Копировальная система
Союз Советских
Социалистических
Респу6лик
I (22)Заявлено 14.08.79 (21) 2811141/25-08 с присоелинением заявки ¹ В 23 Я 35/00 Государственный комитет (23 } Приоритет по делам нзобретеннй н открытий Опубликовано 30.06.8! . Бюллетень № 24 Дата. опубликования описания 01 ..07. 81 (5Ç) УДК 621.9. .072(088..8) Р. Д. Баи, А. А. Капен, В. С. Рылач, А. В. Фельдман и А. И. Чабанов М;,"-;:.;, ;Ж:« 1 - .„1 1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КОПИРОВАЛЬНАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к станкостроению, в частности к автоматическому управлению металлорежущими станками и может быть применено во фрезерных и токарных станках для воспроизведения криволинейных траекторий. Известна копировальная система, содержащая устройство формирования ошибки копирования и устройство для задания скорости перемещения, выходы 10 которых через блок распределения и последовательно включенные регулятор скорости, управляющий и силовой блоки усилителя мощности подсоединены к электродвигателю исполнительных ме-! 15 ханизмов, которые соединены с соответствующими входами устройства формирования оц1ибки копирования блоки вторичных источников питания, подключенные своими выходами к устройствам формирования ошибки копирования, задатчику скорости перемещения, блоку распределения, регулятору скорости и блоку управления усипителя мощнос2 ти, входы блока вторичных источников ! питания и силового блока усилителя мощности подключены к сети переменного тока $1 j . Недостатком копировальной системы является то, что при значительных искажениях в сети переменного тока теря. ется управляемость системой, что приводит к недопустимым искажениям воспроизводимого контура — браку, снижающему производительность системы. Цель изобретения — повышение производительности копировальной систеMbI, Поставленная цель достигается тем, что копировальная система снабжена выпрямителем, звеном постоянного тока, датчиком параметров сети переменного тока, выход звена постоянного тока соединен с силовым входом блока вто" ричных источников питания, силовой блок каждого усилителя мощности через звено постоянного тока и выпрямитель подключен к сети переменного тока. 84191 выход датчика параметров сети пере— менного тока подключен к задатчику скорости перемещения. На фиг. 1 приведена структурная схема копировальной системы; на фиг. 2 - схема задатчика скорости перемещения; на фиг. 3 — схема блока распределения, Копировальная система содержит устройство 1 формирования ошибки копирования и устройство 2 для задания скорости перемещения, подключенные своими выходами к блоку 3 распределения, приводы подач в составе последо-, вательно соединенных регуляторов 4 15 I скорости, блоков 5 управления и силовь1х блоков 6 усилителей мощности для питания электродвигателей 7, сочлененных с исполнительными механизмами 8, каждый из которых соединен с соответ- 20 ствующим входом устройства 1 формирования ошибки копирования. Управление пригодами подач осуществляется с соответствующего выхода бпока 3 распределения, подключенного ко входу регулятора 4 скорости. Силовые блоки 6 усилителя мощности привода подач через звено 9 постоянного тока и выпрямитель 10 подключены к сети переменного тока, датчик ll параметров подключен ко входу устройства 2 задания скорости перемещения. Блоки 12 вторичных источников питания подключены своими входами к выходу звена 9 постоянного тока, а выходами к устройствам 1 формирования ошибки копирования и 2 задания скорости перемещения, блоку 3 распределения, регуляторам 4 скорости и блокам 5 управления. Привод подачи вы- . полнен с отрицательной обратной свя- 4О зью по скорости выходного вала электродвигателя 7, которая осуществляется с помощью тахогенератора !3 и усилителя 14 рассогласования регулятора 4 1 скорости. Рассмотрим работу копировальной системы на примере управления рабочим движением двухкоординатного механизма. Устройство 1 формирования ошибки копирования осуществляет непрерывный контроль с помощью датчика копира за отклонением текущего положения режущей кромки инструмента от заданного положения, определяемого контуром детали (чертежа) -эталона. Значение кон- 55 турной скорости задается сигналом от 1 устройства 2 задания скорости перемещения. В блоке 3 распределения из сиг6 ф налов устройсTB 1 и 2 формируются сигналы задания скорости по каждой координате, под действием которых приводы подач уменьшают величину возникшего отклонения (ошибки) от эталонной траектории. Точное соответствие заданного значения скорости и скорости фактического перемещения механизма обеспечивается регулятором 4 скорости, под действием выходного cur::ÿ.га которого с помощью усилителя мощности (блоки 5 и б) электродвигат ль 7 развивает момент достаточной ччя достижения и поддержания заданной скорости перемещения. Необходимая энергия для создания движущего момента в электродвигателе 7 поступает из сети переменного тока через выпрямитель 1О и звено 9 постоянного тока. Сопряжение электродвигателя 7 с звеном 9 постоянного тока обеспечивается с помощью управляющего 5 и силового 6 блоков усилителя мощности, чаще всего выполняемого в ггасто>гщее время в виде широтно-импульсного преобразователя. Блоки !2 вторичных источников питания преобразуют напряжение на выходе звена 9 постоянного тока в напряжения меньшего уровня необходимые для функI ционирования устройств формирования ошибки копирования и 2 задания скорости перемещения, блока распределения 3, регуляторов 4 скорости и управляющих блоков 5 усилителей мощности, Датчик 1! параметров сети переменного тока осуществляет непрерывный контроль за состоянием сети переменного тока и при отклонении ее параметров, например напряжения, за установленные пределы, на выходе датчика 11 формируется сигнал, который в устройстве задания скорости 2 вызывает уменьшение значения выходного сигнала, что приводит к синхронному и пропорциональному уменьшению выходных сигналов блока распределения 3 и, следовательно, переводу приводов подачи в режим торможения. Запасенная в движущихся частях электродвигателя 7 и исполнительного механизма 8 кинетичес-. кая энергия преобразуется с помощью. электродвигателя 7 в электрическую и поступает в накопитель звена 9 постоянного тока, откуда частично потребляется блоками 12 вторичных источников питания, которые в свою очередь обеспечивают нормальное функционирование подключенных к их выходам устройств. 8419 таким. образом, несмотря на то, что энергия от в»ешпего источника в копи- ровальную систему в некоторые моменты не поступает.за счет использования уже накопленной кинетической энер- гии обеспечивается ее нормальное функционирование. Синхрон»ое управление приводами подачи в функции от величины отклонения от заданной траектории . исключает даже при аварийных ситурци-> 10 ях в сети переменного тока недопусщ-,,„ мые искажения воспроизводимой траектории (брак), в итоге повышается про; — . изводительность системы. Устройство 1 формирования ошибки lS копирования может быть выполнено в виде двухкоординатного механизма, каждая ось которого связана с соответствующим исполнительным механизМом 8, снабженным двухкомпонентным р0 чувствительным элементом (датчиком), выходы которого подключены к преобразователю отношения амплитуд в фазу управляющего сигнала. Один из вариантов выполнения уст в 25 ройства 2 для задания скорости приведен на фиг. 2. Устройство состоит из опорного генератора lS, управляемого сигналом датчика ll, переключателя 16,. бпока 17, реапизующего инер- З0 ционное звено первого порядка, умножителя 18 и варианта 19. Амплитуда сигнала задания скорости F определяется положением переключателя вариатора 19 и произведением амплитуд сигналов от опорного генератора 15 и блока 17. При наличии искажений в сети переменного тока по сигналу от датчика 11 контакт переключателя 16 переключается к другой клемме и напряжение на 40 выходе блока 17 начинает изменяться от некоторого номинального значения 0 до нулевого уровня по экспоненци0 альному закону, вызывая пропорциональное изменение амплитуды сигнала зада- 45 ния скорости Fg Вариант выполнения блока 3 распределения приведен »а фиг. 3. Сигнал Fp поступает на фа .oðàñï åïèòåëü 20, на выходе которого формируются два напря-S0 жения, равные по амплитуде и сдвинутые между собой по фазе на 90 . Фазовые 16 6 дискриминаторы 21 и 22 выделяют из этих напряжений с помощью сигнала от устройства 1 сигналы задания сМ6рости перемещения по координатам V> и V . Датчик параметров сети переменного тока 11 представляет собой пороговое устройство, выходной сигнал которого появляется при отклонении контролиру" емого параметра из зоны допустимых значений. Остальные элементы системы общеизвестны. Формула изобретения Копировальная система, содержащая устройство формирования ошибки копирования и эадатчик скорости перемещения, выходы которых через последовательно включенные блоки распределения, регулятор скорости, управляющий и силовые блоки усилителей мощности подсоединены к электродвигателю исполнительных механизмов, контролирующие устройства которых подключены к соот ветствующим входам устройства формирования ошибки копирования; блоки вторичных источников питания, выходы которых подключены к устройству формирования ошибки копирования, задатчику скорости перемещения, блоку распределения, регулятору скорости и управляющему блоку усилителей мощности, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения производительности, система снабжена выпрямителем, звеном постоянного тока и датчиком параметров сети переменного тока, причем выход звена постоянного тока подключен к блокам вторичных источников питания, силовые блоки усилителей мощности через выпрямитель и звено постоянного тока подключены к сети переменного тока, а выход датчика параметров сети переменного тока подключен к эадатчику скорости перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Малов А.Н. Автоматизация и механизация универсальных металлорежущих станков. N. "Машиностроение", 1969, с. 402-404. 8419!6 Составитель В. Щиганов Редактор М. янович Техред Н. Ковалева Корректор R. Рошко Заказ 4951/15 Тираж 770 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
