Функциональный преобразователь для контурной системы программного управления

 

641457 приведены геометрические зависимости траектории перемещения исполнительного органа управляемого преобразователем от угла поворота кулачковых механизмов.

Функциональный преобразователь тока (фиг. 1) содержит два кулачковых механизма 1 и 2, с одинаковым общим количеством попарно одинаковых кулачков 3, 4, 5, 6. Кулачковйе механизмы

1 и 2 приводятся во вращение привода,мицоршнями гидроцилиндров 7 и 8, штоки которых снабжены винтовыми. шлицами, сопрягаемыми с соответствующими шлицами в отверстиях 9 валов кулачковых механизмов 1 и 2. .Рабочие поверхности кулачков 3, 4, 5 б описаны по различным математическим кривым, применяемым при конструировании деталей машин, например, по окружности, расположенной эксцентрично относительно оси вращения, по эллиптической, параболической и гиперболической кривым. Эти поверхности кулачков, при вращении вала, перемещают якори индуктивным. датчиков 10, 11, 12, 13, первичные обмотки которь х питаются от блока 14 током, стабилиэирс ванным по напряжению. Вследствие того, что рабочие поверхности кулачков профилированы о различным метаматическим кривым, а вал кулачкового мех ниэма вращается равномерно, датчики выдают через коммутатор 15 на блок

16 усиления и демодуляции ток, напряжение которого изменяется по закону той математической кривой, по которой описана рабочая поверхность кулачка.

Для того, чтобы стол станка перемещался о определенной криволинейной траектории, например по эллиптической, необходимо, чтобы его продольная и ло перечная подачи находились в определен ной зависимости от изменения скорости возвратно-поступательного перемещения якоря соответствующего индуктивного датчика (10, 11, 12 или 13).

Предположим, что криволинейное движение совершает не стол относительно некоторой неподвижной точки, а фиксированная точка А совершает движение по заданной траектории относительно закрепленного стола (фиг. 3). При повороте кулачка 4 (фиг. 2) на угол 9 точ ка А должна переместиться в положение

А, при этом ее координаты изменяют ся, соответственно, на ДУ и на Ь Х. Из фиг. 3 У = "о,РС О = Ро Р о ь =р ЫпЧ

Величина р пропорциональна величине кулачка, которая, в свою очередь, является функцией угла его поворота.

ТаК КаК Ь У = Г-Го, тО Г = l o + ЬУ.

Таким образом, координатные пер 10 мешения ЬУ и ЬХ точки поверхности стола вызываются управляющими сигналами U и 0у приводам стола в координатных направлениях, пропорциональными перемещению якоря индуктивного дат

15 чика.

Сигналы U и U> представляют собой, соответственно, произведения

О "- О О5И

0„= 0„0 со, 20

0 — электрический сигнал, пропорциональный изменению радиуса-вектора кулачка

l"=-Г ЬУ о

ОМпМ и ОсО5%- напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота кулачкового механизма (фиг. 1).

Так как Г = Г + ЬУ, где à — постоянная величина, то U "- U . 0 „,где

Го ц = СОНМ, а 0 .зменяеся ко;;груач энтно по отношению к изменению скорости перемещения якоря датчика 11 (фиг. 1). Так как датчик 11 выдает сит нал Ц >, то для учета постоянной составлявшей в схеме блока 16 предусмот рен узел смешения электрического нуля.

Чтобы получить электрический сигнал, пропорциональный 61nf и СО5Чв функциональном преобразователе используются датчики угла поворота кулачковых механизмов, например, синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы 17, 18.

Для получения гроизведений U„UoMtlf 45 образователя имеется блок умножения

19 с двойной амплитудной модуляцией, на который подаются сигналы, от одного из индуктивных датчиков 10, 11, 12, 13 через демодулятор 20, усилитель по.стоянного тока 21 и от одного из дач чиков 17 или 18 .через второй коммут тор 22, усилитель 23 и демодулятор

24. Блок 16, демодулятор 20 и усили,тель 21-составляют нормируюшнй преобразователь 25. Блок 19 выдает в контурную систему программного управления сигнал U управляющий скоростью

641457

25 перемешения стола станка по одной из координат (Х) и пропорциональной синусу угла поворота кулачка, Для получения управляюшего сигнала по второй координате (У) на выходе электрической схемы преобразователя установлен дифференциатор 26, например, четырехполюсник íà R-С цепочке. Выходы 0» и 0 являются координатными выходами преобразователя. 10

Для обеспечения непрерывности криволинейных траекторий перемешения исполнительного органа станка преобразователь снабжен не одним, а двумя одинаковыми кулачковыми механизмами, гидравлическая жидкость в гидроцилиндры 7 и

8 которых направляется через. реверсивный золотник 27, обеспечиваюший возврат штока одного гидроцилиндра, а поэтому и кулачкового вала, в исходное положение в.то время, когда шток второго гидроцилиндра, через винтовые шлицы, врашает вал второго кулачкового механизма и с него снимается сигнал управления.

Приводы подач исполнительного органа станка включаются по командам 28 подаваемым усилителями 29 в моменты начала выдачи тока датчиками 17 или

18.

Скорость врашения валов кулачковых механизмов устанавливается и стабилизируется блоком управления скоростью приводов 30, состояшим из дросселя 31, снабженным электроприводом 32, получаюшим от контурной системы программного управления команды 33 о нужных положениях дросселя, то есть о требуемой кривизне кривой траекторного перемешения исполнительного органа станка, Жидкость к дросселю 31 подается от насосной установки гидросистемы станка под давлением Рн .

Преимушества предлагаемого преоб разователя, по сравнению с интерполяторами известных цифровых систем про:— граммного управления: исключение необходимости в составлении специальных программ контурных перемешений (высвобождение ЭВМ, программистов и, научных работников, занимаюшихся вопросами подготовки управ» ляюших программ для станков с контурными системами управления);

- простота конструкции и поэтому малая стоимость изготовления, высокая надежность;

- исключение из систем «онтурнои о программного управления колоссального количества электронных блоков, что дает большой экономический эффект;

- повышение надежности и долговеч ности систем контурного ynpaaaeaas u поэтому значительное повышение техни ко-экономической области его примене-, ния.

Ф ормула изобретения

Функциональный преобразователь для контурной системы программного уцравления, содержаший кулачковйй механизм с приводами, связанные с поверхностями кулачковых механизмов индуктивные датчики, выходы которых подключены к последовательно соединенным коммутатору и нормируюшему преобразователю, отл ичаюшееся тем, что,с целью упрошения конструкции, в нем установлены датчики угла поворота кулачковых механизмов, подключенный к

mr выходам второй коммутатор, csaaaaный с; выходом нормируюшего преобразо вателя и второго коммутатора, блок умножения, и подключенный к выходу блока умножения дифференциатор и блок управления скоростью приводов, подключенный к входному каналу функционального пре образователя, координатные выходы которого соединены с выходами блока ум» ножения и дифференциатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Спр. Станки с программным управлением, "Машиностроение», И., 1975, с. 80.

2. Срибнер Л. А. и Шраго Л, К.

Проектирование позиционных систем программного управления. М„-Киев, 1962, с. 31,