора 21 напряжение, пропорцио-. нальное поправке Иявеличины скорости Чн, .обусловленной отличием температуры заготовки от номинальной.

6g На четвертый вход сумматора 21 пода»

1016215

Составитель В. Стоколов

Редактор T. Кугрыаева Техред М.Гергель

Корректор А. Дэятко

Заказ 3299/19 - Тираж 675 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий,- 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 ется с блока 22 напряжение, пропорциональное Чи . Если на втором и третьем входах сумматора 21 напря.кения равны нулю, то с выхода сумматора снимается напряжение, пропор циональное Ч (требуемой скорости ползуна для штамповки данной, конк, ретной детали ). В этом случае эта скорость определяется!

В схеме 23 .сравнения иэ этого напряженкя вычитается напряженке на выходе датчика 2 скорости, и при достижении ползунои скорости Ч„ на выходе схеън 23 напряжение становится равным кулю. При это нуль;орган 10. вырабатывает напряжение, которое, усиленное блоком 11,приводит к срабатыванию ксполнителъного органа 24 и отключает источник 8 энергии от двигателя 9 КВИ. После этого ползун 1 до моментa касания штампа заготовки двигается со скоростью близкой к величине ЧЧ. Если .номинальные значения параметров Ть, Ч„, Кн выбраны правильно и погрешности системыуправления мала, то в конце процес- . са штамповки.штамп должен сомкнуться, не вызывая усилий íà упоре, превышающих допустимую величину. В против-:. . ном случае при значении скорости Ч, меньше требуемого значения штамп не сомкнется и напряжение на выходе датчика 6, измеряющего в личину несмыкания штампа, 5удет пропорционально величине необходимого уве лкчения требуемой скорости, а при

:«значении скорости Ч больше тре-,: буемого,значения ва упоре штампа возникнут усилия и на выходе датчика 5 появится напряжение, пропорциональное величине необходимого уменьшения требуемой скорости. Таким образом, на вход вычислительного устройства

17 подаются сигналы, по которым вырабатывается напряжение, пропорциональное поправке йЧ требуемой ско,рости Чу для уже отштампованной детали. Величина ДУ имеет случайный характер, поэтому использование ее для. управления без статистической .. .обработки ие повысило точностк ра,боты систеъы, и поэтому напряже,ние с выхода за|числительного устРойства 17 подается на вход статистического "фильтра 19,.который по иере накопления информации выраба- . тывает среднее значение величкйы дУ, и, таким образом, на выходе фильтра

19 вырабатывается напряжение 4Ч, пропорциональное систематической адаптивной погрешности определения .

p V>. Это напряжение подается на тре-. тий вход сумматора 21 и на блок 18 вычитания. В блоке 18 из напряжения, пропорционального ЬЧ, вычитает» ся напряжение, пропорциональное 4Ч, 1О и разность напряжений подается на вход блока 16, где разностное напря-. жение делится на напряжение, пропорциональное аТ. На выходе блока получается напряжение, пропорциокель15 ное добавке к номинальнаиу коэффи-. циенту усиления по температуре KI, .(подстраиваевый коэффициент усиления по температуре) ьч — av .у ьт

К тоже является случайной величиной, поэтому напряжение с выхода блока 16 подается на выход друго-. го статистического фильтра 20, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное среднему значению подстраиваемого коэффициента усиления по температуре К„. Это на пряженне подается на управляющий вход блока 15, с выхода которого напряжение, пропорциональное йЧ.

4Ч =ь К„

1 подается на второй вход сумматора 21.

Этим достигается компенсация мульти35 пликативной систематической составля,ющей погрешности определения номинальных параметров и погрешности ра-.. боты системы управления. Таким образом, на выходе сумматора 21 появля4О ется напряжение, пропорциональное требуемой скорости ползуна Ч с учетом погрешностей системы

Ч =Ч и+ (< н < ) +a«)

45 Это напряжение с выхода сумматора

21 подается на вход схемы 23 сравие" ния, вызывая соответствующую команду на управление исполнительным органом 24 КШМ.

5п Эффективность использования адаптивной системы управления обеспечивается. за счет повышения точности доэкрования энергии удара и надежности машины в целом. Система может

55 6hITb использована для различных КЙЙ6 ударного действия.