Устройство для управления намоточным станком

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах электротехнических и радиотехнических производств Целью изобретения является повышение надежности и производительности Устройство содержит двигатель 1, датчик 2 оборотов, двоичный счетчик 3 и дешифратор 4, подключенный к выходу счетчика 3 Выходы 6 и 7 блока 5 индикации соединены с входами блоков 8 и 9 управления двигателем 1 Входы счетчика 3 соединены с выходами датчика 2 оборотов и блока 11 установки начального положения В данном устройстве достигается возможность одноразового программирования всей программы намотки маточного изделия и повышение оперативности перепрограммирования 1 з п ф-лы, 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4755484/07 (22) 28.09.89 (46) 07.12.91. Бюл. № 45 (71) Специальное конструкторское бюро

"Молния" (72) Е,М,Музычко (53) 621.316,718.5.088(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 754496, кл. Н 01 F 41/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1487107, кл. Н 01F 41/04,1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ HAMOTO×HÛM СТАНКОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах электротехнических и

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах электротехнических и радиотехнических производств.

Целью изобретения является повышение надежности и производительности, На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока индикации.

Устройство содержит двигатель 1, датчик 2 оборотов, двоичный счетчик 3, дешифратор 4 "1 из и", блок 5 индикации с выходами 6 и 7, блоки 8 и 9 управления двигателем, кнопку 10 пуска и блок 11 установки начального положения. Выход датчика 2 оборотов, механически связанного со шпинделем станка, соединен с вторым входом двоичного счетчика 3, первый вход которого соединен с выходом блока 11 установки начального положения, а выход—

„,!Ж„„1697241 А1 (я)5 Н 02 Р 5/06, Н 01 E 41/04 радиотехнических производств. Целью изобретения является повышение надежности и производительности. Устройство содержит двигатель 1, датчик 2 оборотов, двоичный счетчик 3 и дешифратор 4, подключенный к выходу счетчика 3. Выходы 6 и 7 блока 5 индикации соединены с входами блоков 8 и 9 управления двигателем 1.

Входы счетчика 3 соединены с выходами датчика 2 оборотов и блока 11 установки начального положения. В данном устройстве достигается возможность одноразового программирования всей программы намотки маточного изделия и повышение оперативности перепрограммирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с входом дешифратора 4. Выход последнего подключен к блоку 5 индикации, выходы 6 и

7 которого соединены с входами блоков 8 и

9 управления двигателем, Блок 5 индикации (фиг. 2) содержит источники 12 света с метками 13, фотодатчики

14, рейку 15, формирователи 16 — 27, элементы И 28 — 31, элементы ИЛИ 32, 33. Он выполнен в виде 0 расположенных параллельно друг другу цифровых шкал, каждая из которых предназначена для индикации значения соответствующего разряда числа витков и содержит источники 12 света, оптически связанные с оцифрованными от Одо

9 метками 13, а также N пар фотодатчиков

14, рейку 15,. на которой жестко укреплены источники света и оцифрованные метки и подвижно закреплены N пар фотодатчиков. расположенных в зоне действия источников света.Выходыкаждого первого фотодатчика

1697241

10

N-й пары фотодатчиков всех цифровых шкал через формирователи 16-18 и 22 — 24 соединены с входами элементов И 28 и 29 соответственно, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ 32, выход которого является первым выходом 6 блока 5 индикации, Выходы каждого второго фотодатчика N-й пары фотодатчиков всех цифровых шкал через формирователи 19—

21 и 25 — 27 соединены с входами элементов И 30 и 31 соответственно, выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛИ 33, выход которого является вторым выходом 7 блока 5 индикации.

Каждая шкала выполнена так, чтобы в процессе изменения величины разряда светился только один источник 12 света.

Источник 12 света располо>кенный над оцифрованной меткой 13 с цифровым обозначением О каждой шкалы, должен быть шире других, чтобы в зоне его действия могли разместиться N пар фотодатчиков 14 одновременно. Фотодатчики 14, имеющие одинаковый порядковый номер вдоль каждой шкалы, под которыми источник 12 света находится в возбужденном состоянии, создают сигналы, которые с их выходов, например первых фотодатчиков первой пары (N-й пары) каждой шкалы (фиг, 2), через формирователи 16-18 (22 — 24) поступак>т на соответствующие входы элемента И 28 (29), а с выходов вторых фотодатчиков первой пары (N-й пары) каждой шкалы, через формирователи 19 — 21 (25 — 27) поступают на соответствующие входы элемента И 30 (31).

Сигналы с выходов элементов И 28 (29) и И

30(31) поступают на входы элементов ИЛИ

32 и 33 соответственно, Эормирователи 16—

27 предназначены для преобразования сигналов с выходов фотодатчиков в сигналы логических уровней, необхоцимые для нормальной работы элементов И 28-31 и ИЛИ

32, 33. При поступлении сигналов одновременно со всех фотодатчиков 14 с одинаковым порядковым номером, например 1 первой пары, на выходе элемента И 28 и, следовательно, на первом входе элемента

ИЛИ 32 формируется сигнал логической

"1", при этом на выходе элемента И 29 (на другом входе элемента ИЛИ 32) присутствует сигнал логического "О", так как фотодатчики 1 N-й парь не возбуждают сигналы на своих выходах. Следовательно, на выходе элемента ИЛИ 32 (на первом выхоце 6 блока 5 индикации) формируется сигнал лсгической "1". На выходе элемента ИЛИ 33 (на втором выходе 7 блока 5 индикации) в этом момент присутствует сигнал логического "О", так как фотодатчики первой и N-n

30 ь

55 пары не возбу>кдают сигнала на своих выходах.

При дальнейшем увеличении числа каждого разряда в процессе счета одновременность поступления сигналов со всех первых фотодатчиков 14 первой пары

Q шкал нарушается, а на выходах всех вторых фотодатчиков первой пары через некоторое время возобновляется, что приводит к появлению сигнала логического "О" на выходе элемента И 28 и, следовательно, на выходе элемента ИЛИ 32 и через некоторое время к возникновению сигнала логической "1" на выходе элемента И 30 и, следовательно, на выходе элемента ИЛИ 33.

При продолжающемся увеличении числа каждого разряда в процессе счета последовательность формирования логических сигналов "0" и "1" на выходах элементов ИЛИ 32 и ЗЗ повторяется, как и в предыдущем случае, Однако при этом в формировании логических сигналов на выходах

6 и 7 блока 5 индикации участвуют фотодатчики 14 N-й пары, формирователи 22-27. элементы И 29 и 31, ИЛИ 32 и 33.

Для примера рассмотрения работы блока 5 индикации в реальных условиях допустим, что он содержит три шкалы, из которых первая индицирует десятые доли витка, вторая — единицы, а третья (шкала с номером Q на фиг. 2) — десятки, Тогда в показанном на фиг. 2 примере первой парой фотодатчиков 14 ограничены числа 34,3 и

45,5, а N-й парой — числа 67,7 и 78,8.

Для ограничения, например, чисел 4 3;

5,5; 7,7; 8,8 фотодатчики третьей шкалы (шкалы Q на фиг. 2) первой пары необходимо установить над источником 12 света, расположенным над оцифрованной меткой 13 с цифровым обозначением О, а фотодатчики 14 первой и второй шкал оставить в положении, показанном на фиг.

2. Для ограничения, например, чисел 84,3 и 95,5 фотодатчики 1 и 2 третьей шкалы второй пары необходимо сместить вправо по рейке 15 за оцифрованные метки 13, а фотодатчики 1 и 2 первой пары установить над оцифрованными метками 13 с цифровым обозначением 8 и 9 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В начале работы двоичный счетчик 3 с помощью блока 11 установки начального положения приводят в сходное положение и устанавливают в блоке 5 индикации заданную программу намотки (количество витков с учетом отводов) моточного изделия, как показано выше. Нажатием кнопки

10 пуска включают двигатель 1, который l697241 приводит во вращательное движение шпиндель моточного станка, связанный с датчиком 2 оборотов, импульсы которого передаются на второй счетный вход двоичного счетчика 3. По мере заполнения счет- 5 чика 3 состояние его определяется дешифратором 4 (состоящим из Q дешифраторов "1 из n" и отображается блоком 5 индикации в виде десятичного числа, Одновременно это число, представляющее собой 10 информацию о количестве наматываемых витков моточного изделия, сравнивается поочередно с числами, набранными на шкалах блока 5 индикации фотодатчиками 14 с одинаковыми порядковыми номерами, на- 15 чиная с первого первой пары фотодатчиков, При последовательном совпадении этих чисел блок 5 индикации поочередно выдает два сигнала (равных количеству используемых в N-й паре фотодатчиков) с выходов б и 20

7 соответственно, которые поступают на входы узлов останова станка в первом 8 и втором 9 блоках управления двигателем соответственно с временем задержки между

ЭТИМИ СИГНВЛВМИ Таад = Тост.доп, ГДЕ Тост.доп допустимый момент времени полного останова шпинделя, определяемый по формуле ост.доп. = (X . Л

ХМт.макс. " 30 где I» — момент инерции электропривода станка, приведенный к валу двигателя;

ЛМт,макс МаКСИМВЛЬНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ От. среднего значения момента механического тормоза первого блока управления двигате- 35 лем;

ЛpMaxc.доп. МаКСИмаЛЬНО ДОПуСТИМЭЯ неточность останова шпинделя станка, определяемая как максимально допустимая разность величин двух ближайших выбегов 40 после формирования сигнала останова с первого выхода б блока 5 индикации.

Двигатель 1 и, следовательно, шпиндель под действием тормозов узлов остэнова станка в первом 8 и втором 9 блоках 45 управления прекращают свое вращение, После остановки его блок 5 индикации показывает количество намотанных витков катушки, заданных вторыми фотодатчиками первой пары всех шкал с погрешностью- 50

Л Ъакс.доп. При необходимости продолжения намотки с помощью кнопки 10 включают станок. В этом случае счетчик 3 продолжает счет с показаний, зафиксированных блоком 5 индикации при предыдущей намотке, и осуществляет его до остановки станка, определяемой положением фотодатчиков 14 N-й пары, как и в предыдущем случае.

Для возможности установки программы намотки моточного изделия с помощью блока 5 индикации определяют средний допустимый путь (среднее допустимое число оборотов), который должен пройти шпиндель маточного станка от момента ":ачала торможения (появления сигнала с выхода б блока 5) индикации до момента остановэ (появления сигнала с выхода 7 блока индикации) pep,äoï.

Остановка шпинделя моточного станка с заданной точностью затрудняется нестабильностью параметров тормозных устройств в процессе каждой последующей остановки станка по сравнению с предыдущей. Существование этой нестабильности связано с тем, что движение системы в процессе останова (после выключения двигателя и наложения одновременно механического тормоза) является неуправляемым и наибольшая неточность останова зависит только от пределов изменения следующих параметров: о нач = ®cp — Л(омакс а = ср — Л смак;

1 = ) ср — Л макс .

Mc — Мс.ср. + Мс.макс. МТ—

= Мт.ср. — + Мт.макс., ". = сср — Л макс, где р, Тср lgcp, М, р, М,cp иаср — средние значения начальной (до сигнала останова) скорости электропривода, времени срабатывания аппаратуры в схеме управления электроприводом, момента инерции электропривода, статистического момента нагрузки, момента механического тормоза и ускорения электропривода соответственно после подачи сигнала останова;

Лв,ht, Al, ЛМ,, ЛМ,и Лк — отклонения от средних значений указанных п ара метро в.

Применительно к маточному станку, работающему на высоких скоростях с незначительным активным моментом, обусловленным нагрузкой, допустимо считать, что

Лв= О, Лт = О, ЛМ, =О.,Л! = О, а наибольшая неточность останова зависит только от пределов изменения тормозного момента Л Мт 0 при разных циклах рабрты станка и вызвана механическим характером системы торможения электропривода.

Конкретные значения среднего пути, проходимого шпинделем моточного станка

ПОСЛЕ НВЧВЛа ОСТВНОВВ, В СВЯЗИ С,Л Мт макс и во времени находят следующим образом:

M +M, В =ж„ч— ! у (1) Я g++,, .: (2( ач 2 . (/

1697241

Ю-р акс + Ъин (3) где rp — путь (количество оборотов) шпинделя моточного станка после подачи сигнала останова; фмакс, амин — максимально и номинально возможный путь шпинделя в процессе останова.

Преобразуя совместно формулы (1) и (2), можно получить закон изменения пути шпинделя моточного станка в процессе его останова в зависимости от времени;

Мс+Ыт 2 ф = мнач т t . (4) з

Определяя наибольший путь шпинделя при останове

2l:g (5) и его наименьшее значение

" с + от.ср. + Мт.макс умакс = 0)нач t

2 1);(6) и подставляя в формулу(3), получают закон изменения среднего значения пути шпинделя во времени в процессе останова:

Mc + "Лт.ср. 2

Pcp = Гт1нач t 7

Подставляя в формулу (7) вместо текущего времени t значение допустимого момента времени полного останова двигателя для обеспечения максимально допустимой неточности останова шпинделя станка Л эмакс.доп.

1ост.доп. = — т.макс. получают выражение для определения среднего допустимого пути. который должен пройти шпиндель маточного станка от момента начала торможения двигателя до момента останова станка:

Мс + IVIT,cp. 2 асср доп — Шнач toct.доп. 2 tocT.доп.

Е

В результате программа намотки устройства задается положением N пар фотодатчиков 14 вдоль рейки 15 каждой из 0 шкал в блоке 5 индикации, причем всеми первыми фотодатчиками N-й пары устанавливается число pI, равное разности номинального числа витков уЪ и среднего допустимого пути у>ся. oo., P1 = Q

20

55 а всеми вторыми фотодатчиками N-й пары

УСтаНаВЛИВаЕтСЯ ЧИСЛО, РаВНОЕ Р1= Рн.

Таким образом, устройство для управления намоточным станком совместно с предложенной ме одикой его программирования позволяет при использовании его в моточном производстве в радио- и приборостроении повысить надежность процесса намотки, а также производительность работы маточного станка за счет возможности разового программирования всей программы намотки моточного изделия и повышения оперативности перепрограммирования при смене вида моточного изделия особенно в многономенклатурном и мелкосерийном производстве.

Формула изобретения

1, Устройство для управления намоточным станком, содержащее двигатель, датчик оборотов, два блока управления двигателем, кнопку пуска, причем датчик оборотов механически связан со шпинделем станка, а кнопка пуска соединена с вторыми входами обоих блоков управления двигателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и про l3Boдительности, в него введены двоичный счетчик импульсов, дешифратор "1 из и", блок индикаций и блок установки начального положения, выход которого соединен с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого соединен с выходом датчика оборотов, а выход — c входом дешифратора

"1 и и", выход которого подключен к блоку индикации, первый и второй выходы которого соединены с входами первого и в орого блоков управления двигателем соответственно.

2.Устройство поп,1, отл и чаю щеес я тем, что блок индикации содержит N элементов И, два элемента ИЛИ, 2QN формирователей, 0 расположенных параллельно друг другу цифровых шкал, каждая из которых предназначена для индикации значения соответствующего разряда числа витков и содержит источник света, оптически связанные с оцифрованными от 0 до 9 метками, а также N пар фотодатчиков, рейку. на которой жестко укреплены источники света. оцифрованные метки и подвижно закрепленные N пар фотодатчиков, расположенных в зоне действия источников света, выходы каждого первого фотодатчика N-й пары фотодатчиков всех цифровых шкал через соответствующие формирователи сигналов соединены с входами N-ro эле;лента

И первой группы из N элементов И, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого является пер1О

1697241

Рог,1

Р-я п7ра ф отодптцикоо

Л/-У пара фото3атиикоо

Составитель В,Трофименко

Редактор F.Þð÷èêoBà Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король

Заказ 4314 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вым выходом блока индикации, а выходы каждого второго фотодатчика N-й пары фотодатчиков всех цифровых шкал также через соответствующие формирователи сигналов соединены с входами N-ro эле1 мента И второй группы из N элементов

И, выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом блока

5 индикации.