Самонастраивающаяся система управления продольной подачей токарного станка
(ii) 4I 9847
ОЛИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН Ия
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.11.71 (21) 1718497/18-24 (51) М. Кл. G 05b 13/02
G 05Ь 19/02 с присоединение;.1 заявки
Гасударственныч комитет
Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (32) Приоритет
Опубликовано 15.03.74. Вюллетень ¹ 10
Дата опубликования описания 08.08.74 (53) УДК 621.316.7 (088.8) (72) Авторы изобретения В. Н. Михелькевич, А. М. Абакумов, В. И
Ю. И. Видманов и В. И. Павлов
Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (71) Заn!3n гc »b (54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСГЕМА УПРАВЛЕНИЯ
ПРОДОЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ТОКАРНОГО СТАНКА
Предлагаемое устройство относится к технологии и технике автоматизации процесссв механической обработки металлов на токарных станках и может быль использовано в станкостроительной, машиностроительной, авиационной, подшипниковой и других отрас»s..õ промышленности.
Известны системы автоматического управления продольной подачей токарных станков, позволяющие стабилизировать или изменять по определенной программе упругие деформации системы станок — приспособление — и|— струмент — деталь (СПИД) и за счет этого увеличить производительность и точность обработки изделий.
Известные системы содержат элемент сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком величины упругого перемещения
СПИД, второй вход — с датчиком вели п|пы упругого перемещения СПИД, а выход -- со входом усилителя, охваченного звеном обра»ной связи, электропривод, вход которого соединен с выходом усилителя, выход подклю;ен к устройству СПИД, а также содержит второй элемент сравнения, первый вход которото соединен с задатчиком коэффициента передачи устройс .ва СПИД, а выход — с управляющим входом звена обратной связи.
В известных системах рассматриваемого класса в качес»ве регулируемого (выходного) параметра принимается величина упругого перемешения размерных звеньев системы
СПИД, и отрицательная обратная связь в системе автоматического регулирования осуществляется по этой величине. Регулирующим воздействием являстся скорость продольной подачи суппорта.
Существенным недостатком известных устройств автоматического управления является
10 то, что их параметры и, в частности, коэффициент усилсния разомкнутой системы (Кр), не остается постоянным при вариациях припуска на обработку, твердоспт обрабатываемого материала, изменении числа оборотов шпинделя
15 и других факторов. Это приводит к ухудшению ста»ических и динамических показателей работы системы управления упругими перемещениями систечы СПИД, и в пределе — к потере системой устойчивос»и.
20 В извес"ных устройствах при наличии указанны: недостап ов удовлетворительные результаты могут быть получены лишь за счет соответствующей перенастройки коэффициентов передачи одного нз звеньев системы уп25 равлени". станком при переходе па другой ре>ким обработки. Такая перенастройка системы производится вручную, требует дополнительных затр;и вре>. енн и определенной квалификации обслу>кива,огцего персонала и, со30 ответственно, несколько сии>кает эксплуа га419847
U;, =U U . ционные характеристики и технические возможности токарных станков.
Как известно, величина статической ошибки в поддержании заданного значения выходной величины определяется коэффициентом усиления разомкнутой системы автоматического управления:
Кр: Кспид коэффициент передачи системы СПИД, равный: AS Кспид = нн где ASyд — приращение регулируемой величины упругого перемещения; An« — приращение скорости продольной подачи, Как известно коэффициент передачи системы СПИД является функцией физических констант обрабатываемого материала, глубины резания, скорости резания и скорости шпинделя. Следовательно, изменение режима обработки детали ведет к изменению К,„„„ и вызывает необходимость перенастройки системы управления с целью сохранения заданного коэффициента усиления разомкнутой системы (Кр = сопЫ) . Как уже отмечалось, в существующих системах это достигается соо kветствующим изменением коэффициента передачи одного из звеньев, например перенастройкой коэффициента передачи проме>куточпого усилителя. Но такая настройка принципиально не может обеспечить точной стабилизации К«„, т. к. даже в процессе точения одной детали припуск на обработку детали и твердость обрабатываемого материала могут варьироваться. Вариации К, „„ ведут к значительному снижению точности стабилизации величины упругого перемещения, а следовательно, к определенному понижению точности обработки деталей, к недоиспользованию возможностей станка по производительности. Предлагаемая система отличается тем, что она содержит датчик скорости продольной подачи, например тахогенератор, установленный на выходном валу электропривода, и делитель, первый вход которого соединен с выходом тахогенератора, второй вход — с выходом датчика величины упругого перемещения СПИД, а выход подключен ко второму входу второго элемента сравнения. Эти отличия позволяют повысить производительность и точность обработки деталей. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы; на фиг, 2 — упрощенная электрическая схема блока, состоящего из звена обратной связи, второго элемента сравнения, задатчика коэффициента передачи устройства СПИД и делителя. Самонастраивающаяся система содержит задатчик 1 величины упругого перемещения СПИД, усилитель 2, электропривод 3, объект регулирования — устройство СПИД 4 и датчик 5 величины упругого перемещения СПИД, датчик 6 скорости продольной подачи (например, тахогеператор), делитель 7, задатчик 8 величины коэффициента передачи устройства СПИД, звено 9 обратной связи, включенное в цепь отрицательной обратной связи усилителя 2, элементы сравнения 10 и 11. На вход делителя 7 поступают сигналы, один — пропорциональный скорости продольной подачи (U«) и второй — пропорциональklbIH величине упругого перемещения (Us) . Делитель 7 осуществляет операцию деления сигнала Уз на сигнал UÄÄ. В результате сигнал на выходе его U пропорционален коэффициенту передачи устройства СПИД. Напряжение, равное алгебраической сумме сигналов с задатчика 1 и делителя 7: U;,=U Up поступает на вход звена 9 обратной связи. При вариациях режима работы станка коэффициент усиления усилителя 2 изменяется за счет изменения величины коэффициента передачи звена 9 таким образом, что коэффициент усиления разомкнутой системы остается постоянным. Блок на фиг. 2 содержит делитель, когорый может быть выполнен, например, на комплектном решающем усилителе 12 постоянного тока, в цепь обратной связи которого включено множительное устройство 13, образованное блоком модуляторов 14 и квадратичным функциональным преобразователем 15. Задатчик 8 может быть выполнен на постоянном токе и позволяет заранее устанавливать с помощью резистора 16 необходимые значения коэффициента передачи. В качестве звена обратной связи может быть применен транзистор 17, включенный по схеме с общим эмиттером. На вход этого транзистора подается сигнал: Предмет изобретения Самонастраивающаяся система управления продольной подачей токарного станка, содержащая элемент сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком величины упругого перемещения станок — приспособление— инструмент — деталь — СПИД, второй вход— с датчиком величины упругого перемещения СПИД, а выход — со входом усилителя, охваченного звеном обратной связи, электропривод, вход которого соединен с выходом усилителя, выход подключен к устройству СПИД, а также содержит второй элемент сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком коэффициента передачи устройства СПИД, выход — с управляющим входом звена обратной связи, отличающаяся тем, что, с 4i9847 Фиг. 2 Составитель 3. Маркова Техред А. Васильева Корректор и Торкина Редактор Б. Нанкина Заказ 1913/12 Изд. № 1392 Тираж 760 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 целью повышения производительности и точности обработки деталей, система содержит датчик скорости продольной подачи, например тахогенератор, установленный на выходном валу электропривода, и делитель, первый вх< д которого соединен с выходом тахогенератора, второй вход - - с выходом датчика величины упругого перемещения СПИД, а выход подключен ко второму входу второго элемента 5 сравнения.
