Трехкоординатная фазовая следящая система (ее варианты)

 

1. Трехкоординатная фазовдя следящая система, содержащая последовательно соединенные первый фазовый демодулятор, первый привод и первый фазовращатель, подключенный выходом к первому входу первого фазо вого демодулятора, последовательно соединенные второй фазовый демодулятор , второй привод и второй врашатель , подключенный выходом к первому входу второго фазового демодулятора, соединенного вторым входом с первым выходом задатчика, подключенного вторым выходом к второму входу первого фазового демодулятора, последовательно соединенные третий фазовый демодулятор , третий привод и третий фазовращатель , блок питания, подключенный первым и вторым выходами соответственно к первым и вторым электрическим входам первого, второго и третьего фазовращателей, о т л ич а ю Р1 а я с я тем, что, с целью I повышения точности и надежности системы , в ней дополнительно установлен (Л блок обработки сигналов, подключенный входами соответственно к электрическим выходам второго и первого приводов и к второму и первому выходам третьего фазовращателя,а выходом - к первому входу третьего фазового демодулятора, соединенного 00 вторым входом с вторым выходом блока о питания. 2. Трехкоординатная фазовая сле00 дящая система, содержащая последовасо со тельно соединенные первый фазовый демодулятор , первый привод и первый фазовращатель , подключенный выходом к первому входу первого фазового демодулятора , последовательно соединенные второй фазовый демодулятор, второй привод и второй фазовращатель, подключенный выходом к первому входу второго фазового демодулятора, соединенного вторым входом с первым выходом задатчика , подключенного вторым выходом к второму входу первого фазового демодулятора , последовательно соединенные третий фазовый демодулятор, тре-

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 34541 75/24-24 (22) 16 ° 06.82 (46) 23.09.85. Бюл. - 35 (72) А.И. Глумчер, В.С. Жабреев, О.Я. Каретный, Е.Л. Брагилевский, В.Б. Орлов и А.А. Трофимов (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола, Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промьппленности, сельском хозяйстве и на транспорте и Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт автогенного машиностроения (53) 62-50(088.8) (56) Тихомиров Э.Л. и др. Системы числового управления и перспективы их развития . — Г1.: Машиностроение, 1975, с. 21-32.

Привод комплексный и с программным управлением типа ПКПОО, УЧ (Челябинск). Листок-каталог, ЛК08.60.1879.-И.: Информэлектро, 1980.

Михеев К).Е. и Сосонкин B.Ë. Система автоматического управления станка ми. — И.: Машиностроение, 1978, с. 155-162, рис. 130. (54) ТРЕХКООРДИНАТНАЯ ФАЗОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА (ЕЕ ВАРИАНТЫ). (57) 1. Трехкоординатная фазовая следящая система, содержащая последовательно соединенные первьп фазовый демодулятор, первый привод и первый фаэовращатель, подключенный выходом к первому входу первого фазо вого демодулятора, последовательно соединенные второй фазовый демодулятор, второй привод и второй врашатель, подключенный выходом к первому входу второго фазового демодулятора, соединенного вторым входом с первым выходом задатчика, подключенного вто рым выходом к второму входу первого фазового демодулятора, последовательно соединенные третий фазовый демодулятор, третий привод и третий фазовращатель, блок питания, подключен. ный первым и вторым выходами соответ ственно к первым и вторым электрическим входам первого, второго и третьего фазовращателей, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и надежности системы, в ней дополнительно установлен блок обработки сигналов, подключенный входами соответственно к электрическим выходам второго и первого приводов и к второму и первому выходам третьего фазовращателя, а выходом — к первому входу третьего фазо вого демодулятора, соединенного вторым входом с вторым выходом блока питания.

2. Трехкоординатная фазовая следящая система, содержащая .последовательно соединенные первый фазовый демодулятор, первый привод и первый фазовращатель, подключенный выходом к первому входу первого фазового демодулятора, последовательно соединенные второй фазовый демодулятор, второй привод и второй фаэовращатель, подклю- ченный выходом к первому входу второго фазового демодулятора, соединенного вторым входом с первым выходом задатчика, подключенного вторым выходом к второму входу первого фазового демодулятора, последовательно соединенные третий фазовый демодулятор, тре11 тий привод и третий фазовращатель, подключенный выходом к первому входу третьего фазового демодулятора, и блок питания, соединенный первым и. вторым выходами с первым и вторым входами первого, второго и третьего фазовращателей, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности и надежности системы, в ней дополнительно установлен блок обработки сигналов, подключенный входами к электрическим выходам второго и первого приводов и к второму и первому выходам блока питания, а выходом—

80839 к второму входу третьего фазового демодулятора.

3. Система по пп. 1 и 2, о т л и,ч а ю щ а я с я тем, что блок обработки сигналов содержит первый и второй умножители, соединенные выходами с первым и Вторым входами сумматора, подключенного выходом к выходу блока обработки сигналов, соединенного входами соответственно с первым входом второго умножителя, с первым и вторым входами первого умножителя и с вторым входом второго умножителя.

Изобретение относится к резке листового металла и может найти широкое применение в машинах термической резки металла, в станке с программным управлением, в копировальных и позиционных установках.

На фиг. 1 представлена структурная схема первого варианта системы; на фиг.2 — структурная схема второго варианта системы; на фиг.3 — струк- 1О турная схема привода; на фиг.4 структурная схема блока обработки сигналов.

Система содержит задатчик 1 блок

2 питания, первый и второй фазовые 15 демодуляторы 3 и 4, первый, второй и третий приводы 5 — 7, первый и второй фазовращатели 8 и 9, блок 10 обработки сигналов, третий фазовращатель 11, третий фазовый демодуля- 2О тор 12, блок 13 сравнения, усилитель

14 мощности, электродвигатель 15, тахогенератор 16, первый и второй умножители 17 и 18 и сумматор. На . схемах 19. a М, о обозначают 25 угловые положения валов первого, второго и третьего приводов 5 — 7; 2„, Яу — сигналы на электрических выходах приводов 5 и 6; 52 — выходной сигнал тахогенератора 16; х, у — сиг налы на втором и первом выходах задатчика 1.

Умножители 17 и 18 и сумматор 19 входят в состав блока 10 обработки сигналов.

В состав каждого из приводов

5 — 7 входят блок 13 сравнения, уси2 литель 14 мощности, электродвигатель

15 и тахогенератор 16. Первый и второй приводы 5 и 6 имеют электрические выходы, соединенные с выходами тахогенераторов 16, а третий привод 7 электрического выхода не имеет.

В качестве задатчика 1 в системе могут быть применены индукционные фазовращатели или устройство программного управления Н33-2И.

Фаэовращатели 8, 9 и 11 могут быть реализованы на базе вращающихся трансформаторов BTM-1M.

В качестве электродвигателя 15 приводов 5 — 7 может быть применен двигатель постоянного тока СЛ661.

Тахогенератор 15, например, типа

ТД102 выполняет в приводах 5 — 7 роль датчика угловой скорости.

Система по первому варианту работает следующим образом.

Фазомодулированный сигнал зада- ния с второго выхода задатчика 1 поступает на второй вход первого фазового демодулятора 3, на первый вход которого поступает фазомодулированный сигнал обратной связи с выхода первого фазовращателя 8, на электрические входы которого поступает напряжение питания с выходов блока 2 питания.

Выходной сигнал первого фазового демодулятора 3, пропорциональный

Рассогласованию между сигналами зацания и обратной связи, поступает на вход привода 5, т.е. на первый

1180839 вход блока 13 сравнения, входящего в состав первого привода 5.

На второй вход блока 13 сравнения поступает выходной сигнал тахогене ратора 16, входящего в состав первого привода 5. Выходной сигнал блока 13 сравнения, пропорциональный разности сигнала рассогласования и угловой скорости привода 5,поступает на вход усилителя 14 мощности, с 10 выхода которого сигнал поступает на вход электродвигателя 15 первого привода 5. Вал электродвигателя

15 кинематически соединен с валом первого фазовращателя 8, который измеряет его угловое положение. Вал электродвигателя 15 поворачивается до тех пор, пока сигнал рассогласования на выходе первого фазового демодулятора 3 не становится равным нулю. 20

Фазомодулированный сигнал задания с первого выхода задатчика 1 поступает на второй вход второго фазов. го демодулятора 4, на первый вход которого поступает фазомодулированный сигнал обратной связи с выхода второго фазовращателя 9, на электрические входы которого поступают напряжения питания .с выходов блока 2 питания.

Выходной сигнал второго фазового де- 30 модулятора 4, пропорциональный рассогласованию между сигналами задания и обратной связи, поступает на вход второго привода 6, который работает аналогично первому приводу 5.

Сигнал с электрического выхода второго привода 6 .поступает на первый вход блока 10 обработки сигналов.

Сигнал с электрического выхода. первого привода 5 поступает на второй40 вход блока 10 обработки сигналов, на третий и четвертый входы которого поступают сигналы с второго и первого . выходов третьего фазовращателя 11, на электрические входы которого поступают напряжения питания с выходов блока 2 питания.

Первый и четвертый входные сигналы блока 10 обработки сигналов поступают на входы второго блока 18 умножения, gp в котором они перемножаются. Второй и третий входные сигналы блока 10 обработки сигналов поступают на входы первого блока 17 умножения, в котором они перемножаются. Выходные сигналы первого и второго умножителей 17 и 18 поступают на входы сумматора 19, где они суммируются.

Выходной сигнал, сумматора 19 меняется выходным сигналом блока 10 обработки сигналов.

Выходной сигнал блока 10 обработки сигналов поступает на первый вход третьего фазового демодулятора 12, на второй вход которого поступает напряжение с второго выхода блока 2 питания. Выходной сигнал третьего фазового демодулятора 12 поступает на вход третьего привода 7, который работает аналогично первому приводу 5.

Система по второму варианту работает следующим образом.

Фазомодулированный сигнал задания. с второго выхода задатчика 1 поступает на второй вход первого фазового демодулятора 3, на первый вход которого поступает фазомодулированный сигнал обратной связи с выхода первого фазовращателя 8, на электричес-. кие входы которого поступают напря жения питания с выходов блока 2 питания. Выходной сигнал первого фазового демодулятора 3, пропорциональный рассогласованию между сигналом задания и обратной связи, поступает на вход привода 5, который работает аналогично первому приводу 5 первого варианта системы.

Фазомодулированный сигнал задания с первого выхода задатчика 1 поступает на второй вход второго фазового демодулятора 4, на первый вход ко-. торого поступает фазомодулированный сигнал обратной связи с выхода второго фазовращателя 9, на электрические входы которого поступают напряже. ния питания с выходов блока 2 питания. Выходной сигнал второго фазового демодулятора 4, пропорциональный рассогласованию между сигналами задания и обратной связи, поступает на вход второго привода 6, который работает аналогично первому приводу

5 первого варианта системы.

Сигнал с электрического выхода второго привода 6 поступает на первый вход блока 10 обработки сигналов. Сигнал с электрического выхода первого привода 5 поступает на второй вход блока 10 обработки сигналов, на третий и четвертый входы которого поступают сигналы с второго и третьего выходов блока 2 питания.

Первый и четвертый входные сигналы блока 10 обработки сигналов

1180839 поступают на входы второго умножителя 18, в котором они перемножаются.

Второй и третий входные сигналы бло"

9 ка 10 обработки сигналов поступают на входы первого умножителя 17, в котором они перемножаются. Выходные сигналы первого и второго умножителей 17 и 18 поступают на входы сумматора 19, в котором Они суммируют- !О ся. Выходной сигнал сумматора 19 является выходным сигналом блока 10 обработки сигналов.

Выходной сигнал блока 10 обработки, сигналов поступает на первый вход третьего фазового демодулятора 12, на второй вход которого поступает выходной сигнал третьего фазовращателя 11, на электрические входы которого поступают напряжения питания с выходов блока 2 питания. Выходной сигнал третьего фазового демодулято- ра 12 поступает на вход третьего привода 7, который работает аналогично первому приводу первого варианта 25 системы.

Указанные выше отличительные особенности предлагаемого технического решения позволяют повысить точность системы по первому варианту Зб примерно на 40, а по второму — при,мерно на 38 за счет того, что криволинейные контуры не приходится разбивать на большое число кадров, 3 как это делается в известной системе. З

Кроме того, за счет упрощения предлагаемого технического решения повы- шается надежность системы по первому варианту примерно в восемь раз, а по второму — в шесть с половиной раз.

Дри этом снижается стоимость системы на порядок, потому что отпадает необходимость в управлении третьей координатой от устройства числового программного управления и становится возможным использование в системе наиболее простых устройств числового программного управления, например типа Н22. Третья координата может быть использована для управления алгоритмически независимыми степенями свободы, например, приводами регулирования угла наклона резаков. Ълагодаря этому в три раза может быть повышена эффективность использования устройств числового программного управления и в пять раз расширены функциональные возможности машин термической резки.

Применение предлагаемых систем в машинах термической резки с программным управлением позволяет за счет повышения точности и надежности систем снизить процент брака в отрасли на 1,5% что íà 20Х снижает потребление дорогостоящего листового проката; позволяет на 30 снизить затраты на подготовку, откладку и контроль управляющих программ, на 40 снижает затраты на дополнительную механическую обработку из-за повышения чистоты поверхности вследствие повышения плавности работы третьей координаты.

1180839

1180839

1180839

7)

0m3 (или или оли

Фиг 3

0m 11(идти шп2)

Составитель Ю. Гладков

Редактор Е. Папп Техред З.Палий Корректор.И.Эрдейи

Заказ 5922/45 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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