Устройство для управления приводами копировального станка
у Е,,г*
° -" л
Qg6re a r е .4 * л у .т
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i0O3 C0SBTGKHX
Социалистических
Ресаублик
Зависимое от авт. свидетельсгва ."Й
Кл. 49b, 5/05
Заявлено 03.17.1969 (¹ 1317929!25-8) с присоединением заявки чо
Приоритет
МПК В 23 351126
5 ДК 621.314.37(088.8) Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
Опубликовано 05.VI I I.1970. Бюллетень ¹ 25
Дата опубликования описашгя 5.XI.1970
Авторы изобретения
М. Е. Эльясберг, А. Г. Альтфельд и Д. А, габерман
Особое конструкторское бюро станкостроения
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ
КОПИРОВАЛЬНОГО СТАНКА
Известны устройства для управления приводами копировального станка, в которых копировальный прибор с выходной информацией в виде трех сигналов, отображающих перемещения пальца копировального прибора по нормали к копиру в проекциях на координатные оси, соединен с блоком формирования сигналов управления каждым приводом подачи через сумматор сигналов копировального прибора и блок сравнения выходного сигнала сумматора с опорным сигналом. Однако известные системы не обеспечивают строчечного копирования.
Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что, с целью повышения точности, сумматор выполнен в виде алгебраиче. ского блока с делителями, обеспечивающими теоретически минимальные отклонения полученной суммы cr расчетной геометрической и геометрического блока сум миру ющего сигналы копировального прибора, выход которого соединен с одними из обмоток реле алгебраического блока, а другие обмотки соединены с одним из датчиков копировального прибора так, что при помощи контактов реле делитель с большим коэффициентом передачи соединен с большим из входных сигналов алгебраического блока. Для автоматического обхода контура и повышения астатизма системы при строчечпом копировании блок формирования касательной составляющей суммарного сигнала соединен с геометрическим блоком сумматора, а блок формирования нормальной составляющей соединен с блоком сравнения выходного алгебраического блока сумматора и опорного сигнала.
На фиг. 1 дана блок-схема управления копировально-фрезерным станком; на фиг. 2— блок-схема алгебраического сумматора; на
10 фнг. 3 — принципиальная схема алгебраического сумматора; на фиг. 4 — векторная диаграмма напряжений, являющихся отображением перемещений пальца и скоростей копирования, где обозначено суммарное перемещение пальца U„-, составляющие перемещения пальца Ux, Ьг, Uz, суммарная скорость подачи U и касательная U„. è нормальная составляющие скорости подач.
Предлагаемая система управления состоит пз трехкоординатного копировального прибора 1 (см. фиг. 1), блока коммутации сигналов копировального прибора 2, геометрического сумматора 8 сигналов датчиков копировального прибора, усилителя 4 сигналов геометрического сумматора, амплитудного ограничителя 5, усилителя б сигнала после ограничителя усилителя 7, формирующего касательную составляющую сигнала управления, усилителя 8 сигнала датчика, измеряющего
30 величину проекции перемещения пальца на
3 направление, нормальное плоскости копирования, выпрямителей 9 и 10 сигналов, поступающих в алгебраический сумматор 11, блока сравнения 12 выходного сигнала алгебраического сумматора с опорным сигналом, модулятора 18, усилителя 14 нормальной составляющей сигнала управления, выпрямителя блокировки 15, суммирующего усилителя 16, фазочувствительных усилителей 17 и 18, пц" таемых напряжениями переменного тока, сдвинутых между собой на 90 эл. град. блока коммутации 19 сигналов управления силовыми приводами, успли елей 20, 21 и 22 мощности сигналов управления, исполнительных двгнателей 28, 24 и 25 подачи рабочих органов 26, 27 и 28, блока сравнения сигнала осевого да чика 29 копировального прибора с ог!орпь!м сш.на".ом и фазочувствительного усилите;!я 80 сигнала управления осевого привод». алгебраический сумматор 11 содержит реле P с обмоткой Р„соединенной с выпрямителем 9 и обмогкой Р., соединенной с выпрямителем 10, причем ко>!такты реле Р соединяют делители Д,; Д> (см. фиг. 2 и 3) с выпрю!птелямп 9 и 10 (см, фиг. 1).
Система управления действует следующим образом.
Фазовое управление двумя следящими подачамп от трехкоординатного копировального прпоора осуществляется на основании информации о текущем угле копирования (p (см. фиг. 4) и о скалярной величине геометрической суммы сигналов U. всех трех датчиков копировального прибора.
Текущий угол копирования формируется в виде сдвига по фазе суммарного напря>кения двух датчиков, измеряющих составляющие перемещения пальца в плоскости копирования, по отношению к напряжению одного из них. Эта геометрическая сумма формируется блоком 8 (см. фиг. 1). Например, при копировании в плоскости ХОУ, суммируются сигналы Uz и с1 . Полученный в результате суммирования с!ггнал Охг сдвинут на угол <1! по отношению к сигналу U>; (см. фиг. 4). При копировании в плоскостях AOZ или УОЛ получают сигналы U>;z или Uyz, суммируя, соотгетственно, U>„- с Uz или U> с Uz.
Суммарная величина геометрической суммы сигналов U всех трех датчиков копировального прибора получается в блоке 11 путем алгебраического сложения двух сигнало з па делителях Д, и Д: (см. фпг. 2), Один пз этих сигналов получается после выпрямления выпрямителем 9 выходного сигнала блока 8, а другой — после усиления усилителем 8 и выпрямления выпрямителем 10 сигнала третьего датчика копировального прибора. Алгебраическое формирование осуществляется по формуле, полученной из принципа наилучшегG равномерного приближения функции: а- +b- =0,960 а+0„398 b при a)b.
278361
Погрешность формулы не превышает 4 /О.
0l
Коэффициенты 0,9б0 и 0,398 являются оптимальными. Коэффициенты выведены из следующих соогношений:
5 1
1 1 2 — 1 — = 0,960 и
2() 2 — 1)
2 2 1 Д/4 21,"2
= 0,398.
Делитель Д сумматора 11 имеет коэффициент передачи 0,9бО, а делитель Д> — 0,398.
Обмотки Р> и Р реле P подключены соответственно к выпрямителям 9 и 10 встречно по потоку, Переключение контактов происходит при изменении знака разности напряже>! >! >! 1 а и 1з.
Контакты реле P коммутируют цепи таким образом, чтобы большее из напряжений U!z или Uq подавалось на делитель Д!, а меньшее — на делитель Д .
Для формирования касательной составляющей сигнала управления силовыми приводами, выходной сигнал U;> сумматора 8 после усилителя ограничивается по амплитуде диодным ограничичелем 5, а затем поступает на фильтр-усилитель б, восстанавливающий синусопдальную форму папря>кения после ограи!!чспия. Ограш!чепце амплитуды сигнала U>> обеспечивает независимость скорости слежения от амплитуды напряжения выхода сумматора 8. Касательная составляющая формир> eTc>! усилителем 7.
Для формирования нормальной составляющей сигнала управления силовыми приводами сумма всех трех сигналов копировального прибора в сумматоре 12 сравнивается с опорным напряжением Uo, и разностный сигнал модулируется частотой, сдвинутой по фазе на
90 эл. град. угла по сравнению с напряжени40 ем касательной составляющей. Напряжение
U соответствует номинальному смещению пальца от свободного положения под действием копира. Радиус пальца превышает радиус фрезы на величину номинального смеще45 пия, чем достигается совпадение обработанной поверхности с копиром.
Модулированный разностный сигнал поступает в усилитель 14, формирующий нормальную составляющую. Нормальная и касательная составляющие усиливаются в суммирующем усилителе 16. Нормальная и касательная составляющие суммарного сигнала через выпрямитель блокировки 15 связаны между собой таким образом, чго с увеличением амплитуды нормальной составляющей амплитуда касательной составляющей уменьшается.
Суммарный сигнал с выхода суммирующего усилителя 16 гоступает на фазочувствительные усилители 17 и 18, питаемые напряжениями переменного тока, сдвинутыми ме>кду собой на 90 эл. град. Поэтому напряжения постоянного тока, снимаемые с выхода фазочувствительных усилителей 17 и 18, пропорциональны составляющим вектора сум65 марного сигнала по осям движения рабочих
278361 апов станка. Выбор двух рабочих органов трех (2б, 27 и 28) производится блоками мутации 19 в соответствии с плоскостью (ирования. Третий рабочий орган перемеется периодически. Тиристорные управля е выпрямители 10, 21 и 22 усиливают сиг ы управления исполнительными двигатеяи 28, 24 и 25 по мощности. При трехмер1 копировании автоматический обход кон а обеспечивается, как и при двухмерном, налами Ух, Uy и рабочими органами 26 7 по описанному принципу, без подачи сиг. а U3=Uz в сумматор 11. Сигнал U3 после ления подается в сумматор 29, где сравни.тся с опорным напряжением U>. Разностй сигнал выпрямляется фазочувствительм усилителем 80 и через усилитель 22 уп ляет исполнительным двигателем 25 осео рабочего органа 28. . аким образом, описанная система управ ия обеспечивает работу всеми методами
|ирования с помощью одного копировальо прибора и является астатической как при ггурной, так и строчечной обработках.
Предмет изобретения .. Устройство для управления приводами ировального станка, в котором копиро ьный прибор с выходной информацией в е трех сигналов, отображающих перемещение пальца копировального прибора по нормали к копиру в проекциях на координатные оси, соединен с блоком формирования сигналов упразлення каждым приводом подачи через сумматор сигналов копировального прибора и блок сравнения выходного сигнала сумматора с опорным сигналом, отлича>ошееся тем, что, с целью повышения точности, сумматор выполнен в виде алгебраического блока с делителями обеспечивающими теоретически минимальные отклонения получе щой суммы от расчетной геометрической и геометрического блока сум мирую:цего сигналы копировального прибора, выход которого соединен с одними пз обмоток реле алгебраического блока, а другие обмотки соединены с одним из датчиков копировального прибора так, что при помощи контактов реле делитель с большим коэффициентом передачи соединен с большим пз входных сигналов алгебраического блока.
2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического обхода контура н повышения астатизма системы при строчечном копировании, блок формирования касательной составляющей суммарного сигнала соедицен с геометрическим блоком сумматора, а блок формирования нормальной составля1ощей соединен с блокэм сравнения выходного алгебраического блока сумматора и опорного сигнала.
278361
Фиг.2
Uy
Uz
Составнгель А. Андрианов
Реда.игор Г. К. Гончарова
Корректор Л. В. Ющина
Заказ 3196/4 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делакг изобретений н открытий прн Совете Министров СССР
Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
