Самонастраивающаяся система автоматического управления упругими перемещениями токарногостанка

 

(iI 4l9848

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.11.71 (21) 1718499/18-24 (51) М. Кл. 6 05Ь 13/02

G 05b 19/02 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 08.08.74

Гасударственный комитет

Совета Мииистров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.7 (088.8) ВПТБ (72) Авторы изоб11етения В. Н. Михелькевич, А. М. Абакумов, Ю. A. Чабанов, В. Г. Куперман, В. И. Павлов и В. А. Денкевиц (71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ УПРУГИМИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯМИ ТОКАРНОГО

СТАНКА

Предлагаемое устройство относится к технике автоматизации механической обработки металлов при продольном точении на гокарных станках и может быть использовано в станкостроительной, автомобильной, авиационной, подшипниковой и других отраслях промышленности.

Известны системы автоматического управления упругими перемещениями токарных станков, содержащие первый элемент сравнения, входы которого соединены соответственно с задатчиком и с датчиком величины упругого перемещения системы СПИД, а выход —— с первым входом первого ключа, второи управляющий вход которого соединен с выходом нуль-органа, подключенного к датчику упругого перемещения системы СПИД; уси— литель, выход которого соединен с первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого соединен c вBbы хxоoд оo м t з3а3д а -:чш,а величины подачи врезания, и второй ключ, первый вход которого подключен к источнику питания постоянного тока, а второй управляющий вход — к выходу нуль-; электропровод, вход которого соединен с выходом второгo 3, e 3 0eitH, Bri o — co Bxoäoì механизма продольной подачи, выход послед«его соединен со входом системы СПИД.

Существенными недостатками известных систем автоматического управления рассматриваемого класса является изменение параметров систем в процессе обработки деталей с переменным припуском и изменяющейся твердостью металла. При этом наиболее существенно изменяется коэффициент передачи системы СПИД (КСПИД), который пропорционален глубине резания и твердости обрабатываемого материала. Вариации КСПИД ведут к сниженшо статической и динамиче10 ской точности системы управления упругими перемещениями.

С целью повышения производительности станка и улучшеш;я качества обработанных

15 деталей, ". также обсспеченпя статической и динамической точности при изменении глубины резания илн режимов работы станка система содержит нелинейный элемент, вход которого нодкл1очен к выходу первого ключа, а

20 выход — o входу усилителя, орган настроики которого механически связан с задатчиком величины упругого перемещения системы

СПИД.

Кроме этого, самонастраивающаяся систе25 ма отличается тем, что она содержит задатчик темпа спнжени подачи врезания, вход которого соединен с выходом второго ключа, выход — со входом задатчика величины подачи врезания, а орган настройки механически

30 связан с задат иком подачи врезания.

419848

20

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы; на фиг. 2 — упрощенная принципиальная электрическая схема блоков, осуществляющих ав- оматическую ко п|енсацию изменения коэффициента передачи системы

СПИД и автоматический переход системы с режима врезания на рабочую подачу.

Самонастраивающаяся система автоматического управления упругими перемещениями содержит: задатчик величины упругой деформации 1, первый ключ 2, нелинейный элемент

3, усилитель 4, электропривод продольной;юдачи 5, механизм продольной подачи 6, систему станок в приспособление — инсlрумент— деталь (СПИД) 7, датчик величины упругой деформации 8, задатчик величины подачи врезания 9, задатчик темпа снижения подачи врезания 10, второй ключ 11, источник иостоянного тока 12, нуль-орган !3, резисторы

14 — 16, конденсатор 17, диоды 18.

Самонастраивающаяся система автоматического управления упругими перемещениями представляет собой замкнутую автоматическую систему стабилизации вели пшы упругой деформации, которая задается задатчико, i 1 (резистор 14, фиг. 2) . Дейс: вительная величина упруГОЙ деформации измеряется при помощи датчика 8, и результат измерения в виде напряжения постоянного тОка U„< алГсбраически суммируется с задающим напряжением

Ьаад. Сигнал ошибки U =С7,,q — U(), подается через ключ 2 на вход нелинейного элемента 3.

Ключ 2 замыкается при наличии команды на его управляющем входе от нуль-органа 13, контролирующего но сигна".ó,датчика 8 момент врезания инструмента в деталь. Сигнал с выхода нелинейного элемента 3 поступ".Ст на вход усилителя 4, усиливается последним и выходной сигнал усилителя алгебраически суммируется с сигналом, поступающим ог задатчика подачи врезания 3. Результат суммирования поступает на вход элекгропривода продольной подачи 5, скорость вра цения которого г„„ преобразуется в скорость продольной подачи К„ посредство я механизма продольной подачи 6. Скорость продольной подачи является регулирующим воздействием на систему СПИД 7, выходной координатой которой является величина упругой деформации, а типичными возмущающими воздействиями — изменение глубины резания Б и твердости материала обрабатываемой заготовки ББ.

В момент врезания инструмента в деталь одновременно с замыканием системы, осуществляемым ключом 2, отключается источннк напряжения питания 12 задатчика величины подачи врезания 9 (регулируемый резистор

15, фиг. 2) посредством ключа 11. Ключ 11 размыкается при наличии команды на его управляющем входе от нуль-органа 13. В качестве ключей 2, 11 могут быть использованы соответственно замыкающий и размыкаю ций контакты электромагнитного реле, получающего команду »а срабатывание от нуль-органа. После отключения источника напряжения питания 12 те.; и спадания напряжения на выходе задатчика величины подачи врезания

U;».;; определяется нос" оянной времени разр:;да цепочки резистор 15 — резистор 16 — емкость 17. Beëu÷èïà посзояппой времени задается регулируемым резистором 16, движок которого связан механически с движком задатчика величины подачи врезания 9 таким образом, что при увеличении напряжения С „,аа уменьшается постоянная времени разряда цепочки 15 — 16 — 17.

При работе системы в замкнутом состоянии сигнал ошибки численно равен у аад

1+ /ар где U»„— сигнал задатчика величины упругой деформации, Йр — коэффициент усиления разомкнутой системы.

При определенном значении задающего сигнала Уаа, и достаточном большом коэффициенте усиления разомкнутой системы Йр»1, что имеет место на практике, сигнал ошибки

U;, обратно пропорционален величине р.

Включением в пр",iióio цепь системы нелинейного элемент" 3, коэффициент передачи которого пропорционален величине сигнала Г;, достигается компенсация вариаций Йр, обусловленных изменением коэффициента передачи КСПИД.

При изменении задающего сигнала для выполнения условий компенсации вариаций

КСПИД за счет изменения коэффициента передачи нелинейного элемента необходимо изменять характеристику последнего. Это :Ioстигается за счет механической связи между рукояткой ступенчатого задатчика величины упругой деформации (фиг. 2) и рукояткой ступенчатого переключателя цепи нелинейных элементов. В качестве нелинейных элементов могут использоваться полупроводниковые диоды 18, работающие на нелинейном участке хар а ктер истики.

Предмет изобретения

1. Самонастраивающаяся система автоматического управления упругими перемещениями токарного станка, содержащая первый элемент сравнения, входы которого соединены соответственно с задатчиком и с датчиком величины упругого перемещения системы

СПИД, а выход — с первым входом первого ключа, второй управляющий вход которо о соединен с выходом нуль-органа, подключенного к датчику упругого перемещения системы СПИД, усилитель, выход которого соединен с первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика величины подачи врезания, и второй ключ, первый вход которого подключен к источнику питания постоянного тока, а второй управляющий вход — к выходу нульоргана; электропривод, вход которого соеди419848

Г !

dna n..

Составитель 3. Маркова

Текред А. Васильева

Корректор Н. Торкина

Редактор Л. Цветкова

Заказ 1913713 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 нен с выходом второго узла сравнения, а выход — со входом механизма продольной подачи, выход последнего соединен со входом системы СПИД, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности станка и улучшения качества обработанных деталей, а также обеспечения статической и динамической точности при изменении глубины резания или режимсв работы станка, онл содержит нелинейный элемент, вход которого подключен к выходу первого ключа, а выход — ко вхо,п усилителя, а орган настройки которого механически связан с задатчиком величины упругого перемещения системы

СПИД.

2. Самонастраивающаяся система по и. 1, отличающаяся тем, что она содержит 3-.датчик темпа снижения подачи врезаппя, вход которого соединен с выходом второго кл|оча, выход — со входом задазчнка величины пода10 чи врезания, а орган настройки;.еханпческп связан с задатчиком подачи врезания.