Устройство для управлениябесцентровошлифовальным ctahkom
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<п>805253 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл. (22) 3аявлено 08Л278 (21) 2580768/18-24
G 05 В 15/02 с присоединением заявки М
Государственный комитет
СССР но делам изобретений н открытий (23) Приорите
Опубликовано 15028). Бюллетень М 6 (53) УДК 62.-50 (088.8) Дата опубликования описания 180281
I (72) Авторы изобретения
A . .С. Востриков, Е. Б. Гаврилов, В. И. Ка ййн и В. И . Сивачек -., < .—,<
Новосибирский электротехнический институт .
< (7! ) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ БЕСЦЕНТР ВОИЛИФОВАЛЬНЫИ
СТАНКОМ
Изобретение относится K автомати"ке и предназначено для использования в системах автоматического управления бесцентровошлифовальными станками
Известны устройства для автоматического управления бесцентровошлифовальными станками, содерх<ащие датчики амплитуды вибраций (1).или датчики мощности двигателя шлифуе— мого круга (21, преобразующие сигналы этих датчиков в изменение ско-. рости вращения ведущего круга.
В таких устройствах автоматическое поддержание управляемой величины в установленных пределах обеспечивается за счет измейения скорости вращения ведущего круга обусловливающей при бесцентровом шлифовании круговую и продольную подачу обрабатываемых деталей.
Так как указанные выходные сигналы .прямо связаны с динамическими параметрами процесса шлифования, то поддержание их в установленных пределах при действиии возмущакхцих факторов, обеспечивает повышение точности по сравнению с обычным бесцентровым шлифованием с постоянной скоростью вращения ведущего .круга.
Однако в овязи с тем, что в известных устройствах применяется принцип управления по отклонению, эти устройства характеризуются низкой точностью стабилизации управляемой величины и непостоянством показателей качества переходных процессов при отработке управляющих и возмущающих воздействий, что отрицательно отражается на точности и качестве обработки деталей ..
Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для управления бесцентровошлифовальным станком, содержащее задатчик мощности, сравнивающий элемент,. выход которого через усилитель связан с выходом устройства, входы которого подключены к соответствующим входам
2G измерительного преобразователя мощности (3)Недостатком указанного устройства является невысс ая точность и качество обработки. Это обусловлено тем, что скорость вращения ведущего к, yra, являющаяся управляющим воздействием процесса шлифования,.изменяется пропорционально только абсолютному отклонению выходного сигнала измеритель30 ного преобразователя мощности двигате805253 ля шлифующего круга от заданного значения.Неизбежное инерционное запаздывание при отработке управляющего воздействия приводит в этом случае к пониженной точности стабилизации мощности процесса шлифования и малому, быстродействию. Усиление же 5 сигнала рассогласования между заданным и фактическим значением мощности двигателя шлифующего круга, которое могло бы улучшить эти показатели качества процесса управления, не 10 может быть достаточно большим по условиям устойчивости. С другой стороны, процесс бесцентрового шлифования характеризуется изменением режущей способности шлифующего круга, 15 изменением условий трения ведущего круга и детали во времени, а также колебаниями припуака и твердости обрабатываемых деталей. В связи с этим динамические свойства гроцесса бесцентрового шлифования являются .непостоянными, что приводит к ухудшению и непостоянству показателей качества переходных процессов, возникающих при отработке сигнала из— менания мощности двигателя шлифующе-. го круга. Указанные недостатки при водят к снижению точности и качества обработки.
Цель изобретения — повышение точности устройства. 30
Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок дифференцирования и блок формирования высшей производной, выход которого соединен с суммирующим входом сравнивающего эле- 35 мента, первый вход — с выходом задатчика мощности, второй вход — с выходом измерительного преобразователя мощности и входом блока дифференцирования, один выход которого соединен 4р с вычитающим входом сравнивающего элемента, а другие выходы — с соответствующими входами блока формирования высшей производной.
На чертеже изображена структурная схема устройства.
Устройство для автоматического управления бесцентровошлифовальным (БШС) станком содержит измерительный .преобразователь 1 мощности двигателя
2 шлифующего круга, задатчик 3 мощности, сравнивающий элемент 4 с подключенным к его выходу усилителем 5, блок 6 дифференцирования, блок 7 формирования,высшей производной, привод
8 ведущего круга объект 9 управления 55 (процесс шлифования).
Устройство работает следующим образом.
На осуществление процесса шлифования двигателем 2 шлифующего круга 60 затрачивается. определенная мощность дю,которая является управляемой величиной бесцентровошлифовального станка. Значение этой мащности зависит от технологических параметров 65 настройки бесцентровошлифовального станка. При действии на станок возмущений P(t) в виде изменения режущей способности шлифующего круга, колебаний припуска и твердости обрабатываемой детали и др. происходит отклонение мощности N д к,затрачиваемой двигателем шлифующего круга на процесс шлифования, от заданного в процессе настройки станка значения.
Измерительный преобразователь
1 мощности воспринимает мощность й, „„, двигателя 2 шлифующего круга и выдает пропорциональный ей сигнал N . Сигнал N поступает на вход блока б дифференцирования и на один из входов блока 7 формирования высшей производной. В блоке 6 дифференцирования происходит преобразование сигнала
N в сигналы й, й... N ", N " пропорциональные и его произ водным, причем сигнал й, пропорциональ(и) ный и -ой производной подается на вычитающий вход сравнивающего элемента 4, а остальные — на входы блока 7 формирования высшей производной, на который подается также сигнал N с выхода задающего устройства 3.
В блоке 7 ормировання высшей производной формируется необходимый закон изменения мощности путем суммирования со своими коэффициентами входных сигналов й, N, й,..., N u задающего сигнала N . .
1*О где F (N apl N, N,, N -необходимый закон изменения мощности, разрешенный относительно и -ой производной; (и)
N„. -необходимое значение и -ой производнойу Ao A l - коэффициенты при входных сигналах, установленные исход ° из заданных требований к поКаэателям качества переходного процесса.
Сформированный необходимый закон изменения мощности поступает в виде (и1 сигнала NH на суммирующий вход сравнивающего элемента 4, в котором происходит сравнение значений действительного N и необходимого N и сигналов и -ой производной. Результат сравнения ь N через усилитель 5
<и) с "большим" коэффициентом усиления поступает в виде сигнала Ч в регулируемый привод 8 ведущего круга.
В соответствии с сигналом V происходит изменение скорости вращения ведущего круга бесцентровошлифовального станка в таком направлении и до тех пор,пока сигнал рассогласования А/9 " не станет равным нулю, а мощность| », двигателя шлифующего круга не установится на заданном уровне.
Закон управления в предлагаемом устройстве формируется в виде сиг805253
+ "(3)
a++t)(t ). к
30.(Н-1)
Stf) (t j К
5 нала V и с учетом выражения (1) .имеет вид
U =)((F(N,N,N,N,.", N "1- N )= (1) 1н)
=К(Д N>-Z А;И -)Ч }
О 4=0
I где К вЂ” коэффициент. усиления усилителя 5.
Бесцентровошлифовальный станок совместно с измерительным преобразователем 1 мощности двигателя 2 шлифующего круга в общем случае описывается следующим дифференциальным уравнением ()-го порядка.
"= () ), )- 1+ ) () )
E(t)N,N,N, ) )) ) — функция, (и-i) описываю!(я динамические свойства объекта управления с учетом изменения их во времени ; b(t) - переменный во времени коэффициент, с кото- 20 рым управляющее воздействие Ч входит в уравнение бесцентровошлифовального станка.
После подстановки (2) в (3) и выделения переменно& получают: 5 н f(tiN)hl N ))н 1
a+6(t) К
4(t!.К н-1 (1)
+ (A() N -Å А) )(). ) +Q(t 1.К 1=0
Из уравнения (4) следует, что при достаточно большом коэффициенте Усиле-4О ния (в пределе К- ) устройство обеспечивает соответствие между необходимым и действительным законами изменения мощности, так как функция
f(t,N,N,N, " N(" 1)) ВСЕГДа оГраНИчена и первое слагаемое в уравнении (4)при 45
К обращается в нуль, а коэффициент при втором слагаемом становится равным единице, т. е. н н ° - (н1) н 1 . н)
< )Чн =F(Np )Ч <А"-,N )=AoNy-Å 41М
1=О
Таким образом, устройство позволяет существенно повысить точность стабилизации мощности двигателя шлифующего круга и обеспечивает необходимые значения показателей качества переходных процессов, причем вид переходных процессов не зависит от меняющихся динамических свойств объекта управления. Все это приводит к повышению точности и качества обработки деталей. формула изобретения
Устройство для Управления бесцентровошлифовальным станком, содержащее задатчик мощности, сравнивающий элемент, выход которого через усилитель связан с выходом устройства, входы которого подключены к соответствующим входам измерительного преобразователя мощности, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок дифференцирования и блок формирования высшей производной, выход которого соединен с суммирующим входом сравнивающего элемента, первый вход — с выходом задатчика мощности, второй вход — с .выходом измерительного преобразователя мощности и входом блока дифференцирования, один выход которого соединен с вычитающим входом сравнивающего элемента, а другие выходы — с соответствующими входами блока формирования высшей производной.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 391536, кл. G 05 В 15/02, 1971.
2. Авторское свидетельство СССР
9 512045, кл. В 24 В .49/10, 1972.
3. Авторское свидетельство СССР
Р 176188, кл. В 24 В 49/10, 1964 (прототип) 805253
Заказ 16881/69 Тираж 951
ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5
Подпис ное
Филиал ППП "Патент"; г. Ужгород, ул. Проектная,4
Составитель В. Васильев
Редактор. К. Недолуженко Техред д.Пекарь Корректор О. Билак
