Устройство для моделирования параметров системы управления круглошлифовального станка

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено для синтеза и автоматизированного проектирования параметров системы управления круглошлифовальным станком, в частности, управляе- ; мым от ЭВМ. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет учета управляющего воздействия на исполнительный механизм. Для этого в устройство введены первый, второй и третий делители напряжения, интегратор, блок нелинейности типа экспонента, блок умножения, ключи и суммирующий усилитель . Данное устройство позволяет анализировать взаимосвязи параметров системы управления и зaдaвae в lx ею режимов обработки с физическими rtpo- цессами, возникающими в процессе резания обрабатываемой поверхности детали, а также позволяет выбрать оптимальные параметры системы управления , обеспечивающие заданную точность обработки. 1 ил. С/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1,.SU„„ цц 4 С 06 G 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4163568/24-24 (22) 18. 12.86 (46) 15.07.88. Бюл. У 26 (75) А.В.Жвирблис и И.Ю.Скучас (53) 681. 333(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 840963, кл. G 06 G 67/48, 1981.

Авторское свидетельство СССР

И 1113817, кл. G 06 G 7/48, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1024877, кл. G 05 В 13/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КРУГ-.

ЛОШПИФОВАЛЬНОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено для синтеза и автоматизированного проектирования параметров системы управления круглошлифовальным станком, в частности, управляе- . мым от ЭВМ. Цель изобретения - рас- ширение функциональных возможностей устройства за счет учета управляющего воздействия на исполнительный механизм. Для этого в устройство введены первый, второй и третий делители напряжения, интегратор, блок нелинейности типа экспонента, блок умножения, ключи и суммирующий усилитель. Данное устройство позволяет анализировать взаимосвязи параметров системы управления и задаваемых ею режимов обработки с физическими процессами, возникающими в процессе резания обрабатываемой поверхности детали, а также позволяет выбрать оптимальные параметры системы управления, обеспечивающие заданную точность обработки . 1 ил.

1410070

+ t„= const npu

t 7 при (,ъ (. ) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для синтеза и автоматизированного проектирования параметров системы управления круглошлифовальным станком, в частности, уп.равляемым от 3ВМ.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет учета управляющего воздействия на исполнительный механизм.

На чертеже изображено устройство.

Устройство содержит круглошлифовальный станок 1 с редуктором 2 и винтом 3 подачи шлифовальной гайки

4, обрабатываемую деталь 5, электроднигатель 6 постоянного тока, линейный датчик 7 и круговой датчик 8 обратной связи, блок 9 опорного напряжения, сумматор 10, блок 11 дифференцирования, блок 12 умножения, блок 13 нелинейности типа экспонента, интегратор 14, ключи 15 и 16, усилители 17 и суммирующий усилитель

18, делители 19-21 напряжения. Станок 1 с редуктором 2 и винтом 3 подачи шлифовальной бабки 4, обрабатываемая деталь 5, электродвигатель 6 постоянного тока, линейный датчик

7 и круговой датчик 8 обратной связи включены в физическую модель круглошлифонального станка 22. Делитель напряжения 21 и интегратор 14 представляет собоч интегрирующее звено с ,управляемой постоянной интегрирова" ния, предназначенное для формирования, сигнала, пропорционального времени цикла шлифования, в течение которого производится соответствующее изменение управляющего воздействия системы управления, например изменение величины подачи t шпифовальной бабки 4,. Делители напряжения 19 и 20, ключ 15 и суммирующий усилитель )8 в совокупности образуют блок формирования сигнала, пропорционального номинальному значению управляемой величины, т.е. пропорционального величине подачи С шлифовальной бабки 4. !

Устройство работает следующим образом. физическая модель шлифовального станка 1 с редуктором 2 и винтом 3 подачи шлифовальной бабки 4, линейный датчик 7 и круговой датчик 8 об" ратной связи, а также обрабатываемая деталь 5 являются реальными, т.е.

50 составляют реальную часть. Электродвигатель 6 постоянного тока является исполнительным приводом модели и через редуктор 2 и винт 3 задает перемещение шлифональной бабки 4, пропорциональное входному сигналу U поступающему с выхода сумматора 10 через усилитель 17.

Сигнал Г формируется следующим образом.

На основе постоянного напряжения, поступающего от блока 9 опорного напряжения, с помощью третьего делителя напряжения 2 1 и интегратора 14 формируется сигнал, пропорциональный времени цикла шлифования, в течение которого изменяется управляемая величина, и поступает на вход блока

i3. На его выходе формируется сигнал, соответствующий прямолинейному или экспоненциальному законам изменения управляющего воздействия системы управления в течение времени Г цикла шлифования, т.е. соответственно сигнал - (1 —, ) или сигнал - е с .1

1 > где „ и — коэффициенты, пропор циональные постоянной времени, и поступает на первый вход блока 12 умножения.

Одновременно на основе постоянного напряжения, поступающего от блока 9 опорного напряжения, с помощью делителей напряжения 19 и 20 формируются сигналы, соответствующие двум заданным номинальным величинам подачи t . т,е. t const u

"2.

= const. При замкнутом кличе 15 указанные сигналы поступают на вход усилителя 18, на выходе которого формируется сигнал - (t„ + tz ), либо

Н1 Н1 при замкнутом ключе 15 сигнал — t

8 поступает на второй вход блока 12 умножения, кроме этого, в положении ключа 16 на второй вход сумматора 10.

Таким образом, .в положении Т ключа 16 формируется сигнал, поступающий на второй вход сумматора 10, соответстнуюший задаваемому ступенчатому изменению величины подачи н течение времени с цикла шлифования,, которое имеет вид где Т„ — время, при котором производится ступенчатое изменение величины

1410070 подачи t ïóòåì размыкания ключа 15, осуществляемого по управляющему сигналу, поступающему от интегратора

14 (не показано) .

В положении II ключа 15 на второй

5 вход сумматора 10 поступает сигнал от блока 12 умножения, в котором на основе сигналов, поступающих от усилителя 18 и от блока 13, формируется результирующий сигнал, соответствующий прямолинейному или экспоненциальному законам снижения величины подачи tд, который при замкнутом ключе 15 имеет вид (а) = «Б(ь)/АТ (6) путем дифференцирования в блоке 11 сигнала, поступающего от линейного датчика 7 либо от кругового датчика

8 обратной связи в зависимости от конструкции моделируемой реальной системы управления круглошлифовальным станком 1. На выходе блока 11 дифференцирования формируется сигнал, пропорциональный текущему значению фактической скорости перемещения шлифовальной бабки 4 в течение времени Г цикла шлифования, и посту25 пает на первый вход сумматора 10 как величина -t . В итоге на выходе сумматора 10 формируется суммарный сигнал -Г, а на выходе усилителя 17 сигнал Г, который поступает на управляющий вход электродвигателя 6.

Изменением величин йн г»

Н1 Н а также коэффициентов

4 и (,1, входящих в уравнения (1)(5), возможно моделирование параметров системы управления круглошпифовального станка 1.

Сигнал U поступающий на вход электродвигателя 6, задающего перемещение шлифовальной бабки 4, формируется на основе сигналов, поступающих на входы сумматора 10 и пропорциональных соответственно задаваемому системой управления изменению величины подачи t è фактической скорости t перемещения шлифовальной бабки 4. Последний сигнал, в свою очередь, зависит как от характеристики редуктора 2 и винта 3 подачи шлифовальной бабки 4 (например, жесткости), так и от параметров процесса резания при обработке детали

5 (например, радиальной составляющей силы резания). Таким образом, и сигнал U -зависит от параметров процесса резания детали 5.

Следовательно, с помощью устройства возможен айализ взаимосвязи параметров системы управления и задаваемых ею режимов обработки с филибо н(") (t „+ t„)

Н1

1. при 0 i c, (3) н Н

Н1 Н2. (н + "н

= const npu

0(Ы.н

)(1 - .7) при

«„«PIC С 1 (4) „() =

+ t „= const

1 при

0«т«тк при (5) с к« <ь, (tÄ +t+) е „() =

,() = (tÄ + t„)(1 -а„Г ) при ОЬГ 7 (2) где ч — суммарное время цикла шлифования .

Возможно также формирование сигналов, поступающих на второй вход сумматора 10, которые имеют вид где 1 и — коэффициенты, пропорциональные постоянной времени.

Для этого при замкнутом ключе 15 в течение времени цикла « с ключ 16 находится в положении I, и сигнал от усилителя 18 аналогично описанному выше поступает на второй вход сумматора 10. При времени цикла „ по управляющему сигналу, поступающему от интегратора 14 (не показано), ключ 16 переводится в полоя.ение II, Таким образом, далее на второй вход сумматора 10 поступает сигнал, формируемый в блоке 12 умножения аналогично описанному выше. В итоге обеспечивается реализация законов (4) и (5) изменения величины подачи

t в течение цикла шлифования, Фактическое перемещение S шлнфовальной бабки 4 измеряется с помощью линейного датчика 7 либо косвенно с помощью кругового датчика 8 поворота винта 3 подачи шлифовальной бабки 4.

Для получения сигнала о фактической скорости t перемещения шлифовальной бабки 4 решается уравнение вида

1410070 ормула изобретения

Устройство для моделирования паметров системы управления круглофовального станка, содержащее к опорного напряжения, физическую дель круглошлифовального станка, умматор, выход которого через усиель соединен с входом перемещения олнительного механизма физической дели круглошпифовального станка, од линейной скорости которой динен с входом блока дифференциСоставитель В,Геча

Техред А.Кравчук

Корректор Л.Патай

Редактор О.Спесивых

Заказ 3483/47

Тираж 704

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 фическими процессами, возникающими ,ф процессе резания обрабатываемой поверхности детали. 5, и тем самым ф точностными показателями обработ си, а также автоматизированный вы-. бор оптимальных законов изменения одачи t„è величин конкретных параетров системы управления для задан1х условий обработки. Тйк, например, огут быть выбраны оптимальные пааметры системы управления, обеспеающие заданную точность обработки (точность размера, геометрической ормы детали и шероховатость поверхости) при сокращении времени цикла бработки на 20-30Х. рования, выход которого подключен к первому входу сумматора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

5 расширения функциональных возмояяостей за счет учета управляющего воздействия на исполнительный механизм, оно содержит первый, второй и третий делители напряжения, интегратор, блок нелинейности типа экспонента, блок умножения, первый и второй ключ и суммирующий усилитель, первый вход которого соединен через первый ключ с выходом первого делителя напряжения, второй вход суммирующего усилителя соединен с выходом второго делителя напряжения, выход суммирующего усилителя соединен с первым входом блока умножения и через замыкающий контакт второго ключа соединен с вторым входом сумматора, выход третьего делителя напряжения подключен к входу интегратора, выход которого соединен с входом блока

25 нелинейности типа экспонента, выход . которого соединен с вторым входом блока умножения, выход которого сое" динен с размыкающим контактом второго ключа, выходы блока опорного напряжения подключены соответственно к входам делителей напряжения.