Устройство регулирования мощности резания

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления при токарной обработке. Целью изобретения является повышение производительности за счет возможности вести обработку при максимально возможной мощности главного привода. Для этого в устройстве регулирования с помощью задатчиков 9, 10, 11, 12, 13 и 14 устанавливаются предельные значения частоты вращения главного привода 1 и усилия привода 3 подачи и с помощью двух блоков сравнения и четырех блоков суммирования, умножителя, схемы ограничения, двух делителей на два устанавливаются режимы обработки, позволяющие максимально использовать мощность главного привода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 В 23 9 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТИРЬПИЯМ

IlPH rHHT СССР

1 (21) 4367611/25-08 (22) 21. 01. 88 (46) 07.02.90. Бюл. № 5 (71) Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова (72) Я.Л. Либерман и Ю.И. Тулаев (53) 621. 91 (088. 8) (56) Кн. Программное управление станками./Под ред. В. Л. Сосонкина. М.:

Машиностроение, 1981, с. 319. (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ РЕЗАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления при токарной обработке. Целью изобретения являетÄÄSUÄÄ 1541016 А 1

2 ся повышение производительности за счет возможности вести обработку при максимально возможной мощности главного привода. Для этого в устройстве регулирования с помощью задатчиков 9, 10, 11, 12, 13 и 14 устанавливаются предельные значения частоты вращения главного привода

1 и усилия привода 3 подачи и с помощью двух блоков сравнения и четьг рех блоков суммирования, умножителя, схемы ограничения, двух делителей на два устанавливаются режимы обработки, позволяющие максимально использовать мощность главного привода. 1 ил.

1541016

Изобретение относится к машиностроенин; и может быть использовано в системах управления при токарной обработке.

Цель изобретения — повышение производительности за счет возможности вести обработку при максимально возможной мощности главного привода.

На чертеже изображена функциональ- 10 ная схема устройства.

Устройство регулирования мощности резания содержит главный привод f с механизмом вращения обрабатываемой детали 2, привод 3 подачи с механизмом перемещения резцедержателя 4, датчик 5 частоты вращения, тахогенератор и регулятор б частоты вращения главного привода 1, датчик 7 силы резания, установленный в резцедержа- 20 теле 4, и регулятор 8 подачи, соединенный с приводом 3 подачи, первый задатчик 9 наименьшей частоты вращения, второй задатчик 10 наибольшей частоты вращения главного привода, 25 третий задатчик 11 наименьшей подачи, четвертый задатчик 12 наибольшей подачи, пятый задатчик 13 мощности резания, датчик 14 обрабатываемого диаметра, блок 15 умножения, выходы которого связаны с выходами датчиков 5, 7 и 14, первый элемент 16 сравнения, выходы которого соединены с задатчиком 13 и выходом блока 15 ум ножения, а выход через аналоговый

:ключ 17 подключен к входу регулято35 ра 18 напряжения, в качестве такого регулятора используется, в частности, потенциометр с микродвигателем постоянного тока, первый элемент 19 суммирования, первый вход которого связан с регулятором 18 напряжения, а второй вход через второй делитель 20 соединен с выходом элемента 21 суммирования, двухпредельный ограничитель 22 напряжения, рабочий вход и выход которого соединены с входами элемента 23 сравнения, элемент 24 суммирования, первый вход которого связан с выходом элемента 23 сравне50 ния через усилитель 25, элемент 26 суммирования, выход которого через делитель 27 соединен с вторым входом элемента 24, двухпредельная пороговая схема 28 рабочий вход которой

С с5 связан с выходом элемента 24 с ммирования, а выход — c. управляющим входом ключа 17. Запятчики 9 и 10 связаны с входами элемента 26 с уммирования и задающими входами пороговой схемы 28, связь задатчиков 11 и 12 с входами элемента 21 суммирования и задающими входами двухпредельного ограничителя 22 напряжения, выход элемента ?4 суммирования подключен к регулятору частоты 6 вращения главного гривода 1 и выходу ограничителя 22 и регулятору 8 подачи.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от допустимых диапазонов изменения частот вращения главного привода f и величин подач с помощью задатчиков 9-12 в устройство вводятся предельные значения величин частоты вращения главного привода 1: задатчиком 9 — минимальное значение частоты (и „„), задатчиком 10 — максимальное значение частоты (n«„,), задатчиком 11 — минимальной величины подачи (Б „.„), задатчиком 12 — максимальной величины подачи. Далее на основании предварительных расчетов или экспериментов определяется требуемая мощность резания (N) и устанавливается с помощью задатчика 13.

При включении системы и„„„ и п„„„ устанавливают нижний и верхний пороги срабатывания пороговой схемы 28 и суммируются элементом 26 суммирования. Выходной сигнал последнего делится на два делителем 27 и становится численно равным и — среднему значению допустимого диапазона частоты вращения привода 1 ° Проходя через элемент 24 суммирования и складыв ваясь в нем с величиной ап, которая в данный момент равна нулю, сигнал и поступает на регулятор 6 частоты вращения главного привода 1 и заставляет его вращаться с частотой и. Одновременно с этим задатчиками

11 и 12 устанавливаются Б „„ и Б„„,„,, т.е. нижнее и верхнее ограничения на изменение выходного сигнала двухпредельным ограничителем 22 напряжения, и суммируются элементом 2f суммирования. Выходной сигнал элемента

21 суммирования делится на два делителем 20 и становится численно равным

S — среднему значению допустимогс диапазона изменения подачи. Складываясь элементом 19 суммирования с сигналом dS который в данный-момент равен нулю, сигнал S проходит через двухпредельный ограничитель

22 напряжения, поступает на регуля1541

5 тор 8 подачи и заставляет привод 3 подачи работать со скоростью, обеспечивающей подачу S. Ha выходе пороговой схемы 28 сигнал при этом равен единице и ключ 17 включен.

Как только приводы начинают работать, датчик 5 выдает сигнал n, характеризующий фактическую частоту вращения главного привода 1, а датчик 7 выдает сигнал, характеризующий силу резания Р, Эти сигналы перемножаются между со >c,". и с сигналом, введенным датчиком 14 значения обрабатываемого диаметра с помощью бло- 15 ка 15 умножения, результат умножения, характеризующий фактическую мощность резания N<, сравнивается элементом

1б сравнения с сигналом заданной мощности И, поступающим с задатчика 13, и образует сигнал dN = И вЂ” N<. Проходя через ключ 17 и регулятор 18, дается поправка к подаче ДБ. Величина ЙБ изменяется (увеличивается или уменьшается в зависимости от знака 25

BN).и, суммируясь элементом суммирования 19 с сигналом ., образуя при этом сигнал S = S + ДБ, проходит через ограничитель 22 напряжения и корректирует величину подачи резцедержателя 4. Коррекция продолжается до тех пор, пока сила резания Pz не изменится так, что будет иметь место

М = N Тогда dN станет равным нулю, на выходе регулятора 18 напряжения сигнал будет равен DS обеспечивая указанное равенство.

Таким образом работает система,,если заданная мощность лежит в диапазоне значений, которому соответству- 4О ет подача, не выходящая за пределы

S „„и Б с,„. Если же мощность N ле- жит вне этого диапазона, то работа системы протекает несколько иначе.

Когда Б + AS на выходе элемента 45 суммирования 19 превысит Б „ или станет меньше S „, на выходе ограничителя 22 появится сигнал S a c или .S,,,,„. Поступая на элемент 23 сравнения, сигналы Б + лБ и Бмакс или Бачи 50 преобразуются в нем так, что на его выходе сигнал равен S +DS — Б„ или Б -5S — S ÄÄ . Проходя через согласующий усилитель 25, этот сигнал станет равным h и, отличным 55 от куля. Суммируясь с и в элементе

24 суммирования, он будет равен п =

= n + hn и с помощью регулятора частоты 6 скорректирует частоту враще01б

6 ния главного привода 1, коррекция будет продолжаться до тех пор, пока датчик 5 не выдаст сигнал пф, обеспечивающий равенство N = N. Таким образом происходит работа системы, если N лежит в диапазоне, которому соответствует п, удовлетворяющие соотношению п„„„(п 4 и „. В случае, когда и окажется меньше и или больше и сигнал п, поступающий на вход пороговой схемы 28, вызовет ее срабатывание, выражающееся в смене выходного сигнала "Единица" на "Нуль". Ключ 17 выключится, ЛИ станет равным нулю, регулятор напряжения 18 работу прекратит и дальнейшее изменение остановится.

Работа устройства возможна без каких-либо ограничений, априорно накладываемых на мощность. В устройство можно вводить любые величины мощности. Если для обеспечения равенства N u N окажется достаточно изФ менить в допустимых пределах подачу, то устройство это выполнит. Если изменения подачи будет недостаточно, устройство изменит частоту вращения гпавного привода 1. Если пределов регулирования частоты также не хватит, устройство установит предельные значения частоты вращения и подачи, а значит и мощности, ближайшие к наилучшим, не выходя sa допустимые преде лы, Формула изобретения устройство регулирования мощности резания, содержащее главный привод, датчик частоты вращения главного привода, привод подачи, регулятор подачи рабочего органа станка, выход которого соединен с приводом подачи, первый элемент сравнения, задатчик мощности резания, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, датчик силы резания и второй элемент сравнения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования мощности, устройство снабжено регулятором, двухпредельным ограничителем напряжения, задатчиками наибольшего и наименьшего значений подачи, задатчиками наибольшей и наименьшей частоть; вращения главного привода, первым, вторым, третьяк и четвертым элементами суммирования, первым и

1541016

Составитель А, Гришин

Техред N,Õîäàíè÷ Корректор И. Муска

Редактор Л. Зайцева

Заказ 252 Тираж 667 По дни с ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издателъскнй комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 вторым делителями, блоком умножения, упилителем, ключом, двухпредельной пороговой схемой, регулятором частоты вращения главного привода и датчиком обрабатываемого диаметра, причем второй вход первого элемента сравнения подключен к выходу блока уи ножения, первый вход которого подключен к задатчику обрабатываемого аметра, второй вход блока умножен подключен к датчику силы резани, а третий его вход соединен с ! да тчиком частоты вращения, выход первого элемента сравнения подключен к первому входу ключа, выход которого че ез регулятор соединен с первым вх дом первого элемента суммирования, вт рой вход ключа соединен с выходом дв предельной пороговой схемы, второ вход первого элемента суммирован через первый делитель подключен к ыходу второго элемента суммировани, первый вход которого объединен с первым входом двухпредельного ограничителя напряжения и подключен к адатчику минимального значения

1 пофачи, выход двухпредельного ограничителя напряжения подключен к регулятору подачи и к первому входу второго элемента сравнения, второй вход второго элемента суммирования объединен

S с вторым входом двухпредельного ограничителя напряжения и подключен к задатчику максимального значения подачи, выход первого элемента суммирования объединен с третьим входом двухпредельного ограничителя напряжения и подключен к второму входу второго элемента сравнения, выход которого через усилитель соединен с первым входом элемента суммирования, выход которого подключен к регулятору частоты и первому входу двухпредельной пороговой схемы, второй вход которой подключен к первому входу четвертого элемента суммирования и задатчику минимального значения частоты, третий вход двухпредельной пороговой схемы подключен к задатчику максимальн6го значения частоты и второму входу четвертого элемента суммирова25 ния, выход которого через второй делитель подключен к второму входу третьего элемента суммирования, выход регулятора частоты соединен с главным приводом.