Устройство для адаптивного управления

 

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования , в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками. производительности обработки, уменьшение динамических нагрузок в системе станок-приспособление-инструментдеталь (спид), Устройство содержит задатчик ,1 мощности, элементы 2, 15, 16, 18 сравнения, релейно-дискретный регулятор 3 (мощности), блок 4 ограничения подачи, привод 5 подачи, объект 6 управления (процесс резания ня станке совместно с системой СПИД), датчик 7 мощности, усилители 8 сигнала датчика мощности, датчик 9 вибраций , усилитель 10 сигнала датчика вибраций, полосовые фильтрь 11, 12, детекторы 13, 14, задатчик 17 уровней амплитуды колебаний, интегральньв регулятор 19 и релейный регулятор 20 амплитуды вибраций, сумматор 21, lA

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„ 490

51) 4 П 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3857697/24-24 (22) 11.02 ° 85 (46) 07.10.87. Бюл. ¹ 37 (71) Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков (72) А.В.Коробко, M.È.Коваль, Е.Н.Ким, Г,И,Крончев и О.К.Ермакова (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 684513, кл. G 05 В 19/38, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования, в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками.

Целью изобретения является повьппение производительности обработки, уменьшение динамических нагрузок в системе станок-приспособление-инструментдеталь (СПИД). Устройство содержит задатчик 1 мощности, элементы 2, 15, 16, 18 сравнения, релейно-дискретный регулятор 3 (мощности), блок 4 ограничения подачи, привод 5 подачи, об>ект 6 управления (процесс резания на станке совместно с системой СПИД), датчик 7 мощности, усилители 8 сигнала датчика мощности, датчик 9 вибраций, усилитель 10 сигнала датчика вибраций, полосовые фильтры 11, 12, детекторы 13, 14, задатчик 17 уровней амплитуды колебаний, интегpBJIbHblA регулятор 19 и релейный регулятор 20 амплитуды вибраций, сумматор 21, ограничитель 22. 2 ил. (1343390

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования, в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками, в особенности для ограничения вибраций системы станок-приспособлениеинструмент-деталь (СПИД).

Цель изобретения — повышение производительности обработки, уменьшение динамических нагрузок в системе

СПИД.

Иа фиг. 1 показаны временные диаграммы работы устройства; на фиг.2

15 функциональная схема устройства для осуществления адаптивного управления.

Сущность принципа управления состоит в следующем.

1!осле нрезания инструмента в заготовку (момент t ) подача уменьшается

20 о с максимального значения S,„„ до текущего уровня S. При переходе на вибронеустойчивый участок резания и возникновения вибраций с амплитудой А больше допустимого уровня А уставка мошнос ги N,. начинает снижаться по линейному интегральному закону в функции разности А -Л (момент t<). ВследФ етвие лавинообразного нарастания виб-, 30 раций амплитуда последних может превысить предельный уровень А „ (момент

,), — огда уставка мощности И устао навлияаетг я равной нулю до тех пор, п>ка Л=А 1 интервал t -t ) . Этим обес.

tf э .ечпваетея форсированное снижение пода и S и, как следствие, интенсивное гашение вибраций.

Как голько Л станет меньше A„, уставка мощности возвращается к ис40 ходному уровню М за вычетом значения ЬМ„, накопленного за интервал времени t,- по йнтегральному закону

cN =;, I (AA )dt

t, где 1 — постоянная интегрирования.

Если этого снижения уставки мощности и, как следствие, подачи недостаточно и вибрации вновь превышают 50 предельный уровень А, то указанный процесс повторяется (интервал t -t ).

Если же амплитуда вибраций А не превышает уровень А „, но превышает уровень Л, то дальнейшее снижение уставки мо (ности осуществляется по инте гральному закону (интервал t >-t«) до тех пор, пока А не станет меньше Ад.

После прохождения вибронеустойчивого участка резания накопленное по интегральному закону значение дИ, уменьшается тем интенсивнее, чем А À>, и вследствие этого обеспечивается возврат к исходному значению уставки мощности И (момент t ).

Устройство содержит последовательно соединенные задатчик 1 мощности, первый элемент 2 сравнения, релейнодискретный регулятор 3 мощности, к второму входу которого подключен выход блока 4 ограничения подачи, привод 5 подачи, объект 6 управления (процесс резания на станке совместно с системой СПИД), датчик 7 мощности, первый усилитель 8 сигнала датчика мощности, подсоединенный выходом к второму входу первого элемента сравнения, последовательно соединенные с вторым выходом объекта регулирования датчик 9 вибраций, второй усилитель 10 сигнала датчика вибраций, полосовые фильтры 11 и 12, детекторы 13 и 14, второй 15 и третий 16 элементы сравнения и задатчик 17 уровней амплитуды колебаний — допустимых уровней амплитуды колебаний, первым выходом подсоединенный к второму входу третьего элемента 16 сравнения. Четвертый элемент 18 сравнения подключен первым входом к выходу второго элемента 15 сравнения, вторым входом — к второму выходу эадатчика 17, интегральный регулятор 19 и релейный регулятор 20 амплитуды вибраций подключены входами к выходам третьего и четвертого элементов сравнения, а выходами — к входам сумматора 21, соединенного через ограничитель 22 с входом задатчика мощности.

Устройство работает следующим образом.

При вреэании инструмента в деталь (момент t,) регулятор 3 уменьшает по" дачу S ограниченную до этого на .максимальном уровне Я д„ при помощи блока 4, до тех пор, пока N не станет равной N,.

В момент возникновения вибраций

А А > на резонансных частотах системы

СПИД, выделяемых при помощи полосовых фильтров 11 и 12, интегральный регулятор 19 через ограничитель 22 уменьшает постепенно уставку мощносги И о-д o

При А>А „ (момент t ) релейный регулятор 20 подает на вход ограничи1343390 теля 22 отрицательный сигнал, в результате чего его выходной сигнал становится равным -N,, а выход задатчика мощности 1 устанавливается равным нулю.

После прохождения виброустойчивого участка А А> интегральный регулятор 19 уменьшает накопленную отрицательную разность А -А вследствие дейФ ствия на входе положительного сигнала, чем обеспечивается .возврат уставки мощности к исходному значению N

Формула изобретения

Устройство для адаптивного управления, содержащее регулятор мощности, привод подачи и объект управления, первый выход которого соединен через последовательно соединенные датчик мощности и усилитель с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу эадатчика мощности, а выход — к первому входу регулятора мощности, подключенного вторым входом к выходу блока ограничения подачи, второй выход объекта управления через последовательно соединенные датчик вибраций и второй усилитель соединен с входами полосовых фильтров, соединенных выходами через соответствующие выпрямители с первым и вторым входами второго элемента сравнения, подключенного выходом к первому входу трез,его эле10 мента сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом эадатчика уровня амплитуды колебаний, а выход — с входом релейно-дискретного регулятора, о т л и ч а ю щ е е с я

15 тем,что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит четвертый элемент сравнения, сумматор, интегральный регулятор и ограничитель, первый и второй входы чет2р вертого элемента сравнения подключены соответственно к выходу второго элемента сравнения и второму выходу задатчика уровней амплитуды колебаний, а выход через интегральный регуля2 5 тор — к первому входу сумматора, подключенного вторым входом к выходу релейно-дискретного регулятора, а выходом через ограничитель — с входом задатчика мощности.

Составитель А.Лащев

Редактор В.Данко Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Закаэ 48?1/48 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4