RU2541327C1 - Device for lathe machining of noncircular parts - Google Patents
Device for lathe machining of noncircular parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541327C1 RU2541327C1 RU2013149029/02A RU2013149029A RU2541327C1 RU 2541327 C1 RU2541327 C1 RU 2541327C1 RU 2013149029/02 A RU2013149029/02 A RU 2013149029/02A RU 2013149029 A RU2013149029 A RU 2013149029A RU 2541327 C1 RU2541327 C1 RU 2541327C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- sensor
- buffer register
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к электромеханике и может быть использовано для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей при прерывистом резании.The proposed device relates to electromechanics and can be used to improve the accuracy of turning serial non-circular parts with interrupted cutting.
Известно устройство для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей (Патент РФ №2293010, 10.07.2010, Бюл. №19). В устройстве реализован принцип самообучения, позволяющий при циклических воздействиях на электропривод перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания минимизировать систематическую (от детали к детали) составляющую ошибки воспроизведения заданной формы обрабатываемой поверхности. Очевидно, что циклический характер должны иметь и воздействия на электропривод через режущий инструмент со стороны детали, например при прохождении радиальных отверстий, канавок, зон литья и др. участков. Однако если указанные зоны прерывистого резания от детали к детали смещаются случайным образом, устройство работает с ошибками воспроизведения формы детали, что является недостатком. На практике указанные смещения обычно вызваны случайными погрешностями при выполнении предыдущих технологических операций, разбросом в форме и расположении зон литья, несовершенством устройства закрепления детали и т.п. При этом ошибки обуславливаются соответствующей реакцией интегральной составляющей примененного в устройстве ПИ-регулятора положения в сочетании с работой самообучающейся системы и также имеют случайный характер. Но если в указанных зонах отрицательное влияние интегральной составляющей исключить (посредством прекращения процесса интегрирования ошибки по положению в период отсутствия резания), ошибки формы можно существенно уменьшить.A device is known for improving the accuracy of turning serial non-circular parts (RF Patent No. 2293010, 07/10/2010, Bull. No. 19). The device implements the principle of self-learning, which allows cyclic actions on the electric drive to move the cutting tool in the direction of the cutting depth to minimize the systematic (from part to part) component of the error in reproducing a given shape of the processed surface. Obviously, the effects on the electric drive through the cutting tool from the side of the part, for example, when passing radial holes, grooves, casting zones, and other sections, should also have a cyclic nature. However, if these areas of interrupted cutting from part to part are randomly shifted, the device operates with errors in reproducing the shape of the part, which is a drawback. In practice, these offsets are usually caused by random errors during previous technological operations, the scatter in the shape and location of the casting zones, the imperfection of the part fixing device, etc. In this case, errors are caused by the corresponding reaction of the integral component of the position controller used in the device of the PI controller in combination with the work of the self-learning system and are also random in nature. But if in these zones the negative influence of the integral component is eliminated (by terminating the process of integrating position errors in the absence of cutting), shape errors can be significantly reduced.
Известен способ повышения точности регулирования скорости вращения электропривода с ПИ-регулятором, предполагающий изменение структуры последнего путем исключения интегральной составляющей при превышении заданного уровня ошибки регулирования, а также при условии превышения заданного уровня установившейся средней квадратичной ошибки (Automatic Mode Switching of P/ PI Speed Control for Industry Servo Drives Using Online Spectrum Analysis of Torque Command/Jul - Ki Seok, Member, IEEE, Kyung - Tae Kim, and Dong - Choo Lee, Member,IEEE//TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 54, NO. 5, OCTOBER 2007. - c.2642-2647). Однако в известном устройстве, как было сказано ранее, изменение структуры регулятора необходимо осуществлять в контуре положения, и только в зонах прерывистого резания. Поэтому указанный выше известный способ, реализованный для контура скорости, для известного устройства неприменим.There is a method of increasing the accuracy of controlling the speed of rotation of an electric drive with a PI controller, which involves changing the structure of the latter by eliminating the integral component when the specified level of regulation error is exceeded, and also if the specified level is exceeded, the steady-state mean square error (Automatic Mode Switching of P / PI Speed Control for Industry Servo Drives Using Online Spectrum Analysis of Torque Command / Jul - Ki Seok, Member, IEEE, Kyung - Tae Kim, and Dong - Choo Lee, Member, IEEE // TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 54, NO. 5, OCTOBER 2007 .-- c.2642-2647). However, in the known device, as mentioned earlier, the change in the structure of the regulator must be carried out in the position loop, and only in the areas of interrupted cutting. Therefore, the aforementioned known method implemented for a speed loop is not applicable to a known device.
Известно также устройство для повышения точности токарной обработки некруглых деталей, патент РФ №2393952, опубл. БИПМ №19, 10.07.2010 (прототип), содержащее электропривод перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, датчик перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, датчик угла поворота шпинделя, датчик продольного перемещения режущего инструмента, датчик угловой скорости вращения детали, блок задания формы детали, последовательно соединенный через первый вход первого сумматора с входом электропривода перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, второй, третий сумматоры, первый, второй, третий, четвертый, пятый буферные регистры, запоминающее устройство, причем выход датчика угла поворота шпинделя соединен с младшими разрядами входа блока задания формы детали, выход датчика продольного перемещения режущего инструмента соединен со старшими разрядами входа блока задания формы детали, вход блока задания формы детали соединен с входом первого буферного регистра и одновременно, через первый вход третьего сумматора, с входом третьего буферного регистра, выходы первого и третьего буферных регистров соединены с адресным входом запоминающего устройства, выполненного с возможностью записи по адресам корректирующего сигнала, шина данных запоминающего устройства одновременно соединена с входами второго, четвертого буферных регистров и выходом пятого буферного регистра, вход которого подключен к выходу второго сумматора, выход четвертого буферного регистра подключен к первому входу второго сумматора, выход второго буферного регистра подключен ко второму входу первого сумматора, а выход датчика угловой скорости вращения детали соединен со вторым входом третьего сумматора. Кроме того, оно снабжено четвертым сумматором, шестым, седьмым буферными регистрами, блоком вычисления модуля сигнала ошибки, компаратором, вычислительным устройством, причем первый вход четвертого сумматора подключен к выходу блока задания формы детали, второй вход четвертого сумматора подключен к выходу датчика перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, выход четвертого сумматора одновременно соединен с входами шестого буферного регистра, блока вычисления модуля сигнала ошибки и вычислительного устройства, выполненного с возможностью формирования на выходе среднеквадратичного значения сигнала ошибки, выход шестого буферного регистра подключен ко второму входу второго сумматора, выход блока вычисления модуля сигнала ошибки соединен с первым входом компаратора, выход седьмого буферного регистра соединен со вторым входом компаратора, выход вычислительного устройства подключен к входу седьмого буферного регистра, а выход компаратора соединен с управляющим входом шестого буферного регистра.Also known is a device for improving the accuracy of turning non-circular parts, RF patent No. 2393952, publ. BIPM No. 19, 07/10/2010 (prototype), comprising an electric drive for moving the cutting tool in the direction of cutting depth, a sensor for moving the cutting tool in the direction of cutting depth, a sensor for the angle of rotation of the spindle, a sensor for longitudinal movement of the cutting tool, an sensor for the angular velocity of rotation of the part, a shape setting unit parts connected in series through the first input of the first adder with the input of the electric drive moving the cutting tool in the direction of the depth of cut, second, third adders, first, second, tert th, fourth, fifth buffer registers, a storage device, wherein the output of the spindle angle sensor is connected to the lower bits of the input of the part shape setting block, the output of the longitudinal movement sensor of the cutting tool is connected to the higher bits of the input of the part shape set block, the input of the part shape set block is connected to the input of the first buffer register and simultaneously, through the first input of the third adder, with the input of the third buffer register, the outputs of the first and third buffer registers are connected to the address input memory device, configured to record addresses of the correction signal, the data bus of the memory device is simultaneously connected to the inputs of the second, fourth buffer registers and the output of the fifth buffer register, the input of which is connected to the output of the second adder, the output of the fourth buffer register is connected to the first input of the second adder, the output of the second buffer register is connected to the second input of the first adder, and the output of the angular velocity sensor of the part is connected to the second input of the third of the adder. In addition, it is equipped with a fourth adder, sixth, seventh buffer registers, an error signal module calculation unit, a comparator, a computing device, the first input of the fourth adder connected to the output of the part shape setting unit, the second input of the fourth adder connected to the output of the cutting tool displacement sensor in the direction of the depth of cut, the output of the fourth adder is simultaneously connected to the inputs of the sixth buffer register, the calculation unit of the error signal module and the computing device, you complete with the possibility of generating an rms error signal at the output, the output of the sixth buffer register is connected to the second input of the second adder, the output of the error signal module calculation unit is connected to the first input of the comparator, the output of the seventh buffer register is connected to the second input of the comparator, the output of the computing device is connected to the input the seventh buffer register, and the output of the comparator is connected to the control input of the sixth buffer register.
Упомянутое устройство предназначено для точения некруглых деталей в условиях массового производства. В нем используется принцип самообучения, позволяющий минимизировать систематические (от детали к детали) ошибки формы. При любых случайных воздействиях при обработке текущей детали, включая возмущения по усилию резания, в устройстве вступает в действие известное звено ограничения, исключающее влияние этих воздействий через систему самообучения на обработку следующей детали. Однако полученные при этом случайные ошибки формы текущей детали остаются, что является недостатком. Если же случайные воздействия вызваны лишь случайным (от детали к детали) смещением зон прерывистого резания, а остальные воздействия имеют систематический характер, то, исключив в указанных зонах отрицательное влияние интегральной составляющей регулятора положения, о чем было сказано выше, заметных ошибок формы текущей детали можно избежать.The said device is intended for turning non-circular parts in mass production. It uses the principle of self-learning, which minimizes systematic (from part to part) form errors. For any accidental influences during processing of the current part, including disturbances in the cutting force, a known limiting link comes into effect in the device, eliminating the influence of these influences through the self-training system on the processing of the next part. However, the resulting random errors in the shape of the current part remain, which is a drawback. If random actions are caused only by a random (from part to part) displacement of the interrupted cutting zones, and the rest of the actions are systematic, then eliminating the negative influence of the integral component of the position controller, as mentioned above, in the indicated zones, noticeable errors in the shape of the current part can be to avoid.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышений точности обработки формы обрабатываемой детали путем устранения ошибок, вызванных случайным смещением зон прерывистого резания. Этого можно достигнуть, если при прохождении указанных зон исключать отрицательное воздействие интегральной составляющей регулятора положения режущего инструмента. Технический результата состоит в исключении воздействия интегральной составляющей регулятора положения режущего инструмента.The technical problem solved by the invention is to increase the accuracy of processing the shape of the workpiece by eliminating errors caused by accidental displacement of the interrupted cutting zones. This can be achieved if the passage of these zones eliminates the negative impact of the integral component of the position controller of the cutting tool. The technical result consists in eliminating the impact of the integral component of the position controller of the cutting tool.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство, содержащее электропривод перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, датчик перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, датчик угла поворота шпинделя, датчик продольного перемещения режущего инструмента, датчик угловой скорости вращения детали, первый, второй, третий, четвертый сумматоры, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой буферные регистры, блок вычисления модуля сигнала ошибки, компаратор, вычислительное устройство, блок задания формы детали, выходом соединенный с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу датчика перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора и одновременно с входами шестого буферного регистра, блока вычисления модуля сигнала ошибки и вычислительного устройства, выполненного с возможностью формирования на выходе среднеквадратичного значения сигнала ошибки, запоминающее устройство, причем выход датчика угла поворота шпинделя соединен с младшими разрядами входа блока задания формы детали, выход датчика продольного перемещения режущего инструмента соединен со старшими разрядами входа блока задания формы детали, вход блока задания формы детали соединен с входом первого буферного регистра и одновременно, через первый вход третьего сумматора с входом третьего буферного регистра, выходы первого и третьего буферных регистров соединены с адресным входом запоминающего устройства, выполненного с возможностью записи по адресам корректирующего сигнала, шина данных запоминающего устройства одновременно соединена с входами второго, четвертого буферных регистров и выходом пятого буферного регистра, вход которого подключен к выходу четвертого сумматора, выход четвертого буферного регистра подключен к первому входу четвертого сумматора, выход второго буферного регистра подключен ко второму входу второго сумматора, выход датчика угловой скорости вращения детали соединен со вторым входом третьего сумматора, второй вход четвертого сумматора подключен к выходу шестого буферного регистра, выход блока вычисления модуля сигнала ошибки соединен с первым входом компаратора, выход седьмого буферного регистра соединен со вторым входом компаратора, выход вычислительного устройства подключен к входу седьмого буферного регистра, выход компаратора соединен с управляющим входом шестого буферного регистра, дополнительно снабжено пятым сумматором, датчиком наличия усилия резания, блоком интегрирования, первым и вторым коммутаторами, причем выход второго сумматора одновременно соединен с первым входом пятого сумматора и входом первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен с входом блока интегрирования, выход блока интегрирования через второй коммутатор соединен со вторым входом пятого сумматора, выход которого подключен к входу электропривода перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, а выход датчика наличия усилия резания подключен к управляющим входам обоих коммутаторов.The problem is solved in that the known device containing an electric drive for moving the cutting tool in the direction of cutting depth, a sensor for moving the cutting tool in the direction of cutting depth, a sensor for the angle of rotation of the spindle, a sensor for longitudinal movement of the cutting tool, a sensor for the angular velocity of rotation of the part, first, second, third , fourth adders, first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh buffer registers, error signal module calculation unit, comparator, computing device yours, the unit for specifying the shape of the part, connected to the first input of the first adder by the output, the second input of which is connected to the output of the cutting tool displacement sensor in the direction of the cutting depth, the output of the first adder is connected to the first input of the second adder and simultaneously with the inputs of the sixth buffer register, module calculation unit an error signal and a computing device configured to generate an rms error signal output, a storage device, wherein the output of the angle sensor n the spindle gate is connected to the lower digits of the input of the part shape setting block, the output of the longitudinal movement sensor of the cutting tool is connected to the higher bits of the input of the part shape setting block, the input of the part shape setting block is connected to the input of the first buffer register and simultaneously, through the first input of the third adder with the input of the third the buffer register, the outputs of the first and third buffer registers are connected to the address input of the storage device, configured to write to the addresses of the corrective signal On the other hand, the data bus of the storage device is simultaneously connected to the inputs of the second, fourth buffer registers and the output of the fifth buffer register, the input of which is connected to the output of the fourth adder, the output of the fourth buffer register is connected to the first input of the fourth adder, the output of the second buffer register is connected to the second input of the second adder , the output of the angular velocity sensor of the part is connected to the second input of the third adder, the second input of the fourth adder is connected to the output of the sixth buffer reg the output of the error signal module calculation unit is connected to the first input of the comparator, the output of the seventh buffer register is connected to the second input of the comparator, the output of the computing device is connected to the input of the seventh buffer register, the output of the comparator is connected to the control input of the sixth buffer register, it is additionally equipped with a fifth adder, a sensor the presence of cutting force, the integration unit, the first and second switches, and the output of the second adder is simultaneously connected to the first input of the fifth adder and the house of the first switch, the output of the first switch is connected to the input of the integration unit, the output of the integration unit through the second switch is connected to the second input of the fifth adder, the output of which is connected to the input of the electric drive to move the cutting tool in the direction of the depth of cut, and the output of the sensor of the presence of cutting force is connected to the control inputs both switches.
На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство содержит электропривод 1 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания, датчик 3 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания, датчик 4 угла поворота шпинделя, датчик 5 продольного перемещения режущего инструмента 2, датчик 6 угловой скорости вращения детали, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 сумматоры, первый 11, второй 12, третий 13, четвертый 14, пятый 15, шестой 16, седьмой 17 буферные регистры, блок 18 вычисления модуля сигнала ошибки, компаратор 19, вычислительное устройство 20, блок 21 задания формы детали, выходом соединенный с первым входом первого сумматора 7, второй вход которого подключен к выходу датчика 3 перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, запоминающее устройство 22, причем выход первого сумматора 7 соединен с первым входом второго сумматора 8 и одновременно с входами шестого буферного регистра 16, блока 18 вычисления модуля сигнала ошибки и вычислительного устройства 20, выполненного с возможностью формирования на выходе среднеквадратичного значения сигнала ошибки, запоминающее устройство 22, выход датчика 4 угла поворота шпинделя соединен с младшими разрядами входа блока 21 задания формы детали, выход датчика 5 продольного перемещения режущего инструмента 2 соединен со старшими разрядами входа блока 21 задания формы детали, вход блока 21 задания формы детали соединен с входом первого буферного регистра 11 и одновременно, через первый вход третьего сумматора 9 с входом третьего буферного регистра 13, выходы первого 11 и третьего 13 буферных регистров соединены с адресным входом запоминающего устройства 22, выполненного с возможностью записи по адресам корректирующего сигнала, шина данных запоминающего устройства 22 одновременно соединена с входами второго 12, четвертого 14 буферных регистров и выходом пятого буферного регистра 15, вход которого подключен к выходу четвертого сумматора 10, выход четвертого буферного регистра 14 подключен к первому входу четвертого сумматора 10, выход второго буферного регистра 12 подключен ко второму входу второго сумматора 8, выход датчика 6 угловой скорости вращения детали соединен со вторым входом третьего сумматора 9, второй вход четвертого сумматора 10 подключен к выходу шестого буферного регистра 16, выход блока 18 вычисления модуля сигнала ошибки соединен с первым входом компаратора 19, выход седьмого буферного регистра 17 соединен со вторым входом компаратора 19, выход вычислительного устройства 20 подключен к входу седьмого буферного регистра 17, выход компаратора 19 соединен с управляющим входом шестого буферного регистра 16. Кроме того, оно дополнительно снабжено пятым сумматором 23, датчиком 24 наличия усилия резания, блоком 25 интегрирования, первым 26 и вторым 27 коммутаторами, причем выход второго сумматора 8 одновременно соединен с первым входом пятого сумматора 23 и входом первого коммутатора 26, выход первого коммутатора 26 соединен с входом блока 25 интегрирования, выход блока 25 интегрирования через второй коммутатор 27 соединен со вторым входом пятого сумматора 23, выход которого подключен к входу электропривода 1 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания, а выход датчика 24 наличия усилия резания подключен к управляющим входам обоих коммутаторов.The drawing shows a structural diagram of the proposed device. The proposed device comprises an electric drive 1 of the movement of the cutting tool 2 in the direction of the depth of cutting, a sensor 3 of the movement of the cutting tool 2 in the direction of the depth of cutting, a sensor 4 of the angle of rotation of the spindle, a sensor 5 of longitudinal movement of the cutting tool 2, a sensor 6 of the angular velocity of rotation of the part, first 7, second 8, third 9, fourth 10 adders, first 11, second 12, third 13, fourth 14, fifth 15, sixth 16, seventh 17 buffer registers, error signal module calculation unit 18, comparator 19, computing device 20, bl to 21 setting the shape of the part, connected to the first input of the first adder 7 by an output, the second input of which is connected to the output of the cutting tool displacement sensor 3 in the direction of the cutting depth, a storage device 22, the output of the first adder 7 being connected to the first input of the second adder 8 and simultaneously with the inputs of the sixth buffer register 16, block 18 calculating the module of the error signal and the computing device 20, configured to generate at the output the rms value of the error signal, the memory trinity 22, the output of the spindle angle sensor 4 is connected to the lower bits of the input of the part shape setting unit 21, the output of the longitudinal movement sensor 5 of the cutting tool 2 is connected to the upper bits of the input of the shape part block 21, the input of the part shape setting block 21 is connected to the input of the first buffer register 11 and at the same time, through the first input of the third adder 9 with the input of the third buffer register 13, the outputs of the first 11 and third 13 buffer registers are connected to the address input of the storage device 22, made with the ability to write to the addresses of the correction signal, the data bus of the storage device 22 is simultaneously connected to the inputs of the second 12, fourth 14 buffer registers and the output of the fifth buffer register 15, the input of which is connected to the output of the fourth adder 10, the output of the fourth buffer register 14 is connected to the first input of the fourth adder 10, the output of the second buffer register 12 is connected to the second input of the second adder 8, the output of the sensor 6 of the angular velocity of rotation of the part is connected to the second input of the third adder 9, the second input One of the fourth adder 10 is connected to the output of the sixth buffer register 16, the output of the error signal module calculation unit 18 is connected to the first input of the comparator 19, the output of the seventh buffer register 17 is connected to the second input of the comparator 19, the output of the computing device 20 is connected to the input of the seventh buffer register 17, the output of the comparator 19 is connected to the control input of the sixth buffer register 16. In addition, it is additionally equipped with a fifth adder 23, a sensor 24 for the presence of cutting forces, an integration unit 25, the first 26 and the second 27 to mutators, and the output of the second adder 8 is simultaneously connected to the first input of the fifth adder 23 and the input of the first switch 26, the output of the first switch 26 is connected to the input of the integration unit 25, the output of the integration unit 25 through the second switch 27 is connected to the second input of the fifth adder 23, the output of which connected to the input of the electric drive 1 of the movement of the cutting tool 2 in the direction of the depth of cut, and the output of the sensor 24 of the presence of cutting forces is connected to the control inputs of both switches.
Устройство работает следующим образом. Сигнал задания формы, соответствующий чертежу наружной поверхности детали, формируется на выходе блока 21 задания формы детали в функциональной зависимости от выходных сигналов датчика 5 продольного перемещения режущего инструмента 2 и датчика 4 угла поворота шпинделя. Эти сигналы подаются, соответственно, на старшие и младшие разряды входа блока 21 заданий формы детали. К выходному сигналу блока 21 задания формы детали в первом сумматоре 7 прибавляется сигнал обратной связи, поступающий с выхода датчика 3 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания. Выходной сигнал ошибки по положению режущего инструмента передается с выхода первого сумматора 7 через первый вход второго сумматора 8 на первый вход пятого сумматора 23. При появлении сигнала на выходе датчика 24, что соответствует появлению усилия резания, блок 25 интегрирования посредством коммутаторов 26, 27 своим входом подключается к выходу сумматора 8, а выходом - ко второму входу пятого сумматора 23, соответственно. При этом регулятор положения режущего инструмента, образованный пятым сумматором 23 (пропорциональная часть) и блоком 25 интегрирования (интегральная часть), становится пропорционально - интегральным, а при пропадании усилия резания (обнуление сигнала на выходе датчика 24), пропорциональным.The device operates as follows. A signal for specifying the shape corresponding to the drawing of the outer surface of the part is generated at the output of the block 21 for specifying the form of the part in functional dependence on the output signals of the sensor 5 for the longitudinal movement of the cutting tool 2 and the sensor 4 of the spindle angle. These signals are supplied, respectively, to the upper and lower digits of the input of the block 21 tasks form parts. The feedback signal from the output of the sensor 3 for moving the cutting tool 2 in the direction of the depth of cut is added to the output signal of the block 21 for specifying the shape of the part in the first adder 7. The error signal for the position of the cutting tool is transmitted from the output of the first adder 7 through the first input of the second adder 8 to the first input of the fifth adder 23. When a signal appears at the output of the sensor 24, which corresponds to the appearance of cutting force, the integration unit 25 through switches 26, 27 with its input connected to the output of the adder 8, and the output to the second input of the fifth adder 23, respectively. In this case, the positioner of the cutting tool formed by the fifth adder 23 (proportional part) and the integration unit 25 (integral part) becomes proportional to the integral, and when the cutting force disappears (zeroing the signal at the output of the sensor 24), proportional.
При точении очередной детали к сигналу ошибки в сумматоре 8 прибавляется корректирующий сигнал с выхода второго буферного регистра 12, сформированный в запоминающем устройстве 22 при точении предыдущей детали. Этот корректирующий сигнал направлен на снижение ошибок формообразования, вызываемых ограниченным быстродействием электропривода 1 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания и другими причинами.When turning the next part to the error signal in the adder 8, a correction signal is added from the output of the second buffer register 12, formed in the storage device 22 when turning the previous part. This correction signal is aimed at reducing shaping errors caused by the limited speed of the electric drive 1 moving the cutting tool 2 in the direction of the depth of cut and other reasons.
Считывание текущего значения корректирующего сигнала с запоминающего устройства 22 и передача его с шины данных последнего на выход второго буферного регистра 12 происходит одновременно с передачей с входа первого буферного регистра 11 на его выход кода адресного пространства, формируемого выходными сигналами датчика 4 угла поворота шпинделя и датчика 5 продольного перемещения режущего инструмента.Reading the current value of the correction signal from the storage device 22 and transferring it from the data bus of the latter to the output of the second buffer register 12 occurs simultaneously with the transmission from the input of the first buffer register 11 to its output of the address space code generated by the output signals of the spindle angle sensor 4 and sensor 5 longitudinal movement of the cutting tool.
В последующий момент времени по более раннему, чем текущий, адресу через третий буферный регистр 13 происходит считывание находящихся в памяти запоминающего устройства 22 данных и передача их с шины данных на выход четвертого буферного регистра 14. Смещение адреса в сторону более раннего осуществляется на третьем сумматоре 9, а величина смещения пропорциональна значению выходного сигнала датчика 6 угловой скорости вращения детали. И, наконец, на последнем временном интервале по указанному выше более раннему, чем текущий, адресу в запоминающее устройство 22 с выхода четвертого сумматора 10 через пятый буферный регистр 15 записывается значение корректирующего сигнала для последующей детали. Описанная процедура в виде трех последовательных временных интервалов управления элементами структурной схемы, представленной на чертеже, повторяется на каждом адресе адресного пространства, описывающего поверхность детали в блоке 21 задания формы.At a subsequent point in time at an address earlier than the current address, through the third buffer register 13, the data stored in the memory of the memory device 22 is read and transferred from the data bus to the output of the fourth buffer register 14. The address is shifted to the earlier one on the third adder 9 , and the magnitude of the displacement is proportional to the value of the output signal of the sensor 6 of the angular velocity of rotation of the part. And, finally, at the last time interval at the above address earlier than the current address, the value of the correction signal for the subsequent part is written to the memory 22 from the output of the fourth adder 10 through the fifth buffer register 15. The described procedure in the form of three consecutive time intervals for controlling the elements of the structural diagram shown in the drawing is repeated at each address of the address space that describes the surface of the part in the form setting unit 21.
Таким образом, по окончании точения очередной детали в запоминающем устройстве 22 по всем адресам адресного пространства будут записаны значения корректирующего сигнала, которые будут использованы при точении следующей детали.Thus, at the end of the turning of the next part in the storage device 22, the values of the correction signal that will be used when turning the next part will be recorded at all addresses of the address space.
Значение корректирующего сигнала формируется на выходе четвертого сумматора 10 в виде суммы выходных сигналов четвертого 14 и шестого 16 буферных регистров. При этом сигнал ошибки формы, получаемый на выходе первого сумматора 7 в виде разности выходных сигналов блока 21 задания формы детали и датчика 3 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания, с входа шестого буферного регистра 16 на его выход беспрепятственно передается только при наличии на его управляющем входе разрешающего сигнала.The value of the correction signal is generated at the output of the fourth adder 10 as the sum of the output signals of the fourth 14 and sixth 16 buffer registers. Moreover, the shape error signal received at the output of the first adder 7 in the form of the difference of the output signals of the part shape setting unit 21 and the sensor 3 for moving the cutting tool 2 in the direction of the cutting depth is transmitted from the input of the sixth buffer register 16 to its output only if there is control input enable signal.
Компаратор 19 выполнен таким образом, что его выходной сигнал является разрешающим для буферного регистра 16 при условии, когда сигнал на его втором входе превышает сигнал на первом входе. При этом значение сигнала на втором входе компаратора 19 равно среднеквадратичному, например, значению сигнала ошибки формы, сформированному на выходе вычислительного устройства 20 по окончании точения предыдущей детали.The comparator 19 is designed so that its output signal is enable for the buffer register 16, provided that the signal at its second input exceeds the signal at the first input. In this case, the signal value at the second input of the comparator 19 is equal to the mean square, for example, the value of the shape error signal generated at the output of the computing device 20 after the turning of the previous part.
Если формируемое на выходе блока 18 вычисления модуля сигнала ошибки абсолютное значение сигнала ошибки больше значения сигнала на втором входе компаратора 19, разрешающего сигнала на выходе компаратора 19 нет и, следовательно, значение выходного сигнала буферного регистра 16 не изменяется, независимо от возможных изменений сигнала на его входе.If the absolute value of the error signal generated at the output of the unit for computing the error signal module 18 is greater than the signal value at the second input of the comparator 19, there is no enable signal at the output of the comparator 19 and, therefore, the value of the output signal of the buffer register 16 does not change, regardless of the possible changes in the signal to it the entrance.
Таким образом, шестой буферный регистр 16, в сочетании с блоком вычисления модуля сигнала ошибки 18 и компаратором 19, согласно схеме, выполняет функцию звена ограничения абсолютного значения сигнала текущей ошибки формы, а уровень ограничения определяется среднеквадратичным, например, значением сигнала ошибки формы, сформированным на выходе вычислительного устройства 20 по окончании точения предыдущей детали.Thus, the sixth buffer register 16, in combination with the unit for computing the error signal module 18 and the comparator 19, according to the scheme, performs the function of limiting the absolute value of the signal of the current shape error, and the level of limitation is determined by the mean square, for example, the value of the shape error signal generated on the output of the computing device 20 at the end of the turning of the previous part.
При точении первой детали сигналы на выходах второго 12, четвертого 14, пятого 15, шестого 16, седьмого 17 буферных регистров равны нулю и, следовательно, в запоминающее устройство 22 с выхода сумматора 10 по всем более ранним, чем текущие, адресам записываются нулевые значения корректирующего сигнала. При точении второй детали сигналы на выходе второго 12, четвертого 14 буферных регистров также равны нулю, но в запоминающее устройство 22, по более ранним, чем текущие, адресам уже записываются значения корректирующего сигнала для последующей детали, что связано с появлением на выходе шестого буферного регистра 16 сигнала ошибки в моменты подачи разрешения на его управляющий вход с выхода компаратора 19. При этом если ошибки формы имеют систематический, от детали к детали, характер, в том числе ошибки, связанные с реакцией электропривода 1 на процессы сброса-наброса нагрузки в зонах прерывистого резания, то предлагаемое устройство работает аналогично прототипу, снижая указанные ошибки до минимального значения.When turning the first part, the signals at the outputs of the second 12, fourth 14, fifth 15, sixth 16, seventh 17 buffer registers are zero and, therefore, zero values of the correcting addresses are written to the memory 22 from the output of the adder 10 at all addresses earlier than the current ones signal. When turning the second part, the signals at the output of the second 12, fourth 14 buffer registers are also equal to zero, but the values of the correction signal for the subsequent part are already written to the storage device 22, at earlier than the current addresses, due to the appearance of the sixth buffer register at the output 16 of the error signal at the moment of applying permission to its control input from the output of the comparator 19. Moreover, if the form errors have a systematic, from part to part, character, including errors associated with the reaction of the electric drive 1 to p otsessy reset lash-load areas of intermittent cutting, the proposed device operates similarly to the prototype by reducing said error to a minimum value.
При появлении случайных ошибок во время обработки текущей детали сигнал на входе шестого буферного регистра 16 увеличивается, но на его выходе изменяется мало вследствие действий звена ограничения. Это связано с тем, что уровень ограничения абсолютного значения сигнала ошибки был определен по окончании обработки предыдущей детали и при меньших ошибках. Следовательно, корректирующий сигнал для последующей детали также мало изменится и система будет по-прежнему работать с минимальными ошибками, а случайные ошибки формы останутся только на текущей детали.When random errors occur during processing of the current part, the signal at the input of the sixth buffer register 16 increases, but at its output changes little due to the actions of the restriction link. This is due to the fact that the level of limitation of the absolute value of the error signal was determined at the end of processing the previous part and with smaller errors. Therefore, the correction signal for the subsequent part will also change little and the system will continue to work with minimal errors, and random shape errors will remain only on the current part.
Однако если случайным воздействием является лишь смещение от детали к детали зон прерывистого резания, то в предлагаемом устройстве это не приведет к возникновению заметных ошибок формы даже для текущей детали. Этот эффект достигается посредством добавления в схему известного устройства датчика 24 контроля наличия усилия резания, обеспечивающего переключение структуры ПИ-регулятора положения в зависимости от реального расположения зон прерывистого резания. При этом интегральная составляющая регулятора, представленная в виде блока 25 интегрирования, при отсутствии резания временно отключается от остальной схемы устройства.However, if the random effect is only an offset from the part to the part of the intermittent cutting zones, then in the proposed device this will not lead to noticeable shape errors even for the current part. This effect is achieved by adding to the circuit of the known device a sensor 24 for monitoring the presence of cutting force, which switches the structure of the PI position controller depending on the actual location of the interrupted cutting zones. In this case, the integral component of the controller, presented in the form of an integration unit 25, is temporarily disconnected from the rest of the device circuit in the absence of cutting.
Таким образом, в предлагаемом устройстве, по сравнению с известным, будут существенно снижены ошибки формы детали, вызываемые случайным расположением зон прерывистого резания, и, следовательно, в целом уменьшится количество бракованных изделий.Thus, in the proposed device, in comparison with the known one, the shape errors of the part caused by the random arrangement of intermittent cutting zones will be significantly reduced, and, consequently, the number of defective products will generally be reduced.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149029/02A RU2541327C1 (en) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | Device for lathe machining of noncircular parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149029/02A RU2541327C1 (en) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | Device for lathe machining of noncircular parts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2541327C1 true RU2541327C1 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013149029/02A RU2541327C1 (en) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | Device for lathe machining of noncircular parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2541327C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU724321A1 (en) * | 1974-11-04 | 1980-03-30 | Предприятие П/Я А-7676 | Method of automatic control of cylindrical surfaces working degree |
| US4709198A (en) * | 1985-05-29 | 1987-11-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | High-speed machining controller |
| EP0263937A2 (en) * | 1986-09-18 | 1988-04-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit arrangement for the registration of signals for controlling the production of sequences and machines |
| RU2293010C2 (en) * | 2004-02-19 | 2007-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts |
| RU2393952C1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Device to increase turning precision |
-
2013
- 2013-11-05 RU RU2013149029/02A patent/RU2541327C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU724321A1 (en) * | 1974-11-04 | 1980-03-30 | Предприятие П/Я А-7676 | Method of automatic control of cylindrical surfaces working degree |
| US4709198A (en) * | 1985-05-29 | 1987-11-24 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | High-speed machining controller |
| EP0263937A2 (en) * | 1986-09-18 | 1988-04-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit arrangement for the registration of signals for controlling the production of sequences and machines |
| RU2293010C2 (en) * | 2004-02-19 | 2007-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts |
| RU2393952C1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Device to increase turning precision |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9658608B2 (en) | Servo control apparatus | |
| CN106873506B (en) | Correction device, control method for correction device, information processing program, and recording medium | |
| JP5111589B2 (en) | Correction method when reversing the feed axis | |
| US10031507B2 (en) | Servo control device | |
| CN116604601A (en) | Robot, control method, component manufacturing method, control program, and medium | |
| Chen et al. | Adaptive disturbance compensation and load torque estimation for speed control of a servomechanism | |
| US10452051B2 (en) | Numerical control device | |
| RU2541327C1 (en) | Device for lathe machining of noncircular parts | |
| US20240001540A1 (en) | Robot, Gripping Force Control Device, Gripping Force Control Method, and Record Medium Storing Gripping Force Control Program | |
| KR102182826B1 (en) | Method for Compensating Vertical Angle Error by Thermal Deformation of Machine Tool and Numerical Control Apparatus | |
| JP2845730B2 (en) | Position information discriminating device of position control system and its discriminating method | |
| CN106886229B (en) | Control device of electric motor | |
| JP2012203589A (en) | Control device of straight movement and rotation type robot | |
| CN109143981A (en) | Computer-readable information recording carrier, evaluation method and control device | |
| RU2393952C1 (en) | Device to increase turning precision | |
| JP4372018B2 (en) | Numerical controller | |
| CN203509748U (en) | Precision compensation system of numerical control laser processing equipment | |
| RU2293010C2 (en) | Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts | |
| Feng et al. | Backlash compensation on CNC machine tool based on semi-closed loop control | |
| WO2018042554A1 (en) | Servo control device | |
| Valijonovich et al. | AUTOMATION OF TV-7 LATHE CONTROL SYSTEM | |
| JPS59229608A (en) | Method for returning moving body to original point | |
| Thinh et al. | Design and Implementation of FFPIV Scheme for Closed Loop Motion Controller | |
| CN105058397A (en) | Position control method of servo manipulator | |
| JP2002312006A (en) | Control device and control system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181106 |