Устройство для адаптивного управления станком

 

ОП ИСАЪГ

Союз Советск их

Социалистических

Республик

<;717721

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено31.01.77 (21) 2447744/18-24 (51) ф. Кл.

G 05 В 19/32

В 23 ф 15/00 с присоединением заявки М(23) П риоритет .Геаударстееиньй кеннтет

СССР ав делан нэебретевий и вткрытвл (53) УДК 621.503..55(088.8 ) Опубликовано 25,02.80. Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 28,02.80

I.

В. В. Гичан, Г. И. Розман и В. А. Крищюкайтис (72) Авторы изобретения

Вильнюсский филиал экспериментального научно«. исследовательского института металлорежущих станков (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО, ДЛЯ АДАПТИВНОГО

УПРА ВЛЕНИЯ СТАНКОМ

Изобретение относится к технологии и технике автоматизации процессов ме ханической обработки металлов на металлорежущих станках, и может быть использовано в станкостроительной, машиностроительной и других отраслях промышлен5 ности

Известна система адаптивного управления, например, шлифованйем, стабилизирующая мощность, затрачиваемую на

10 процесс резания. Сигнал с выхода датчика мощности сравнивается с заданным значением, а полученный сигнал рассогласования усиливается и поступает на привод, обеспечивающий поперечную подачу шлифовального станка Я .

Недостатком системы является низкая надежность.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройствб для адаптивного управления, которое обеспечивает стабилизацию максимального значения силового параметра процесса резания на заданном уровне

2 при периодически изменяющейся нагрузке, например, йри биении заготовки или инструмента, и содержит последовательно соединенные датчик силового параметра процесса, блок сравнения и включен- ный на вход привода интегратор с двумя входами, первый из которых соединен с выходом блока сравнения непосредственно, а второй через нелинейнбе звено, которое выполнено в виде последовательно соединенных элемента выделения переменной составляющей сигнала.и выпрямителя, причем отношение .коэффициента усиления интегратора по первому входу к коэффициенту усиления интегратора по второму входу выбирается равным отношению среднего значения сигнала на выходе нелинейного звена к среднему значению перемен - ной составляющей сигнала на его входе (2) .

Основными недостатками такого устройства являются наличие звена интегратора, вносящего дополнительный фазовый сдвиг и тем самым ухудшаюшего динамиг"

ФЙ. 1:

7177

3 ческие свойства сйстемы адаптивного управления, и отсутствие воэможности качественного использования двухмерной системы адаптивного управления подачей рабочего" органа станка и частотой вращения изделия.

Целью йзобретения является йовйшение надежности и расширение области примененйя устройства.

Эта цель достигается тем, что в устройство для адаптивного управления стан-

irîì, содержащее цифроаналоговые преоб- разователи, датчик силового параметра и последовательно соединейные задатчик силового параметра, блок сравнения, уси15 литель и привод, введены датчик частоты вращения, формирователь иМпульсов, генератор импульсов, временный селек "тор и пжледовательно "соединенные ком- паратор, элемент И, подключенный к ге

30 нератору импульсов, счетчик и регистр, второй вход которого через временной селектор подключен к выходу компаратора, выход - через первый цйфроанало-. говый преобразователь — ко второму входу блока сравнения, а первый вход— через второй цифроаналоговый преобра зователь - к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выхоЗО дом датчика силового параметра, причем (;второй вход счетчика подключен и вь|хо«ду датчика частоты вращения через формйрователь импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на, фиг. 2 - временная диаг- .

3$, рамма работы.

Устройство (см. фиг. 1) содержит блок сравнения 1, усилитель 2, привод

3, объект управления (станок) 4, дат- 4, чик силового параметра 5, компаратор 6, элемент И7, генератор импульсов 8, дат-. чик частоты вращения 9, счетчик 10, первый . цифроайалоговый преобразователь

11. Временной селектор 12, регистр 13, второй цифроаналоговый преобразователь

14 формирователь импульсов 15 и эа датчик силового параметра 16.

Устройство работает следующим образом .

Усиленный в усилителе 2 сигнал ошиб ки, полученный на выходе блока сравнения 1 управляет приводом 3 рабочего органа станка. Выходное напряжение датчика 5 (см. фиг. 2) сравнйвается"в компараторе 6 с напряжением преобразова- теля 11, причем, если напряжение дат1 чика 5 больше напряжения преобразова теля 11, HG выходе компаратора 6 при1..

21 4 сутствует уровень логической единицы, разрешающий прохождение через элемен

И 7 на управляющий вход счетчика 10 импульсов генератора 8. Сигнал с выхода Счетчика 1 0 через преобразователь

11 сравнивается в хомпараторе 6 с текущим значением напряжения датчика 5.

Если напряжение на выходе преобразова» теля 11 станет равным или больше напряжения датчика 5, компаратор 6 опрокинется и запретит прохождение через элемент И 7 импульсов генератора 8. Таким образом, в счетчике 10 остается записанный в коде максимальный уровень текущего сигнала датчика 5 за определенный промежуток времени.

Сигнал датчика частоты вращения 9, йапример, заготовки или инструмента, формируется в формирователе 15 в короткие импульсы положительной полярности (фиг. 2,6), периодически сбрасывающие счетчик 10. B результате в счетчике 10 каждый раэ записывается новое максимальное значение силового параметра процесса резания за один оборот вращения заготовки или инструмента.

Сигнал с выхода счетчика 10 поступает на информационный вход регистра

13, запись в который осуществляется при поступлении на его записывающий вход разрешающего запись сигнала от

) селектора 1 2 (рис. 2,6) .

В течение времени С (рис.2,г), за которое происходит изменение перемен/ ной составляющей сигнала датчика 5 до максимального значения as рассматриваемый период Г, на выходе компаратора

6 будет присутствовать последовательность прямоугольных импульсов, длитель1 ность которых будет зависеть от крутизны переменной составляющей сигнала датчика 5 эа время t . Ha участке Г+ амплитудное значение переменной составляю- щей сигнала датчика 5 меньше максимального значения сигнала, записанного в счетчике, поэтому последовательность импульсов с выхода компаратора 6 прекратится и временной селектор 1 2 выдаст короткий импульс (рис. 2,в) на записывающий вход регистра, 1 3. В результате в регистр 1 3 запишется в коде максимальное значение переменной составляющей сигнала датчика 5, которое после преобразования B преобразователе 14 в виде аналогового напряжения (рис.2,д) сравнится в блоке

1 с заданным значением силового параметра процесса резания.

5 717721

Таким образом, в устройстве. происходит максимизация силового параметра процесса резания за один оборот враще. ния заготовки или ичструмента, что йоаволяет повысить динамические качества устройства и тем самым надежность его работы, а также расширить область его применения.

Формула изобретения

Устройство для адаптивного управле-. ния станком, содержащее цифроаналоговые преобразователи, датчик силового па - 5 раметра и последовательно соединенные задатчик силового параметра, блок сравнения, усилитель и привод, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области при-, 2О менения устройства, в него введены датчик частоты вращения, формирователь импульсов, генератор импульсов, временной селектор и последовательно соединенные компаратор, элемент И, подключенный к генератору импульсов, счетчик и регистр, второй вход которого через временной селектор подключен к выходу компаратора, выход - через первый цифроаналоговый преобразователь - ко второму входу блока сравнения, а первый вход через второй цифроаналоговый., преобразовательк первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом датчика сирового параметра, причем второй вход счет

;чика подключен к выходу датчика частоты вращения через формирователь импульсов.

Источники ийформации, принятые во внимание при экспертизе

1,,Михелькевич В. Н. Автоматическое упраЬление шлифованием. М., Машиностроение", 1975, с. 170- 171.

2. Авторское свидетельство СССР

М 511185, кл. В 23 Q 15/00, 1975 (прототип).

717721

Составитель К. Белинкова

Редактор H. Веселкина Техред H. Ковалева корректор И. Муска

Заказ 9845/64 Тираж .956 Подписное

UHHHI1È Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ?K-Ç5, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4