DE2132482C3

DE2132482C3 -

Info

Publication number: DE2132482C3
Application number: DE19712132482
Authority: DE
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1976-04-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkei; von Werkzeugmaschinen, mittels der die Vorschubgeschwindigkeit durch einen schnell reagierenden Regler, der in seiner Struktur umschaltbar ist, beeinflußt wird.

Es ist bereits ein Verfahren zur Regelung der Vorschubgeschwindigkeit von Werkzeugmaschinen vorgeschlagen worden, bei dem die Vorschubgeschwindigkeit durch einen schnell reagierenden Regler beeinflußt wird und bei dem zusätzlich eine Hilfsstellgröße, die aus den gemessenen arbeitsablaufabhängigen Größen des vorhergehenden Teilarbeitsganges gewonnen wird, eine maximale Vorschubgeschwindigkeit vorgibt (P 20 44 444.4). Es kann jedoch vorkommen, daß sich bei diesem Verfahren starke Schwankungen der Regelgröße ungünstig auf die Ausregelzeit bemerkbar machen.

Es ist auch ein Regler mit I-Anteil im Ausgangssignal und einer dem Verstärkerausgang mit dem Eingang verbindenden Rückführung bekannt, bei dem an den Ausgang des Verstärkers eine Einrichtung angeschlossen ist, die ein dem Nachstell- oder Rückführungssignal ^° entgegengehaltenes Kombinationssignal liefert, sobald und solange das Ausgangssignal außerhalb des durch zwei vorgegebene Werte begrenzten Arbeitsbereiches des Verstärkers liegt (DT-OS 15 23 526). Mil diesem Regler kann jedoch eine Beeinflussung durch das Vorziehen der Regelabweichung nicht vorgenommen werden.

Es ist auch bereits ein Verfahren zum Regeln einer Anlage und eine Anlage zum Durchführen des Verfahrens bekannt mit mindestens einem Regelkreis, in dem <><> außer der Regelgröße und der Stellgröße eine zusätzliche veränderliche Größe wirkt, die als Signal über ein Umformorgan in den Regelkreis zwischen dessen Meßorgan und dessen Stellorgane eingeleitet wird, wobei das Umformorgan so ausgebildet ist, daß es je nach ^(l5 dem, ob ein Eingangssignal sich positi\ oder negativ verändert, ein anderes zeitliches Übertragungsverhalten aufweist (DT-OS 15 23610). Mit dieser Anlage ist

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jedoch lediglich ein unterschiedliches zeitliches Übertragungsverhalten zu erzielen.

Die Aufgäbe besteht daher daiin, eine Einrichtung zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit von Werkzeugmaschinen, mittels der die Vorschubgeschwindigkeit durch einen schnell reagierenden Regler beeinflußt wird, anzugeben, so daß starke Schwankungen der Regelgröße während eines Teilarbeitsganges keinen Einfluß ausüben können und eine Überschreitung des Sollwertes in möglichst kurzer Zeit ausgeregelt wird.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß beim Unterschreiten des Sollwertes der Vergleicher über eine Synchronisationseinrichtung mit einem nachgeschalteten Speicher, der die minimale Regelabweichung während eines durch die Synchronisationseinrichtung bestimmten Zeitraums als Korrektur zur Stellgröße speichert und diesen Wert mit dem Takt der Synchronisationseinrichtung weitergibt, mit einem Integrierer, der als Speicher arbeitet, des Reglers verbunden ist, und daß beim Überschreiten des Sollwertes der Vergleicher sowohl direkt mit dem Integrierer als auch mit einem Proportionalglied des Reglers verbunden ist, und daß ein Schwellwertverstärker vorgesehen ist, der die Abschaltung bzw. Zuscbaltung des als Speicher arbeitenden Gliedes bewirkt.

Der Vorteil dieser Einrichtung z. B. bei der Anwendung als Adaptive Controleinrichtung an Drehmaschinen liegt einmal darin, daß gegenüber der Verwendung von konventionellen Pl-Reglern der Maximalwert der Regelgröße auch bei stark schwankenden Störgrößen während eines Teilarbeitsganges, z. B. einer Werkstückumdrehung beim Drehen an den Sollwert der Regelgröße geführt wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die hier angegebene Strukturveränderlichkeit der Anordnung bewirkt, daß die Dimensionierung des bei Überschreitung wirksamen PI-Reglers nur von der Dynamik des Vorschubantriebes bestimmt wird und somit also unabhängig von der Werkstück-(Drehen) oder Werkzeugumdrehung (beim Fräsen, Bohren) wird. Das Regelverhalten wird damit wesentlich günstiger als mit strukturfesten Pl-Reglern.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

An einem Vergleicher 1 wird die Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert der Regelgrößen als Regelabweichung χ gebildet. Während eines Teilarbeitsganges, z. B. einer Umdrehung einer Spindel, wird kurzzeitig ein Kontakt 2, der von der Spindel betätigt wird, im Regelkreis geschlossen und der in diesem Augenblick anstehende Wert χ in einem Speicher 4 gespeichert. Sollte sich die Regelabweichung im Verlauf der folgenden Umdrehung verringern, so erfolgt eine Entladung des Speichers 4 über eine Diode 5. Nach einer Umdrehung befindet sich also der kleinste, während dieser Umdrehung aufgetretene Wert der Regelabweichung im Speicher 4. Dieser Wert wird durch kurzzeitiges Schließen eines weiteren Kontaktes 3 über einen Kontakt 6 eines Relais 9 auf einen Integrierer 7 geschaltet, der einen Teil des Reglers darstellt. Die Ausgangsspannung des Integrierers 7 bildet den Sollwert für die Vorschubgeschwindigkeit der nächsten Umdrehung und wird der Regelstrecke 13 zugeleitet. Die Vorschubgeschwindigkeit ist über die Länge einer Umdrehung konstant, da der Eingang des Integrierers 7 somit als Speicher wirkt. Die Kontaktfolge läuft also so ab, daß zunächst der Inhalt des Speichers 4 über den Kontakt Ά

durch einen Integrationsvorgang im Integrierer 7 summiert wird und dann der Inhalt des Speichers 4 durch kurzzeitiges Schließen des Kontak es 2 auf den aktuellen Wert der Regelabweichung gebracht wird. In diesem Falle zeigt der Regler ein nichtlineares Verhalten.

Tritt eine Überschreitung der Regelgröße auf, so wird über einen hysteresebehafteten Schwellwertverstärker 8 das Relais 9 betätigt. Seine Kontakte 6,10 und 11 sJ.alten um. Es wird dabei ein weiterer Teil des Reglers, das Proportional 12 zu dem Integrierer 7 hinzugeschaltet, so daß der Regler ein lineares Verhalten erhält. Die Parallelschaltung der Glieder 7 und 12 ergibt nun einen PI-Regler. Wird der Sollwert der Regelgröße wieder unterschritten, fällt das Relais 9 ab und der nichtlineare Betrieb wird wieder aufgenommen. Durch Betätigung des Kontaktes 11 ist der Inhalt des Speichers 4 nach dem Unterschreiten des Sollwertes zu Null geworden, d. h. für die nächstfolgende durch die Spindelkontaktfolge bestimmte Umdrehung bleibt die Vorschubgeschwindigkeit im nichtlinearen Betrieb konstant.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

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Einrichtung zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit von Werkzeugmaschinen, mittels der äie Vorschubgeschwindigkeit durch einen schnell reagierenden Regler, der in seiner Struktur umschaltbar ist, beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Unterschreiten des Sollwerts der Vergleicher (1) über eine Synchroni- ίο sationseinrichtung (2,3) mit einem nachgeschalteten Speicher (4), der die minimale Regelabweichung während eines durch die Synchronisationseinrichtung bestimmten Zeitraums als Korrektur zur StellgröOle speichert und diesen Wert mit dem Takt der Synchronisationseinrichtung weitergibi mit einem Integrierer (7). der als Speicher arbeitet, des Reglers verbunden ist, und daß beim Überschreiten des Sollwerts der Vergleicher (1) sowohl direkt mit dem Integrierer (7) als auch mit einem Proportionalglied (12) des Reglers verbunden ist, und daß ein Schwellwertverstärker (8) vorgesehen ist, der die Abschaltung bzw. Zuschaltung des als Speicher arbeitenden Gliedes (12) bewirkt.