Устройство для управления распиловочным станком

 

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов в камнеобрабатывающей промышленности . Может быть использовано , например, для управления распиловкой камня на штрипсовых. станках. Позволяет повысить точность управления . Устройство содержит электродвигатель 1 резания, кинематически связанный с пильной рамой 2 посредством маховика с кривошипом 3 и шатуна 4, электродвигатель 5 подачи пильной рамы 2, кинематически связанный с ней через опорную раму 6 и подвески 7, датчик 8 нагрузки пильной рамы, триггер 9, элементы задержки 10 и 11, дифференциатор 12, (в блок задания 13, регулятор 14, интегратор 15, элемент 16 памяти, датСО чик 17 положения рамы. 2 ил. -1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1273254 А 1 (5D 4 В 28 D 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13, К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3924448/29-33 (22) 08.07.85 (46) 30.11.86. Бюл. ¹ 44 (71) Специализированная проектноконструкторская технологическая организация "Росавтоматстром" (72) В.П. Храмов и Ю.С. Егоров (53) 679.8.05(088.8) (56) Сычев Ю.И. и др. Оборудование для распиловки камня. Л.: Стройиздат, 1983, с. 82, 98.

Авторское свидетельство СССР

¹ 686883, кл. В 28 В 1/ 10, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАСПИЛОВОЧНЫМ СТАНКОМ (57) Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов в камнеобрабатывающей промьппленности. Может быть использовано, например, для управления распиловкой камня на штрипсовых, станках.

Позволяет повысить точность управления. Устройство содержит электродвигатель 1 резания, кинематически связанный с пильной рамой 2 посредством маховика с кривошипом 3 и шатуна 4, электродвигатель 5 подачи пильной рамы 2, кинематически связанный с ней через опорную раму 6 и подвески 7, датчик 8 нагрузки пильной рамы, триггер 9, элементы задержки 10 и 11, дифференциатор 12, блок задания 13, регулятор 14, интегратор 15, элемент 16 памяти, датчик 17 положения рамы. 2 ил.

73254 2 ловочных станках для рабочей подачи применяются в основном электродвигатели постоянного тока, то в качестве согласующего элемента могут быть использованы тиристорные преобразователи постоянного тока, например, типа БТУ.

Датчик 8 нагрузки пильной рамы представляет собой трансформатор

10 тока, первичная обмотка которого включена в цепь якоря электродвигателя 5 постоянного тока рабочей подачи пильной рамы 2. Датчик 8 измеряет вертикальную составляющую Fb l5 нагрузки, приложенной к пильной раме 2, с высокой точностью. Вертикальная составляющая е создает на валу двигателя 5 подачи нагрузку (момент сопротивления)

20 где д

25 4 (3) 30

40

45 ад voP

-F до величины напряжения 0 ч, необходимого для управления электродвигателем 5 (например, прибор РБА).

Между регулятором 14 и электродвигателем 5 может быть включен согласующий элемент в виде преобразователя, который осуществляет плавное регулирование скорости вращения электродвигателя 5 подачи в заданном диапазоне по сигналу управления 0 от регулятора 14. Поскольку в распи«ор . ма«с е — е

9 12

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов в камнеобрабатывающей промышленности и может быть использовано, например, для управления распиловкой камня на штрипсовых станках.

Цель изобретения — повышение точности управления.

На фиг. 1 приведено устройство для управления распиловочным станком; на фиг. 2 — временные диаграммы работы.

Устройство для управления распиловочным станком содержит электродвигатель 1 резания (главный двигатель), кинематически связанный с пильной рамой 2 посредством маховика с кривошипом 3 и шатуна 4, электродвигатель 5 подачи пильной рамы 2, кинематически связанный с ней через опорную раму 6 и подвески 7, датчик 8 нагрузки пильной рамы 2, триггер 9, элементы задержки 10 и 11, дифференциатор 12, блок задания 13, регулятор 14, интегратор 15, элемент 16 памяти, датчик 1 7 положения рамы.

° Блок 13 задания предназначен для зад задания оптимальной величины F регулируемого параметра — максимального за ход пильной рамы 2 значения

F вертикальной составляющей е ее нагрузки (под оптимальной понимается близкая к максимально допустиМакс мому значению величина F е, при превышении которого возможен увод" штрипсовых пил рамы 2). В качестве блока 13 задания может быть взят задатчик типа РЗД.

Регулятор 14 служит для сравнения задания F„

3>А регулируемого параметра с его измеренным значением

« и усиления разностного сиге нала — радиус приведения поступательного вертикального движения рамы 2 к валу электродвигателя 5, который находится из выражения где "„ — линейная скорость опускания пильной рамы 2; угловая скорость вращения электродвигателя 5 подачи.

Момент > ", развиваемый электродвигателем 5 постоянного тока, пропорционален току его якоря 3, т.е.

М = сЛ, (4) где С вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящей от конструкции электродвигателя.

Поскольку при установившемся движении >« М, то из выражения (2) н (4) следует, что

С ,=,, - Зр. (5) Триггер 9, элементы задержки 10 и 11 и дифференциатор 12 предназначены для формирования из периодического переменного сигнала вертикальной составляющей F нагрузки рамы 2, измеренной датчиком 8, сигнала макс . 2! f (7)

ЧР ЧР в Т т т где 7Р— амплитудное значение скорости. 20

Кривая 19 изображает зависимость

F z (f) вертикальной составляющей

F нагрузки рамы 2 от времени, которая является периодической функцией с периодом 25 т

Т= — s

2 (8) поскольку пиление происходит как при прямом, так и обратном ходе рамы 2. щ

Интегратор 15 предназначен для интегрирования указанной функции

F> (f) в области ее максимума, когда к пилам рамы 2 прикладывается макс наибольшее противодавление Р камня. Эта область задается выходом триггера 9, сигнал на котором имеет длительность и начинается в момент времени 11 (кривая 20). Благодаря применению интегратора 15 вьще- щ ляется не мгновенное значение сигнала F в (3), а среднее за интервал (j f + 1.,) . Это повьппает точность

11 1 макс измерения сигнала F в посколь

I ку в реальных условиях возможны слу- 4у чайные отклонения сигнала F от

F макс (колебания напряжения сети, влияние структуры камня и т.д.).

Элемент памяти 16 (кривая 21) служит для хранения вычисленного интег- ко макс ратором 15 значения !-в (кривая

22) в течение периода Т функции в (<)

Датчик 17 положения пильной рамы

2 служит для синхронизации работы, И момент срабатывания датчика 17 должен соответствовать моменту времени 11 области максимума функции Гв(4).

3 1273 т.е. сигнала, равного максимальному противодействию распиливаемого камня, оказываемому им на пильную раму 2 в момент наиболее тесного контакта штрипсовых пил с камнем при среднем положении рамы 2.

На фиг. 2 показана (кривая 18) зависимостьскорости V резания пильной рамы 2 от времени Vf1(e) . Рама

2 совершает возвратно-поступатель- 10 ное движение посредством маховика

3 с кривошипом и шатуна 4 (фиг. 1), поэтому кривая 18 представляет собой синусоиду ТР, равную времени двойного хода рамы 2, т.е. tj

254 4

Для этого он размещается на стенке так, чтобы фиксировать среднее положение подвесок 7 рамы 2. Датчик 17 представляет собой бесконтактный выключатель типа КВП-16.

Устройство работает следующим образом.

После установки камня на станке и врезания.в него пил рамы 2 с помощью блока 13 задания устанавлива а4 ют оптимальное задание F * с учетом вида камня, количества пил в раме 2 и длины реза; После этого

:электропривод 5 подачи рамы 2 переводят на автоматический режим работы, В автоматическом режиме в момент прохождения подвесок 7 пильной рамы

2 места установки датчика 17 положения последний срабатывает и выдает импульсы синхро .:иэации Ис (кривую

23). Сигналом 0с триггер 9 устанавливается в состояние "1". На выходе

"1" триггера 9 появляется единичный сигнал, который поступает на вход интегратора 15 (фиг. 1) и разрешает его работу. Интегрирование продолжается до.тех пор, пока через время на выходе элемента 10 с величиной задержки ь! не появится импульс датчика 17 положения и триггер 9 не установится в состояние "0". Одновременно на выходе "0" триггера 9 появляется единичный уровень сигнала, который на выходе дифференциатора 12 превращается в импульс, разрешающий запись вычисленного интегратором 15 за интервал времени (11 л

11+ ьI J среднего значения нагрузки

F " "с в элемент памяти 16. Элев макс мент 16 хранит величину F в в течение одного цикла работы станка (периода Т ) до тех пор, пока при обратном ходе пильной рамы 2 íà его вход не поступчт новое измеренное макс значение F в . Для подготовки к работе в следующем цикле интегратор

15 сбрасывается. Этот сигнал появляется через промежуток времени ср, после импульса записи на выходе дифференциатора 12, когда показание интегратора 15 уже нанесено в элемент

16. Интервал ьв обеспечивается элемейтом 11 задержки.

В каждом цикле работы регулятор

14 сравнивает измеренное значение кор макс регулируемого параметра Г поступающее от элемента памяти 16, 1273254

Т = — = — =T. (12) т с

vop

hF=-F -F <0

s в (9) и так как м Ы ф(a — g

P Tp (11) 45

5 с заданным блоком 13 задания значением, Если разность вод что является следствием вскрытия и начала распила твердых включений в камне, то регулятор 14 уменьшает скорость „ подачи пильной рамы 2.

В результате давление фокс е на 10 штрипсы уменьшается до допустимой величины. Таким образом, прохождение области твердых включений происходит с меньшей производительностью Q однако она является максимально 15 возможной для сложившейся ситуации.

При выходе на более мягкие участки но кс камня величина Fs падает, разность 6 " становится положительной и устройство отрабатывает скорость 20 подачи рамы 2 в сторону увеличения производительности.

Если в силу конструктивных или технологических особенностей станка затруднена установка датчика 17 поло- 25 жения в плоскости качания подвесок

7 пильной рамы 2, то в этом случае датчик 17 может быть размещен, например, в плоскости вращения маховика 3, на котором дополнительно устанавливаются два диаметрально противоположных флажка, взаимодействующие при вращении маховика 3. Такая установка датчика 17 эквивалентна приведенной ранее, поскольку при этом частота следования его выходных импульсов синхронизации

fo= 2W> 2к > (10) 40 где Vt — угловая скорость вращения

P маховика 3, то из выражений (8), (10) и (11) следует, что период синхронизации равен периоду функции Г (f):

Данное устройство позволит повысить точность управления, а следовательно, и производительность распиловки, при этом обеспечивается высокое качество продукции, повышается коэффициент использования оборудования.

Формула изобретения

Устройство для управления распиловочным станком, содержащее электродвигатель резания, кинематически связанный с пильной рамой, датчик нагрузки, блок задания и электродвигатель подачи пильной рамы, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено датчиком положения рамы, регулятором, элементом памяти, интегратором, триггером, двумя элементами задержки и дифференциатором, причем датчик положения рамы подключен к одному из входов триггера и к входу первого элемента задержки, выход которого подключен к другому входу триггера, один из выходов которого соединен с одним из входов интегратора и с входом второго элемента задержки, выход которого под-. ключен к другому входу интегратора, другой выход триггера соединен через дифференциатор с одним из входов элемента памяти, выход элемента памяти соединен с одним из входов регулятора, другой вход которого соединен с блоком задания, а выход регулятора соединен с электродвигателем подачи пильной рамы, который подключен к входу датчика нагрузки, выход которого соединен через интегратор с другим входом элемента памяти.

127 3254 юг.2

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, Редактор В.Ковтун

Заказ 6376/13

Составитель А.Кузнецов

Техред В.Кадар Корректор С.Шекмар

Тираж 555 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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