Устройство для автоматического управления копировальным станком

 

Класс 21с, 62ае

49Ь, 5аз № 83585

СССР

t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

КОПИРОВАЛЪНЫМ СТАНКОМ

Заявлено 16 июля 1948 г. за М 381575 в Гостехнику СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» М б за 1950 г.

В известных устройствах автоматического управления копировальными станками часто применяются индуктивные датчики, напряжение которых подается на выпрямитель в сеточной цепи электронной лампы. управляющей возбуждением генератора электропривода. Регулирование привода подач в них осуществляется по прямолинейному закону, вследствие чего результирующая скорость подачи колеблется в пределах 40 /о от максимальной по условиям резания. Это снижает производственные показатели станка: снижается производительность и точность и ухудшается чистота обрабатываемой поверхности.

В предложенном устройстве постоянство результирующей скорости подачи обеспечивается путем изменения обеих составляющих результирующей скорости подачи (поперечной и продольной) соответственно по закону синуса и косинуса в функции отклонения якоря индуктивного датчика.

В результате постоянства результирующей скорости подачи повышается производительность станка, получается ббльшая точность и чистота обрабатываемой поверхности и улучшаются условия работы режущего инструмента.

Для осуществления регулирования скорости подач по законам, близким к синусоидальному и косинусоидальному, напряжение индуктивного датчика подведено к питающему сеточные цепи усилителя выпрямителю, в цепь анодов которого включен источник постоянного напряжения и омические сопротивления.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2 и 3 — кривые тока и напряжения.

Копировальный палец КП, скользящий по поверхности шаблона

LLI, связан с якорем Я индуктивного датчика ОД. № 83585

Индуктивный датчик состоит из двух сердечников, на каждом из которых находится первичная и вторичная обмотки. Первичные обмотки соединены последовательно и питаются от сети переменного тока (зажимы 1 — 2) . Магнитные цепи сердечников замыкаются подвижным якорем Я, который перемещается под действием копировального пальца КП и пружины датчика ПрД, изменяя воздушные зазоры между якорем и сердечником. При этом индуктивности первичных обмоток датчика изменяются обратнопропорционально величинам воздушных зазоров, в результате чего во вторичных обмотках наводятся различные по величине напряжения. При отсутствии рассогласования между положением копировального пальца и шаблона, копировальный палец, нагруженный пружиной ПрД, касается шаблона, и якорь индуктивного датчика находится в среднем положении, при котором в каждой из вторичных обмоток наводятся одинаковые напряжения, и результирующее =тгФЩ)яжение на выходе датчика, вследствие встречного соединения его вторичных обмоток, равно нулю.

При рассогласовании между положением копировального пальца и шаблона могут быть два случая:

1, Шаблон, оказывая давление на копировальный палец, перемещает его и выводит якорь индуктивного датчика из среднего положения.

2. Шаблон не давит на копировальный палец, и последний под действием пружины ПрД отклоняет якорь индуктивного датчика в другуюю сто р о ну.

При отклонении якоря идуктивного датчика от среднего положения, на выходе появляется напряжение U, пропорциональное отклонению якоря в пределах хода последнего. При больших отклонениях копировального пальца якорь Я перестает перемещаться, оставаясь максимально смещенным, и напряжение на выходе датчика остается постоянным и равным максимальному значению.

При изменении направления перемещения якоря напряжение на выходе датчика меняет фазу на 18D . Напряжение на выходе в пределах хода якоря Я пропорционально перемещению последнего.

Напряжение на выходе индуктивного датчика подается на потенциометр П.

Потенциометр П служит распределителем выходного напряжения

U при подаче его на вход усилительных каскадов продольной и поперечной подач, Выводы с потенциометра П, предназначенные для усилителя продольной подачи, подключены к катодам выпрямительной лампы

Ль Средняя точка потенциометра заземлена, что позволяет присоединять вторые концы входов усилителей к катодам ламп Л и Л, через сопротивление смещения г .

При смещении якоря из нейтрального положения на выходе потенциометра П появляется напряжение, величина и фаза которого определяются величиной и направлением смещения якоря. Так как аноды ламп Л и Лз усилителя поперечной подачи питаются переменным током, то, в зависимости от фазы напряжения на потенциометре П, анодный ток одной из этих ламп увеличится, а другой — уменьшится. В результате на зажимах усилителя ЗМУ-1 появится напряжение соответствующей полярности. Напряжение, подаваемое с потенциометра П на вход каскада продольной подачи, после выпрямления лампой Л вызывает падение напряжения того же знака на сопротивление r>. Это напряжение является отрицательным по отношению к катоду лампы Л4 усилителя продольной подачи. Таким образом, отклонение якоря датчика в любом направлении вызывает уменьшение анодного тока лампы Л, а, следовательно, и напряжения на генераторе ЗМУ-2. № 83585

К зажимам генераторов ЗЛУ-1 и ЭМУ-2 подключены приводные двигатели Д-1 и Д-2 постоянного тока с независимым возбуждением.

Таким образом, осуществляется блокированное управление двумя взаимно-перпендикулярными подачами, одна из которых в зависимости от перемещения якоря индуктивного датчика изменяет величину и направление, а вторая — только величину. желательно, чтобы вблизи нулевого положения якоря датчика изменение скорости двигателя продольной подачи в зависимости от отклонения якоря происходило менее резко, чем при большом отклонении якоря.

В идеальном случае скорость дви"àTеля продольной подачи должна быть пропорциональна косинусу величины отклонения якоря датчика.

Для того, чтобы при обработке наклонных поверхностей результ .Iрующая скорость подачи (являющаяся суммой скоростей продольной и поперечной подач) поддерживалась постоянной и была направлена по касательной к обрабатываемому изделию, в схему введен источни: постоянного тока и, который позволяет получить косинусопдальный закон регулирования подач.

Источник И включен отрицательным полюсом к анодам выпрямительной лампы -7..

При таком включении ток через выпрямитель возникает не при

U = 0, а только тогда, когда напряжение U, подводимое к выпрямителю, достигает величины напряжения U„Hñòî÷íèêà. Среднее значение тока, получаемого от выпрямителя, изменяется не прямо пропорционально изменению напряжения U, а следующим образом: до тех пор, пока амплитуда переменного напряжения не достигнет величины напряжения источника, этот ток будет равен нулю; начиная с момента, когда амплитуда переменного напряжения U станет больше напряжения источника UÄ H при дальнейшем увеличении амплитуды среднее значение тока будет изменяться вначале медленно, а затем быстрее.

На фиг. 2 показано последовательное нарастание амплитуды напряжения или тока и изменение среднего значения тока или (в другом масштабе) напряжения, которое пропорционально площади абс, а в с, Среднее значение тока, как показывают математические выкладки, выражается формулой:

z= 1

U,I, = ê . U (. are cos z — )/ 1 — z )

U—

Член у U - — U, для U-) U„pacTeT вначале быстро, а затем медленнее. Для больших U-)> U, можно U, "- пренебречь, тогда

UI (y/ 0 — У, =- U, и поэтому кривая U аспмптотически приближается к биссектрисе координатного угла (кривая 1 на фпг. 3).

U o

Член U, arc cos -,— для небольших U — .. U, изменяется вначале быстро, начиная с нуля, а затем растет все медленнее и медленнее, I ассимптотически приближаясь к — U, (кривая 2 на фиг, 3).

Складывая алгебраически ординаты кривых 1 и 2, получим в некотором масштабе кривую 8 изменения среднегo значения напряжения

HJIH, B некотором др", поМ масш табе, значение тока Jcp B 33BHcIIMocTH QT

U — при К =const, а значит и напряжения нг г.. Напряжение, подаваемое на сетку, изменяется по такому же закону. № 83585

Вычертив кривую 8 и накладывая на нее кривую косинусоиды в разных масштабах (кривая 4), нетрудно подобрать наилучшую аппроксимацию косинусоиды, после чего легко определить и истинную величину напряжения U, „, батареи, т. к, необходимая величина U-„ задана, исходя из характеристики привода продольной подачи.

Скорость поперечной подачи меняется в функции величины отклонения якоря датчика по линейному закону, который близок к начальному участку синусоиды.

При необходимости можно добиться достаточно точной аппроксимации синусоиды включением в анодную цепь ламп усилителя поперечных подач постоянного напряжения от батарей или выпрямителя (положительным полюсом к аноду).

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического управления копировальным станком, с применением индуктивного датчика, напряжение которого подведено к выпрямителю в сеточной цепи электронной лампы, управляющей возбуждением генератора электропривода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью осуществления регулирования привода подачи по закону, близкому к синусоидальному, последовательно в цепь анодов выпрямителя включен источник постоянного напряжения.

2. Устройство по п. 1, отл ич а ющееся тем, что, с целью осуществления наилучшего приближения закона регулирования подач к синусоидальному, напряжение датчика подведено к нескольким параллельно включенным выпрямителям, в анодные цепи которых последовательно включены источники постоянного напряжения и омические сопротивления.

Редактор С. А. Ситникова. Техред А. А. Камышникова, Корректор М. П. Ромашова.

Подп. к печ. 8.VI-64 г. Формат бум. 70 Х 108 / G, Объем 0,52 изд. л.

Заказ 246. Тираж 200. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР.

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4.

Московская типография № 24 Главполигра фпрома

Государственного комитета Совета Министров СССР по печати

Москва, Г-19, ул. Маркса и Энгельса, 14.