Изобретение относится к отрасли автоматического управления и регулирования,. в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками, в особенности для ограничения колебаний несущей

5 системы станка.

Известны устройства для адаптивного управления с ограничением уровня колебаний несущей системы станка, содержащие датчик колебаний, усилители, исполнительный орган и полосовые фильтры (1Ц2 ).

Н а и более близким т е хи ическ им р еш ением к изобретению является устройство для адаптивного управления станком, содержащее последовательно соединенные датчик колебачий, первый усилитель, блок полосовых фильтров, блок детекторов, первый блок сравнения, второй блок сравненияя, по дключ енны и к задатч ику допустимого уровня автоколебаний, вто- рой усилитель, третий блок сравнения, подключенный к задатч яку моццтости, четвертый блок сравнения подключеиный через третий усилитель к датчику мощности, регулятор, подсоединенный к блоку ограничения подачи, и привод (3), При возникновении колебаний на одной из резонансных частот несущей системы станка больше допустимого уровня на выходе усилителя появляется напряжение, уменьшающее уставку мощности. Так как контур стабилизации мощности запемпфирован от периодических возмущений, обусловленных прерывистым характером процесса резания и эксцвнтриситетом инструментa или заготовки, то регулирующее воздействие (скорость подачи) будет умньшаться медленно. Между тем, автоколебания (вибрации) станка нарастают лавинообразно и могут значительно превысить установленный задатчиком уровень.

Это гриводит к сбросу сигнала задания мощности до нуля и к последующей остановке привода подач. Амплитуда автокотебаний спадает, а напряже.«;е задатчика

3 6Р45 мощности повышается. Этот процесс при обработке многократно повторяется, Недостатки устройства состоят в том, что происходит превышение заданного допустимого уровня амплитуды автокопебаний в течение длительного времени (пока вариации глубины и ширины обрвбот. ки не изменятся таким образо.л, что явтоколебания при данной устааке мощности не возникают) и что неравномерность)0 подачи велика при возникновении явтоколебаний в станке.

Эти недостатки снижают надежность работы устройства, а следовательно, и надежность инструмента и станка.

Цепью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены коммутатор, 20 реле времени, формирователь импульсов, элемент И-НЕ и реверсивный счетчик, прямые выходы которого через коммутатор соединены со входом задатчика мощности, инверсные выходы - через элемент

И-HF и первый формирователь импульсов с соответствующими входа|ли реле времени, выход которого через второй формирователь импульсов, а выход третьего блока сравнения через третий формирователь импульсов подключены к вычитяюшему и суммирующему входам реверсивного счетчика соответственно.

13 Д усилители 16 и 23 и задатчик 22 вЂ” контур ограничения уровня колебаний 30.

Ня фиг. 1 и фиг. 2 приняты следуюц|ив обозначения: U< вЂ” управляющее няпряжение дпя привода, Ь вЂ” подача, мощность, Ц 4 вЂ” напряжение обратной связи, U„- ограничивающее напряже- н||к ние, А- амплитуда колебаний, U вЂ” напряжение, пропорциональное наибольшей амплитуде колебаний на резонансных частотах несущей системы, U+ вЂ” напряжение, о пропорциональное заданноМу допустимому уровню автокопебаний, U вЂ” раэностный сигнал с усилителя 23, Ue вЂ” напряжение зядятчикя 8 U -U вЂ” выходные нвпряжеЪ 7 ния соответственно формирователей 3, 4 и, элемента 6 и ре |е 7, я Ы )| граничное выход.|ое напряжение реле 7.

Устройство работает следующим обря.вЂ” эом.

При включении устройства счетчик 1 устанавливается в нулевое состояние, при котором нв прямых выходах счетчика 1вЂ” потенциальные уровни логического нуля, а на инверснь х вЂ” единицы. Реле времени

7 не отсчитывает выдержку времени, так как на его управляющем входе "отсчет

Ь вЂ” нуль.

После врезяпия устройство стабилизирует заданное значение мощности g =

=-K Ц|,, где К -коэффициент пропорциональности.

На фиг. 1 представлена функционапь35 ная схема устройства, а на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство включает реверсивный счетчик 1, коммутатор 2, выполненный на реле, третий 3, второй 4 и первый 5 фор- 40 мирователи импульсов, элемент И-НЕ (>, реле времени 7, задатчик мощности 8, регулятор 9, привод 10, объект управления (процесс резания) 11, датчик мощности 12, третий усилитель 13, блок ог- 45 раничения подачи 14, датчик колебаний

15, первый усилитель 16, полосовые фильтры 17 и 18, детекторы 19 и 20, первый блок сравнения 2 l, эадвтчик допустимого уровня ввтоколебаний 22, второй усилитель 23, и второй 24, третий

25 и четвертый 26 блоки сравнения.

Фцпьтры 17 и 18 образуют блок попосовых фильтров 27, детекторы 19 и 20вЂ” блок детекторов 28, блоки 25, 26, 14, задатчик 8, регулятор 9, привод 10, объект 11, датчик 12 и усилитель 13 . контур стабилизации мощности резания

29, а блоки 24,. 21, 27, 28, датчик ).5, Если вариации глубины и ширины обработки изменились таким образом, что возникают колебания на одной из резонансных частот несущей системы станка больше, чем заданный блоком 22 допустимый урове..ь, появляется рязностный сигнал

Uð= 82 (| я о ), где К 2 вЂ” коэффициент

0 усиле. ия усилителя 23 (момент времени

::в фиг. 2), Уставка мощности, равная разности напряжений Ue u U спадает до пуля. Б этот момент (C2 ) формирователь

3 полает на суммирующий вход счетчика импульс. Состояние счетчика 1 изменяется и он подает соответствующий сигнал на коммутатор 2, который коммутирует цепь задатчикв 8 таким образом, что напряжение U уменьшается на заранее выбранную величину. На выходе элемента

6 И-НЕ появляется потенциальный уровень логической единицы, и реле времени

7 начиняет отсчет выдержки времени.

Предварительно реле времени 7 было приведено в исходное состояние при помощи формирователя 5, выдающего импульсы J

68 1; 1 при каждом изменении состояния счетчикв1().

Тек как прежде разность U „и У была равная нулю (фиг. 2, 1 вЂ” t - ), подача Я уменьшается до нупл,, в мощность

N ° вЂ” до уровня холостог"» хода, При этом колебания спадают и разностный сигнал пропадает. Вновь вступает в работу

Ф р контур 29, но мощность ре.зенил теперь равно Я < Я (фцг. 2, - вЂ” "- ) вслед- 10 равно ствие уменьшения О.

Если этого снцже п-.л мощности недостаточно и но и копебанцл вновь превьгщают заданный допустимый уровень в . «омент то описанный пцкп повторлется и .

15 го

: ЮШНО вЂ” TÜ Р .. -ве. -"нил Гнцжае. сл io веп«г«ины Г,/ у

Г,g .,;o мои! ности

Где « вЂ”. па 31Ir«jl с 1ст ?1«ъ а 1, l ipI« э «Ом с каждым сни д 1 снижением»о IIHocTи происходит стирание выдержки времени B репе 7 и отсчет (), На кекс-:й-то ступени Я1 си»же.»«л мощности колебания герсстают превь«пать заданный допустимый уровень t и начинается отсчет выде-,. жк1«времени r«B возврат к мощности 11 . При превышении экс«-1 понендиельно-нарастающим напряжением репе времени 7 некоторого порогового значения И ., на вычитаюший вход счет- gp . ке i подаетсл и;.;. упьс, возвращающий

EÃO В -ОСТО.=.НИЕ 1 вЂ”, 1 4 ) . HoH ЭТОМ и:, п ульс, : формирователя -. возвращает рспе времени в исх",дное сос-!алине (q ), и снова нечинаетсл раэностный отсчет на воз- 35 врат и мош «ост>«P, . Если при мощности P колебания нс»рсвышеют зедвнный

1 вЂ” 3 допусти.. IFIA уровень., то через время выде«1жки AФ репе 7;:ошность резания повышается до з:«а Iei« .л М и т.д. до ис- 40

«-3 ход»ой мощности 14, При этом реверсивный счетчик 1 устанавливается в нулевое состояние и нв упревплюше» входе реле

FI времени 7 "отсчет выдержки времени появляется нуль. 45

Рассмотренное свойство устройства адаптивного управпе.п«л вЂ” c-.ór-е««чатое уменьшение и увеличение уставк« . «Ощнос

-,H с необходи.. Ой дпитель.юстью- окращвет ДПЦТЕПЬНОСТЬ РЕжИМа BBTOKOJIEáBII«é 5О станка с амплитудой больше заданной

3 6 допусти1лой и работу с резко переменной скоростью подачи, что существенно повышает надежность работы инструмента и стенка, уменьшает износ инструм HTB и в конечном счете, повышает производительность обработки.

Формуле изобретения

Устройство дпя адаптивного управления станком, содержащее последовательно соединенньте датчик колебаний, первый усилитель, блок полосовых ф«пьтров, блок детекторов, первый блок срввнецця, второй блок сравнения, подключенный к зов датчику допустимого уровня автокопсбаний, второй усилитель, третий блок сровне. лия, подключенный к звдвтчцку мощ»ости, четвертый блок сравнения, «одключснный 1ерез третий ус«питель к датчику мощности, регупчтор, подсоединен»ый к блоку ограничения подачи, и пр««вод, о ти и ч а ю ш е е с я тем. что,с цепью повышения надежности устройства, в Ijp го введены коммутатор, репе време;»1, формировател«л импульсов, эпс..IOIIT 11-Hl и реверсквньтй счетчик, прях«ые выходы которого через коммутатор соединены со входом задатчика к«о1дност««, инверсные выходы вЂ” через элемент il,--(1Е ц первый формирователь ««х пульсов с соотвс OTB)«îшиыл входами реле вре..е.:;., выход котор огo через второй формирователь «»пульсов, а выход третьего блока сревне:«ня через третий формирователь цк пульсов подключен к вычитающе»у «су. ;»«руюшему входам реверсивного счетчика соответственно.

Источник«л информви««и, ир«нлтые во внилланце при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 366380, кл. < 05 Б 13/02 19 0

2. Авторское свидетельство СССР хА 429&93, кп. В 23 Б 25/Сб, 1977

3. Сб. "Ав вЂ” îìàòè÷åñêîå управление и o»TII»I«çBïèII технолог««ческ1."х процессов".

ЛДИТГ1, 1975 i с. 74-78, рцс. 3.

Устройство для адаптивного управления станком

Похожие патенты: