Электрогидравлический следящий привод

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления положением суппортов агрегатных станков . Цель изобретения - повышение точности и надежности работы. Поставленная цель достигается тем, что примененный в приводе преобразователь код - ширина импульса вьтолнен с двумя связанными с общим тактовым генератором счетчиками импульсов, что позволяет обеспечить осцилляцию наиболее простыми средствами. Кроме того, преобразователь компенсирует зону не (Л чувствительности гидрораспределителя, что повышает точность позиционирования привода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (11) (50 4 С 05 В 11 01

1 и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И,ОТКРЫТИЙ (21) 3905923/24-24 (22) 03.06.85 .(46) 07,11.86. Бюл. У 41 .(72) Н.Н.Алферьев, Л.В.Глинин, В.И.Павлов и И.Н.Осокин (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 228912, кл. В 27 В 7/00, В 27 В 5/00, 18. 10.69 °

Авторское свидетельство СССР У 332440, кл. С 05 В 21/02, В 27 е 5/28, 13.03.72.

Нехода В.Г., Морозов В.Я. Электрогидравлический привод вращения хобота коночного манипулятора. — Вестник ма- шиностроения, 198 1, Р 7, с. 5-7. (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ

ПРИВОД (57) Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления положением суппортов агрегатных станков. Цель изобретения — повышение точности и надежности работы. Поставленная цель достигаеТся тем, что примененный в приводе преобразователь код — ширина импульса выполнен с двумя связанными с общим тактовым генератором счетчиками импульсов, что позволяет обеспечить осцилляцию наиболее простыми средствами. Кроме того, преобразователь компенсирует зону нечувствительности гидрораспределителя, что повышает точность позиционирования привода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1269

092 2

6 положения, суммирующий блок 7, кодо-импульсный преобразователь 8.

Первым тактовым импульсом синхронизируется запись счетного импульса от датчика 4 перемещения в реверсивный счетчик 11 посредством блока 12 синхронизации счетных импульсов при движении штока гидродвигателя 1 и сбрасывается триггер 16 знака в блоке 7. Этим обеспечивается направление движения к исходному положению. Если движения штока гидродвигателя 1 нет, то в счетчике 11 сохраняется предыдущее состояние (в исходном положении—

"0"). .Обратный код числа из счетчика

11 поступает на входы сумматора 15 блока 7, По второму тактовому импульсу происходит запись кода числа заданной позиции в регистр 14 задатчика 6. Запись кода посредством блока 13 ключей при ручном вводе информации происходит по сигналу от кнопки "Пуск" и сигналу "Внешний ввод" при работе от внешнего устройства. При отсутствии разрешающих сигналов в регистре 14 сохраняется код предыдущего числа.

Поскольку при включении питания регистр 14 обнуляетея, то до подачи управляющих сигналов будет сохраняться его нулевое состояние.

Прямой код числа с регистра 14 подается на входы сумматора 15 блока 7.

Сумматор 15 определяет разницу двух чисел путем сложения их прямого и обратного кодов. При этом, когда второе число больше первого, происходит перенос из старшего разряда сумматора. Сигнал переноса служит для установки триггера 16 знака и определения направления движения. Перенос кода разности из сумматора 15 в регистр 18 происходит посредством блока 17 ключей по третьему тактовому импульсу.

При этом запись в регистр 18 и триггер 16 производится только при наличии сигнала от элемента И 20 (фиг.2) преобразователя 8, что обеспечивает поступление информации от суммирующего блока 7 на входы компаратора 24 и информации о состоянии триггера 16 знака на блок 9 ключей один раз за цикл работы преобра ователя 8, т.е. один раэ на каждый формируемый импульс.,теля.

При включении питания происходит обнуление регистра 14 задатчика 6 положения, регистра 18, суммирующего блока 7 и запуск генератора 28 прямоугольных импульсов блока 10. В исход-50 ном положении штока гидродвигателя 1 (суппорта 2) фотоимпульсный датчик 4 перемещения вырабатывает сигнал обнуления реверсивного счетчика 11 счетчика импульсов 5, Генератор 28 пря- 55 моугольных импульсов через распределитель 29 импульсов начинает стробировать счетчик 5 импульсов, задатчик

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления положением механизмов технологического оборудования, в частности суппортов агрегатных станков.

Целью изобретения является повышение точности и надежности работы.

На фиг.1 показана блок-схема электрогидравлического следящего привода; fð на фиг.2 — блок-схема кодо-импульсного преобразователя, на фиг,3 — временная диаграмма работы преобразоваЭлектрогидравлический следящий привод содержит гидродвигатель 1, суппорт 2 станка, двухкаскадный дроссельный гидрораспределитель 3, датчик

4 перемещения, счетчик 5 импульсов, задатчик 6 положения, суммирующий блок 7, кодо-импульсный преобразователь 8, блок 9 ключей, генератор 10 тактовых импульсов.

Счетчик 5 импульсов состоит из ре- 25 .версивного счетчика 11 и блока 12 синхронизации счетных импульсов. 3адатчик 6 положения включает в себя

4 блок 13 ключей и регистр 14. Суммиру- ющий блок состоит иэ сумматора 15, триггера 16 знака, блока 17 ключей, регистра 18.

Преобразователь 8 (фиг.2) состоит иэ счетчика 19 импульсов, элемента И

20, RS-триггера 21, IK-триггера 22, счетчика 23 импульсов, компаратора

24, инвертора 25, элемента И 26 и делителя 27 частоты.

Генератор 10 тактовых импульсов состоит из генератора 28 прямоугольных импульсов и распределителя: 29 импульсов.

Электрогидравлический реверсивный следящий привод работает следующим образом.

Так как гидрораспределитель 3 с пропорциональным управлением имеет два электромагнита с катушками управ3 1269 ления, то для выбора направления движения штока гидродвигателя 1 необходимо простое подключение выхода преобразователя 8 с помощью ключа к соответствующей катушке, .что и осуществляется триггером 16 знака блока 7 и ключами 9. Гидрораспределитель 3 в свою очередь подключает ту или иную полосТь гидродвигателя,1 и гидросистемы станка. 10

Исходя из изложенного видно, что начальное состояние блока 5 и преобразователя 8 при включении устройства значения не имеет,. так как выход преобразователя 8 (RS-триггера 21) подключается посредством ключей блока 9 к катушке электромагнита гидрораспределителя 3, что определяет направление движения штока гидрораспределителя 1 к исходному положению,. Работа преобразователя 8 полностью стабили-. зируется после первого переполнения счетчика 19 и появления сигнала логической "1" на выходе элемента И 20, т.е. в пределах одного цикла работы преобразователя 8, или в пределах одного импульса ШИП. ()92

Преобразователь 8 предназначен для формирования импульсов питания катушек электромагнитов, гидрораспрецелителя 3 и изменения скорости движения суппорта 2 по мере приближения к заданной точке позиционирования. В процессе работы преобразователя 8 тактовые импульсы от генератора 10 поступают на вход делителя 27 частоты и счетный-вход К-триггера 22, с выхода делителя 27 импульсы пониженной частоты поступают на счетный вход счетчика 19, выходы которого соединены с входами первого элемента И 20. При этом на выходе элемента И 20 формируется один импульс за время заполнения счетчика 19, равный по длительности счетному импульсу на входе счетчика

19. При появлении состояния логической "1" на выходе элемента И 20 RSтриггер 21 устанавливается в единичное состояние, при этом счетчик 23 и

IK-триггер 22 сбрасываются и блокируются, а R-вход RS-триггера 21 блокируется посредством второго элемента

И 26 и инвертора 25 °

Сигналом для пуска устройства (командой на начало движения штока гидродвигателя 1) является запись кода числа заданной позиции в регистр 14 задатчика 6 положения, которая происходит по команде от кнопки "Пуск" при ручном вводе или по команде от внешнего устройства при работе в автома- З5 тических системах и системах ЧПУ.

При появлении кода числа задания на входах сумматора 15 происходит его

40 сравнение с кодом числа, записанного в реверсивном счетчике 11 ° Если код числа задания больше кода числа, записанного в счетчике, в старшем разряде сумматора 15 возникает сигнал

l 45 переноса, который устанавливает триггер 16 знака в единичное состояние °

Если код числа задания меньше, то сигнала переноса нет и триггер 16 знака остается в нулевом состоянии.

Код разности записывается в регистр

18 сумматора блока 7 и подается в преобразователь 8, а информация о состоянии триггера 16 знака передается на ключи блока 9, после чего начинается движение штока гидродвигателя 1 в выбранном направлении. Работа отдельных блоков синхронизируется от генератора 10 импульсов. при появлении на выходе элемента

И 20 состояния логического "0" счетчик 23 начинает заполняться от генератора 10 импульсов через IK-триггер

22, На выходах счетчика 23 формируется соответствующий код, который постоянно сравнивается с кодом разности от сумматора на компараторе 24. При совпадении кодов формируется импульс на выходе компаратора 24, который через элемент И 26 поступает íà R-вход

RS-триггера 21 и устанавливает выход

RS-триггера 21 в нулевое состояние. .с

Таким образом, по мере изменения кода разности (приближения суппорта станка к заданной позиции) импульсы на выходе RS-триггера 21 укорачиваются, что соответствует поступлению меньшей энергии в катушки электромагнитов гидрораспределителя 3 и уменьI шению его проходного сечения. При этом работа преобразователя 8 построена таким образом, что при рассогласовании, равном нулю, на выходе RSтриггера 21 всегда формируется импульс определенной минимальной длительности, устанавливаемой с помощью делителя 27, что необходимо в целях повышения чувствительности привода при малых рассогласованиях и нейтрализации зоны нечувствительности гидрораспределителя.

092 6 лю, на выходе триггера 21 формируется импульс, равный тактовому импульсу на счетном входе суммасчетчика 19, обеспечивающий минимальный уровень напряжения на катушке электромагнита гидрораспределителя 3, компенсирующего зону нечувствительности данной катушки. Для обеспечения работоспособности предложенной схемы ШИП при рассогласовании, равном нулю, счетный вход счетчика 23 подключен к генератору 10 тактовых импульсов через IKтриггер 22, включенного по схеме Ттриггера (I--и К-входы объединены и подключены к источнику питания, а счетный С-вход — к генератору тактовых импульсов).

Поскольку все элементы ШИП работают от одного тактового генератора, то в данном случае используется свойство

К-триггера изменять свое состояние на выходе по заднему фронту тактового импульса на счетном входе. Так, при поступлении кода разности от сумматора 15, равного нулю, и появлении логической "1" на выходе первого элемента И 20 сбрасывается счетчик 23 и устанавливается состояние логической

"1" на выходе компаратора 24. По окончании импульса на выходе элемента И 20 снимается блокировка с элемента И 26, IK-триггера 22 и счетчика 23. Поскольку на вход элемента И

26 поступает сигнал логической "1" от элемента 24, то на выходе элемента И 26 также появляется сигнал логической "1", который сбрасывает RSтриггер 21. Изменение состояния выхода элемента И 20 происходит по переднему фронту тактового импульса от генератора 10, а первый счетный импульс поступит в счетчик 23 благодаря

IK-триггеру 22 по заднему фронту тактового импульса, что обеспечит сброс

RS-триггера 21 при рассогласовании, равном нулю, до появления импульса на счетном входе счетчика 23, и, следовательно, изменение состояния выходов счетчика 23.

Работа преобразователя 8 поясняет- ся диаграммами (фиг.3), где в зоне III показано, что при рассогласовании задания и позиции суппорта, равной »уS 1269

Необходимость такого закона работы объясняется следующим образом.. В целях обеспечения наиболее плавного закона снижения скорости участок торможения необход*имо разбить на максиll мально большее возможное число ступеней", что достигается выбором разрядности счетчика 23. При этом при максимальном рассогласовании счетчик

23 должен заполняться столько време- 1п ни, чтобы обеспечить на выходе RSтриггера 2 1 появление импульса максимальной длительности, обеспечивающего полное открытие проходного сечения гидрораспределителя 3. В то же. время, 15 при рассогласовании, равном нулю, и

"идеальной" характеристике гидрораспределителя на выходе RS-триггера 21 импульсы, питающие катушки электро магнитов гидрораспределителя 3, фор- 2О мироваться не должны, а при рассогласовании в одну дискрету на выходе преобразователя 8 должен бы появиться импульс, равный по длительности тактовому импульсу счетчика 23. Но, 25 поскольку тактовые импульсы счетчика

23 имеют высокую частоту и, следовательно, небольшую дличельность, а гидрораспределитель 3 не обладает

"идеальной" характеристикой и имеет существенную зону нечувствительности, то гидрораспределитель 3 при малых рассогласованиях не будет изменять своего проходного сечения, слецовательно, привод будет работать с пони-.

35 женной точностью позиционирования.

В предлагаемом приводе преобразователь 8 работает таким образом, что в катушку электромагнита гидрораспределителя 3 всегда поступают опорные импульсы определенной минимальной длительности, формируемые с помощью счетчика 19, делителя 27 и первого элемента И 20, компенсирующие зону нечувствительности, поэтому даже рас-4S согласование в одну дискрету и прибавление одного тактового импульса от счетчика 23 к опорному влечет:за собой изменение проходного сечения гидрораспределителя 3 и перемещение суп50 порта станка на одну дискрету„которая в таком случае может быть зыбрана любой необходимой минимальной величины.

Таким образом, применение в предлагаемом приводе для управления гидрораспределителем с пропорциональным управлением цифрового преобразователя

8 позволяет значительно упростить схему управления и конструкцию привода за счет сокращения количества гидроаппаратов, исключить нестабильность работы, присущую аналоговым системам, и непосредственно управлять гидрорас092

7 1269 пределителем с пропорциональным управлением.

Кроме того, применение предлагаемого устройства исключает специальные устройства, необходимые для наложения переменной составляющей на аналоговый сигнал управления, устраняет влияние зоны нечувствительности гидрораспределителя на работу системы, повышает надежность работы системы в целом.

Формула изобретения

1. Электрогидравлический следящий привод, содержащий блок ключей, датчик перемещения, последовательно соединенные двухкаскадный дроссельный гидрораспределитель и гидродвигатель и последовательно соединенные эадатчик положения и суммирующий блок, 2б отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены кодо-импульсный преобразователь, счетчик импульсов и генератор тактовых импульсов, выходы 2S которого подключены соответственно к тактовым входам счетчика импульсов, задатчика положения, кодо-импульсного, преобразователя, первому и второму тактовым входам суммирующего блока, первый и второй выходы датчика перемещения соединены соответственно с первым и вторым входами счетчика импульсов, выход которого связан с вторым входом суммирующего блока, первый

35 и второй выходы блока ключей подключены к соответствующим входам каскадного дроссельного гидрораспределителя, первый и второй выходы суммирующего блока подсоединены соответственно к входу кодо-импульсного прео".— разователя и вхопу блока ключей, второй вход которого соединен с первым выходом кодо-импульсного преобразователя, второй выход кодо-импульсного преобразователя подключен к третьему входу суммирующего блока.

2. Привод по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что кодо-импульснь1й преобразователь содержит инвертор, последовательно соединенные делитель частоты, счетчик импульсов, элемент

И и RS-триггер и последовательно соединенные IK-триггер, второй счетчик импульсов, компаратор и второй элемент И, причем выход первого элемента

И соединен с вторым выходом кодо-импульсного преобразователя, входом

IK-триггера, вторым входом второго счетчика импульсов и через инвертор, с вторым входом второго элемента И, вход делителя частоты соединен с вторым входом IK-триггера и тактовым входом кодо-импульсного преобразователя, выход второго элемента И соединен с вторым входом RS-триггера, подсоединенного выходом к первому выходу кодо-импульсного преобразователя, второй вход компаратора связан с первым входом кодо-импульсного преобразователя.

1269092

1269092

dm гемувж ра лиглжАФ иилуль сод

27 фиг. Я

Составитель С.Никишов

Техред И.Попович Корректор Т.Колб

Редактор А.шандор

Заказ 6034/49 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4