Устройство для позиционирования рабочих органов деревообрабатывающих станков

 

Изобретение относится к деревообрабатывающему оборудованию. Цель изобретения - повьшение точности позиционирования. Устройство содержит рабочий орган (суппорт) 1, гидроцилиндр 3 его перемещения, управляемый дросселирукяцим гидрораспределителем 4, плунжер которого связан с шаговым электродвигателем 5. С рабочим органом 1 кинематически связан подвижньй злемент импульсного датчика 10. Выходы датчика 10 совместно с выходами блока 16 задания перемещения подключены к входам блока 17 сравнения числа импульсов, выходы которого подключены к входам блока 18 управления шаговым двигателем. Цри задании перемещения блок 16 в зависимости от требуемого направления перемещения вьщает с одного из своих выходов последовательность импульсов , количество которых соответствует величине перемещения. Импульсы проходят на блок 18, который коммутирует их по фазам шагового двигателя 5, плунжер гидрораспределителя 4 сдвигается из нейтрального положения , что приводит к перемещению штока гидрораспределителя 4 и связанного с ним рабочего органа 1. На соответствующем направлению движения выходе датчика 10 появляются импульсы, количество и частота которых соответствует величине и скорости перемещения рабочего органа 1. Блок 17 проводит операцию вычитания (сравнения ) импульсов, поступакицих с блока 16, и импульсов, поступающих с датчика 10. После прекращения вьщачи импульсов блоком 16 гидрораспределитель 4 закрывается импульсами от датчика Ю,... при этом количество импульсов от датчика 10 равно количеству импульсов, ввданных блоком 16. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 В 27 В 5/29

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Уос р

Рог. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 41 77679/29-15 (22) 08.01.87 (46) 30.07.88. Бюл. У 28 (71) Московский лесотехнический институт (72) В.М. Кузнецов и О.А. Новиков (53) 674.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1209434, кл. В 27 В 27/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 704782, кл. В 27 В 5/04, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ДЕРЕВООБРАБА

ТЫВАКЦИХ СТАНКОВ (57) Изобретение относится к деревообрабатывающему оборудованию. Цель изобретения — повьппение точности позиционирования. Устройство содержит рабочий орган (суппорт) 1, гидроцилиндр 3 его перемещения, управляемый дросселирующим гидрораспределителем 4, плунжер которого связан с шаговым электродвигателем 5. С рабочим органом 1 кинематически связан подвижный элемент импульсного датчика 10. Выходы датчика 10 совместно с выходами блока 16 задания перемещения подключены к входам блока 17 сравнения числа импульсов, выходы которого подключены к входам блока

18 управления шаговым двигателем °

При задании перемещения блок 16 в зависимости от требуемого направления перемещения выдает с одного из своих выходов последовательность импульсов, количество которых соответствует величине перемещения. Импульсы проходят на блок 18, который коммутирует их по фазам шагового двигателя 5, плунжер гидрораспределителя

4 сдвигается иэ нейтрального положения,,что приводит к перемещению штока гидрораспределителя 4 и связанного с ннм рабочего органа 1. На соответствующем направлению движения выходе датчика 10 появляются импульсы, количество и частота которых соответствует величине и скорости перемещения рабочего органа 1. Блок 17 проводит операцию вычитания (сравнения) импульсов, поступающих с блока

16, и импульсов, поступающих с датчика 10. После прекращения выдачи импульсов блоком 16 гидрораспределитель 4 закрывается импульсами от датчика 10,. при этом количество импульсов от датчика 10 равно количеству импульсов, выцанных блоком 16.

1 з.п. ф-лы, 3 ил.

141? 945

Изобретение относится к деревообрабатывакицей промышленности и может бьггь применено, например, в оборудоВании для лесопиления.

Цель изобретения - повышение точности позиционирования °

На фиг.1 изображена гидрокинематическая схема устройства, на фиг.2— структурная схема устройства; на 10 фиг.3 — функциональная схема блока

1 сравнения числа импульсов.

Перемещение рабочего органа (суп-! порта) 1 по направляющим 2 осущест-! вляется гидроцилиндром 3, управляемым 15 четырехкромочным дросселирующим гид-! рораспределителем 4 с винтовым пре-! ,образователем и шаговым электродвигателем 5 на входе (фиг,1), Плуижер 6 дросселирующего гидро- 20 распределителя 4 кинематически связан

;с гайкой 7 винтового преобразователя ,посредством валика 8 управления и, подпружиненных торцовых шайб 9.

Положение перемещаемого рабочего 25 органа контролируется бесконтактным импульсным измерительным преобразователем (датчиком) 10, ротор которого кинематически связан с винтом 11 обратимого винтового механизма обрат- 30 ной связи. Бинт 11 смонтирован в радиально-упорных шарикоподшипниках 12 и взаимодействует с гайкой 13, закрепленной в суппорте 1. При поступательном перемещении суппорта 1 с гайкой

13 винт 11 поворачивается в опорах: перемещению на шаг резьбы S соответствует один полный оборот винта и связанного с ним ротора измерительного преобразователя 10.

Рабочая жидкость подводится к гидрораспределителю 4 по напорной линии ,14, а по линии 15 поступает на слив.

В среднем (нейтральном) положении плунжера 6 дросселирующего гидрораспределителя 4 его выходные окна перекрыты и поршень гидроцилиндра 3 зафиксирован в определенном положении.

Управление позиционированием рабо-. чего органа 1 осуществляется с помощью замкнутой импульсно-шаговои сис50 темы (фиг.2).

Импульсно-шаговая система управления содержит блок 16 задания переме- 55 щений с пультом преднабора координат, блок 17 сравнения числа импульсов, блок 18 управления шаговым электродвигателем (БУЩЦ) 5.

В каче ст в е бл ок а з ада ния и ер ейе = щений может бьггь использована стандартная система ЧПУ импульсно-шагового действия, которая позволяет задать величину L перемещения числом Ы однородных электрических импульсов, а скорость v<перемещения — частотой

f их следования. При этом 3

3 3 где л — цена одного импульса или дискрета системы.

Выходы БЛД 18 подключены к обмоткам управления шагового электродвигателя 5, Поступательные перемещения рабочего органа 1 с помощью импульсного преобразователя 10 преобразуются в последовательность однородных электрических импульсов, которые по каналам обратной связи поступают на входы блока 17 сравнения числа импульсов.

Электронный блок сравнения числа импульсов (фиг.3) выполнен на базе RSтриггера 19 с инверсными входами и логической схемы, состоящей из элементов И 20-23, ИЛИ 24 и 25 и инверторов 26 и 27..

Блок сравнения числа импульсов. имеет два прямых входа 28 и 29, два реверсивных входа 30 и 31, прямой вь ход 32 и реверсивный выход 33. Связь элементов блока сравнения отражена на функциональной схеме, показанной на фиг.3 °

Прямой вход 28 и реверсивный вход

30 соединены соответственно с прямым и реверсивным выходами блока 16 задания перемещений.

Прямой вход 29 и реверсивный вход

31 соединены соответственно с ревер- сивным и прямым выходами импульсного измерительного преобразователя 10.

Выходы 32 и 33 блока 17 соединены соответственно с прямым и реверсивным входами БУИД 18.

Устройство работает следующим об-, разом.

Величина и направление требуемого перемещения вводятся оператором с пульта преднабора блока 16.

При команде "Пуск" в зависимости от заданного направления перемещения на одном из выходов блока 16 задания перемещений появляется последовательность задающих импульсов.

1412945

В случае задания направления перемещения Вперед, импульсы подаются с прямого выхода блока 16 на прямой вход 28 блока 17 сравнения числа им5 пульсов, проходят на его прямой выход 32 и поступают на прямой вход

БИ Д 18.

В БУЩП 18 импульсы распределяются по фазам шагового электродвигателя 5 в последовательности, определяемой заданным направлением перемещения, усиливаются по мощности и подаются на управляющие обмотки шагового электродвигателя 5. 15

Ротор шагового электродвигателя 5 начинает поворачивать связанную с ним гайку 7 винтового преобразователя;

При этом плунжер 6. дросселирующего гидрораспределителя 4 смещается из нейтрального положения и открывает выходные окна. В результате поршневая полость гидроцилиндра 3 соединяется с напорной линией 14, а штоковая полость — со сливной линией 15. 25

Поршень гидроцилиндра 3 и связанный с ним посредством штока суппорт 1 приходят в движение.

Поступательное перемещение суппорта t с помощью измерительного преобразователя 10 преобразуется в последовательность импульсов обратной связи, число которых Х пропорционально величине, а частота à — скорости перемещения суппорта 1.

Импульсы по каналу обратной связи

35 поступают на вход 31 блока 17 сравнения числа импульсов. Этот блок производит операцию вычитания импульсов, следующих по реверсивному входу 31, из импульсов, следующих по прямому входу 28.

Если fg > f то импульсный curfç f ñ rrocvynaeT

32 блока 17 на прямой вход БУЩЦ 18, обеспечивая смещение плунжера 6 дросселирующего гидрораспределителя 4 из нейтрального положения. При Й c f< сигнал hfdf = f — f поступает с выхода 33 на реверсивный вход БУЩЦ 18, 50 что приводит к возвращению плунжера

6 в нейтральное положение. Если f> = что соответствует моменту, когда скорость суппорта 1 достигла заданного значения v,,на выходах бло ка 17 импульсы отсутствуют и плунжер

6 останавливается в определенном положении.

Принцип действия блока 17 сравнения числа импульсов основан на том, что импульсы, поступающие»a era входы, проходят на era выходы через элементы И 21 и 23 только при сигналах разрешения с триггера 19. Логическая схема пропускает на выход импульс только в том случае, когда на один вход блока 17 поступает подряд два импульса, а на другой вход — только один, проводя тем самым операцию вычитания или сравнения импульсов.

Инверторы 26 и 27 и элементы И 20 и 22 исключают одновременную подачу импульсов на входы R-u S-триггера

19. Элементы ИЛИ 24 и 25 позволяют производить логическое сложение сигналов, следующих по прямым входам

28 и 29 на вход S, RS-триггера 19, и сигналов, следующих по реверсивным входам 30 и 31 на вход Р триггера

19. Это обеспечивает работу устройства как в режиме отработки команды Вперед" так и команды »Назад".

После того, как подача задающих импульсов с блока 16 прекращается, ротор шагового электродвигателя 5 начинает поворачиваться в сторону уменьшения рассогласования, при этом плунжер 6 дросселирующего гидрораспределителя 4 начинает возвращаться в нейтральное положение, постепенно перекрывая выходные окка.

При отработке суппортом 1 задачного перемещения L> число Ио импульсов обратной связи становится равным числу М задающих импульсов. В результате плунжер 6 возвращается в нейтральное положение, полностью перекрывая выходные окна дросселирующего гидрораспределителя 4. При этом происходит останов и фиксация в заданном положении поршня гидроцилинд- . ра 3 и связанного с ним суппорта

Аналогично происходит отработка команды Назад", но в этом случае задающие импульсы поступают с реверсивного выхода блока 16 на вход 30 блока 17, а импульсы обратной связи с реверсивного выхода преобразователя 10 на вход 29 блока 17.

Повышение точности позиционирования при применении предлагаемого устройства достигается благодаря замене механической обратной связи к плунжеру дросселирующего гидрораспре1 делителя (в прототипе — обратимая . винтовая передача) электрической в

1412945

Виде импульсного измерительного преобразователя, вырабатывающего импульсные сигналы в соответствии с величиной и скоростью перемещения рабочего органа блока сравнения числа поступающих íà его входы задающих импульсов н импульсов обратной связи, Зона нечувствительности данных элементов о&, ратной связи определяется дискретой устройства, которая может быть выбраНа сколь угодно малой. Кроме того, импульсный измерительный преобразователь в предлагаемом устройстве контролирует положение непосредственно рабочего органа, что позволяет устраНйть погрешности, возникающие из-за люфта и деформаций в соединении штока с рабочим органом.

20 из обретения

Формула

1. Устройство для позиционирования рабочих органов деревообрабатывающих станков, включающее гидроцилиндр пе- 25 ремещения рабочего органа, дросселирующий гидрораспределитель с выполненным в виде шагового электродвигателя приводом перемещения его плунжера, блок задания перемещений и блок управления шаговым электродвигателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования, устройство снабжено имеющим прямой и реверсивный выходы импульсным датчиком перемещения рабочего ор35 гана и блоком сравнения числа импульсов, который имеет два прямых и два .6 реверсивных входа, а также прямой.и реверсивный выходы, блок задания перемещений выполнен с прямым и реверсивным выходами, а блок управления шаговым электродвигателем — с прямым г и реверсивным входами, причем один прямой и один реверсивный входы блока сравнения числа импульсов соединены соответственно с прямым и реверсивным выходами блока задания перемещений, к прямому и реверсивному выходам импульсного датчика перемещения рабочего органа подключены соответственно два других входа блока сравнения числа импульсов, а его прямой и реверсивный выходы связаны с соответствующими входами блока управления шаговым электродвигателем, 2, Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения числа импульсов выполнен в виде

RS-триггера и двух цепей, каждая из которых содержит двухвходовый элемент

ИЛИ, инвертор и два двухвходовых элемента И, причем в каждой цепи выход элемента ИЛИ подключен на один из входов первого элемента И и через инвертор — на другой вход первого элемента И другой цепи, выход первого элемента И соединен с одним из входов

RS-"òðèããåðÿ и с одним из входов второго элемента И, другой вход которого связан с одним из выходов RS-триггера, при этом выходы блока образованы выходами вторых элементов И, а каждая пара входов блока содержит по одному входу от каждого элемента ИЛИ.

1412945

Тираж 472

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытнй

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

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

Редактор М. Петрова

Заказ 3706/18

Составитель В. Китаев

Техред М.Ходанич Корректор :. Шекмару