Адаптивная система управления энергией удара ковочно- штамповочной машины

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для обработки давлением. Цель — повышение качества изделий за счет варьирования энергии удара. Адаптивная система управ.пения энергией удара ковочно-штамповочной машины включает датчик скорости ползуна, датчик температуры заготовки, датчики усилия Н1тамповки и величины недо1нтамповки, а также вычислительное устройство, уси,1ите,'1ь, ну.чьорган, блок деления, сумматоры, фи,-]ьг[\ задатчики. В ходе технологического процесса режим обработки детали изменяется по оптимальному закону. 1 н.'\.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1712187 (51)5 В 30 В )5/20 списочник изоврятЕниЯ

И ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (6!) 1016215 (21) 4783608/27 (22) 18.01.90 (46) 15.02.92. Бюл. ¹ 6 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) В. К. Катая, И. В. Левин, В. В. (тарших, С. В. С.грижак, В. А. Семенцов и В. В. Катая (53) 621.973(088.8) (56) Автор-.кое свидетельство СССР .">)> 10!62!5, кл. В 30 В 15/20, 1982.

Изобретение относится к машиностроению. в частности к конструкции систем управления оборудованием для обработки давлением, и являе.гся дополнительным к изобретению rlo авт, св.,¹ 10! 62!5.

Цель изобретения -- повышение качества изделий.

На чертеже представлена схема предлагаемой системы.

Рабочим органом ковочно-штамповочной машины (КШМ) является ползун l, а измерительными устройствами являются датчик 2 скорости, кинематически связанный с ползуном 1, датчик 3 температуры, измеряющий температуру заготовки 4, датчик усилия штамповки на штампе 5 и датчик 6 величины недоштамповки, установленные на неподвижной матрице 7. Управление осуществляется отключением источника 8 энергии от двигателя 9 по сигналу нуль-органа 10 через усилитель 11: Выход датчика 3 температуры и задатчика 12 температуры соединен с входами схемы 13 вычитания, выход

2 (54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА Yl IPABЛЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ УДАРА КОВОЧ НОШTA41! )ОВОЧНОЙ MAlllИНЫ (57) Изобретение относится к машиностро»нию, а именно к оборудованию для обработки давлением, Цель — повышение качества изделий за счет варьирования энергии удара.

Адаптивная система управления энергией удара ковочно-штамповочной машины включает датчик скорости ползуна, датчик температуры заготовки, датчики усилия штамповки и величины недоштамповкн, а также вычислительное устройство, усилитель, нульорган, блок деления, сумматоры, фильтр, задатчики. В ходе технологического проц»»са режим обработки детали изменяет»я I!(> оптимальному закону. 1 нл. которой »оединен с входом блока !4 номинального коэффициента усиления llo температуре и Bxoц>ч блока 15 подстраиваемого коэффициента усиления по темпе ратур», а также входом блока 16 деления. Выходы датчиков 5 и 6 соединены» входами вычгцлительного v»TpoH»TBH 7, выход которого соединен с входом блока 18 вычитания и входом статистического фильтра 19, выход которого соединен с другим входом блока 18 вычитания. Вход блокd !6 со»динен также с входом другого статистического фильтра 20, выход которого соединен с управляк>щим входом блока 15. Входы блока сумматора 21 соединены: первый с входом блока 14, второй с выходом блока 15, третий с фильтром !9, четвертый с задатчиком 22 нормальной скорости, а выход блока сумматора 21 соединен с входом схемы 23 сравнения, к другому входу которой подключен выход датчика 2 скорости. Выход блока 23 соединен с входом нуль-органа )О, выход которого соединен с входом усилителя 11, ! 712187 соединенного с исполнительным органом 24.

Задатчи к 25 номи нального коэффициента усиления по тепературе соединен с вторым входом блока !4.

Датчик 26 количества перемещений ползуна подключен к последовательно соединенны vl счетчику 26, запоминающему устройс) ву 28, цифроаналоговому преобразователк> 29, усилителю 30. Второй вход усилителя 30 подключен к выходу задатчика 22 норма,ll rlol)I скорости, а выход — - к пятому входу сумматора 2!.

Все элементы системы управления являк>тся типовыми устройствами автоматики и имеют функциональные аналоги в виде интегральных схем. В частности, дополнительно введенные в систему элементы могут быть реализованы так: счетчик 27 — 155

141; 14, запоминающее устройство 28 ! 55 РЕ 3, цифроаналоговый преобразоват<.ль 29 — - 252 (IA 2, усилитель 30 — 252 УД !.

Система работает следующим образом.

Г)сред началом работы КШМ на задатчиках температуры 12, скорости 22 и номинального коэффициента усиления 25 vcT3«лисIIII)

ill ãèìïîâêå данной детали. До помещения г<п отовки 4 в пп амп датчик 3 вырабатывает

<апряжспие, пропорциональное температурс аготовки, которое вычитается в схеме 13 из,<апряжения, установленного на блоке 12.

Р I:ингсть напряжений, пропорциональная

<) гl;l<)II< .IIII скорости l обусловленной отл ичием температуры заготовки от номинальной. На четвертый вход сумматора 21 подает< я с блока 22 напряжение, пропорциоIIaлы<ое V Если на втором и третьем входах сумматора 21 напряжения равны нулю, то с выхода сумматора снимается напряжен ие, пропорциональное 1 „(требуемой скорости ползупа тля штамповки данной, конкретной детали). В этом случае эта скорость определяется

1 „= — 1 „+ /1„ i T (l)

В :õåìå 23 сравнения из этого напряжения вычитается напряжение F!a выходе дагчика 2 скорости и при достижении ползуном скорости !,.„на выходе схемы 23 напряжение становится равным нулю. Г!ри этом нуль<)рган 10 вырабатывает напряжение, которое, усиленное блоком 11, приводит к срабатыванию исполнительного органа 24 и от ключает источник 8 энергии от двигателя 9

КШМ. После этого ползу н до момента касания штампа заготовки двигателя со скоростью, близкой к величине V,. Если номинальные значения параметров T„, Р, /I,„ выбраны правильно и погрешности системы управления малы, то в конце процесса штампавки штамп должен сомкнуться, не вызывая усилий на упоре, превышающих допустимую величину. В противном случае при значении скорости V, меньше требуемого значения

IlITBMll не сомкнется и напряжение на выходе датчика 6, измеряющего величину несмыкания штампа, будет пропорционально величине необходимого увеличения требуемой скорости, а при значении скорости V боль"<0 ше требуемого значения, на упоре штампа возникнут усилия и на выходе датчика 5 появится напряжение, пропорциональное величине необходимого уменьшения требуемой скорости.

Таким образом, на вход вычислительного

15 устройства 17 подаются сигналы, по которым вырабатывается напряжение, пропорциональное поправке hV требуемой скорости V, для уже отштампованной детали. Величина

ЛР имеет случайный характер, поэтому использование ее для управления без статистической обработки не повышает точности работы системы, и поэтому напряжение с выхода вычислительного устройства 17 подается на вход статистического фильтра 19, который по мере накопления информации

25 вырабатывает среднее значение величины

Л) и, таким образом, на выходе фильтра !9 вырабатывается напряжение AV, пропорциональное систематической адаптивной погреш ности определения V„. Это напряжение подается на третий вход сумматора 21 и на блок !8 вычитания. В блоке !8 из напряжения, пропорционального KV, вычитается напряжение, пропорциональное Л/, и разность напряжений подается на вход блока 16 ю где разностное напряжение делится на на35 пряжение, пропорциональное Л/. На выходе блока получается напряжение. пропорциональное добавке к номинальному коэффи«иенту усиления по температуре / „ (подстраиваемый коэффициент усиления по температуре), 1, 1/

Y,ii Т

/х„тоже является случайной величиной, поэтому напряжение с выхода блока !6 подается на выход другого статистического

45 фильтра 20, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное среднему значению подстраиваемого коэффициента усиления по температуре /<.„. Это напряжение подается на управляющий вход блока !5, с выхода которого напряжение, пропорцио5О пальное Л1 .

Л V =Ë/ /<, „ подается на второй вход сумматора 21. Этим достигается компенсация мультипликативной систематической составляющей погреш55 ности определения номинальных параметров и погрешности работы системы управления.

Таким образом, на выходе сумматора 21 появляется напряжение, пропорциональное требуемой скорости ползуна V„ c учетом погрешностей системы

1 „=)/ +(К„+К„), т+,1 (2) 1712187

Формула изобретения

Составитель В. Грибова

Редактор H. Сильнягина Техред А. Кравчук Корректор И. Эрдейи

Заказ 499 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!

Это напряжение с выхода сумматора 21 подается на вход схемы 23 сравнения, вызывая соответствующую команду на управление исполнительным органом 24 КШМ.

В большинстве случаев для обеспечения заданного качества изделия необходимо корректировать скорость штамповки не только в зависимости от температуры заготовки в соответствии с выражением (1), но и в зависимости от количества ударов, характеризующего степень и этап обработки. Для этого в запоминающее устройство 28 до начала обработки определенной детали записывается некоторая функция f(p) (где р— количество ударов), описывающая оптимальную закономерность изменения скоростного режима для этой детали в процессе обработки. Запоминающее устройство 28 представляет собой ПЗУ матричного типа.

Код на его входе будет соответствовать количеству ударов, а код на его выходе коэффициенту усиления усилителя 30 /х> >. В этом случае напряжение, подаваемое на пятый вход сумматора 21 с выхода усилителя 30, будет соответствовать поправке Л V,âåëичины скорости 1 „, где д, V = V ° Азо=

= 1 и f(p).

Таким образом, с началом обработки количество импульсов с выхода датчика 26 количества перемещений ползуна 1 подсчитывается счетчиком 27. А код на его выходе преобразуется цепочкой (запоминаю1цее устройство 28, цифроаналоговый преобразователь 29, усилитель 30) в напряжение, соот6 ветствующее а V3.. В конечном итоге на выходе сумматора 21 будет присутствовать напряжение (с учетом выражения 2), про порциональное требуемой скорости ползуна

V„c учетом адаптивной компенсации погрешностей системы компенсации по температуре заготовки и оптимальное по качеству изделия (3)

В частном случае оптимальная закономерность может иметь экспоненциальный вид, тогда поправка y V будет представлена зависимостью

P — 1

15 где m — параметр, характеризующий скорость изменения энергии удара.

Для первого удара 14=0 и скорость ползуна будет определяться выражением 1.

Адаптивная система управления энергией удара ковочно-штамповочной машины по авт. св. № 1016215, отличающаяся тем, 25 что, с целью повышения качества изделий, в нее введены датчик количества перемещен и и полз у на и последовательно соедн цен ные с ним счетчик, запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь и усилитель, второй вход которого подключен к выходу задатчика нормальной скорости, и выход — к пятому входу сумматора.