Система экстремального регулирова-ния ctahkom

 

CoIo3 С©ветскнх

Соцнапнстнческнх

Ресйублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (iij815715 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200479 (21) 2755505/18-24 рцм. gn.з с присоединением заявки ¹G 05 В 19/39

G 05 В 13/02

Государе твениый кони тет

СССР по делан изобретений и открытий. (23) Приоритет

Опубликовано 230381. Бюллетень № 11 (53) УДК 621. 503. 55 (088.8) Дата опубликования описания 230381 (72) Автор изобретения

A.Â.Êoðîáêo

Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

СТАНКОМ

Изобретение относится к автоматизации обработки на металлорежущих станках, в частности к регулированию вибраций и загрузки.

Известна экстремальная система регулирования амплитуды колебаний регулируемой величины в области экстремума, содержащая командный генератор (блок формирования цикла), запоминающие устройства, снгнум реле и исполнительный механизм 11).

Однако эту систему нельзя применить для регулирования уровня вибраций в процессе резания на станке изменением скорости резания из-за невозможности задания начальной скорости резания, устанавливаемой по условиям технологии обработки. Кроме того, если скорость резания в точке экстремума (минимума вибраций) существенно отличается от начальной скорости резания, а вибрации при этом много меньше допустимого уровня, то такой режим обработки нельзя считать оптимальным. йри выходе в точку экстремума система совершает рыскания, которые также нежелательны в процессе резания.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система экстремального регулирования, со держащая последовательно соединенные исполнительный элемент, объект регулирования, датчик экстремума, пере5 ключающее устройство, выходы которого через запоминающие устройства и логический элемент сравнения соединены с реверсивным элементом, и блок формирования цикла, первые два выхода которого соединены с соответствующими управляющими входами переключательного устройства и логического элемента сравнения.

Недостатками системы являются: а) невозможность задация начальной

15 скорости резания, устанавливаемой по условиям технологии обработки в разомкнутом состоянии; б) уменьшение амплитуды вибраций до минимума (однако вполне достаточно, если вибрации не будут превышать предельно допустимого уровня; скорость резания при этом будет значительно ближе к заданной)j в) при выходе в точку экстремума система продолжает совершать рыскания, которые нежелательны в про.цессе резания; г) кроме ограничения вибраций система управления процессом резания

30 должна обеспечить также технологи815715 ческую функцию †.повышение производительнОсти обработки.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в систему экстремального регулирования станком, содержащую контур стабилизации мощности резания и включенные последовательно датчик экстремума, первый элемент сравнения и переключатель, выходы которого через запоминающее устройство подклю- 10 чены к первому и второму входам второго элемента сравнения, выходом соединенного через регулятор оборотов шпинделя со входом контура стабилизации мощности резания, и блок фсрмирования цикла, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко второму входу переключателя и к третьему входу второго элемента сравнения, введены задатчик допустимого уровня вибраций и последователь- 20 но включенные пороговое устройство и элемент И, второй вход и выход которого соответственно подключены к третьему выходу блока формирования цикла и ко второму входу. регулятора обо- 5 ротов шпинделя, а вход порогового элемента соединен с выходом первого элемента сравнения, ко второму входу которого подключен выход. задатчика допустимого уровня вибраций. 30

На чертеже представлена функциональная схема системы экстремального регулирования.

Система содержит контур 1 стабилизации мощности, включающий в себя привод 2 главного движения станка, объект 3 регулирования, датчик 4 активной мощности, элемент 5 сравнения, задатчик 6 мощности, регулятор 7 подачи, блок 8 ограничения подачи,привод 9 подачи, задатчик 10 скорости 40 резания, элемент 11 сравнения, на вход 12 которого подается управляющее воздействие от контура регулирования величины амплитуды вибраций, содержащего датчик 13 экстремума, 45 первый элемент 14 сравнения, задатчик 15 допустимого уровня вибраций, переключатель 16, запоминающие устройства 17 и 18,второй элемент 19 сравнения, пороговый элемент 20,эле- gp мент 21 И, регулятор 22 оборотов шпинделя и блок 23 формирования цикла.

Система работает следующим образом.

До врезания уровень вибраций h незначителен и намного меньше предельно допустимого уровня hp, задатчика 15. Блок 23 подает команды на управляющие входы переключателя 16, элемента 19 и на второй вход элемен- dp та 21 И, однако от регулятора 22 на вход 12 сигналы не проходят, так как элемент 20 подает на первый вход элемента 21 И нулевой сигнал, вследствие чего регулятор 22 заблоки- 65 рован нулевым сигналом элемента 21

И. Таким образом, до момента вреэания на привод 2 подается сигнал задатчика 10.

При замыкании системы повышается уровень вибраций и, как. только он превысит уровень hor на выходе элемента 14 появляется сигнал, от определенной величины которого срабатывает элемент 20, выходной сигнал которого разрешает прохождение команд блока 23 на вход регулятора.22.

В следующий интервал времени nt производится фиксация уровня вибраций Ьп объекта 3, который затем сравнивается с уровнем вибрации Ьп в предыдущий отрезок времени. После сравнения на элемент 19 и регулятор

22 от блока 22 приходят команды на движение системы.

Допустим, что первый шаг ь Ч привел к увеличению вибрации. В этом случае система изменяет знак управляющего воздействия Ь V на обратный, в результате чего система начинает движение к минимуму вибраций. После каждого шага фиксации нового состояния и сравнения двух состояний (нового и предыдущего) элемент 19 не изменяет знак воздействия на регулятор 22, а, следовательно. и направление,цвижения системы. В момент времени как только И Иц, элемент 20 отключается и команды от блока 23 на регулятор 22 не проходят.

Регулятор фиксирует последнее состояние объекта 3.

Контур стабилизации мощности работает обычным образом: в момент появляется сигнал датчика 4, который вычитается из задающего сигнала в элементе 5, формирующем сигнал рассогласования, в зависимости от знака которого регулятор 7 увеличивает или . уменьшает подачу S,,коменсируя отклонение моЩности от Np В пРоцессе изменения числа оборотов шп:.нделя предельно допустимая подача Я rnax корректируется при помощи блока 8.

Преимущество предлагаемой системы заключается в защите станка от вибраций, в повышении надежности и долговечности работы станка и инструмента.

Формула изобретения

Система экстремального регулирования станком, содержащая контур стабилизации мощности резания и включенные последовательно датчик экстремума, первый элемент сравнения и переключатель, выходы которого через запоминающее устройство подключены к первому и второму входам второго элемента сравнения, выходом соединенного через регулятор оборотов шпинделя со входом контура стабилизации

815715

Составитель Н.Белинкова

Редактор Г. Кацалап Техред М.Лоя Корректор М.Демчик

Заказ 1036/78 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 мощности резания, и блок формирования цикла, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко второму входу переключателя и к третьему входу второго элемента сравнения, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования в систему введены задатчик до1 пустимого уровня вибраций и последовательно включенные пороговое устройство и элемент И, второй вход и выход которого собтветственно подключены к третьему выходу блока формирования цикла и ко второму входу регулятора оборотов шпинделя, а вход порогового элемента соединен с выходом первого элемента сравнения, ко второму входу которого подключен выход задатчика допустимого уровня вибраций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Либензон Л.М. и Розова Б.

Шаговые экстремальные системы. К., Энергия, 1969, с.9-11.

2. Бонч-Бруевич A.М. и др. Бесконтактные элементы самонастраивающихся систем. M., Машиностроение, 1968, с.15 (прототип) .