RO113624B1

RO113624B1 - Electro-hydraulic device reproducing not represented analytically, three-dimensional mechanical profiles

Info

Publication number: RO113624B1
Application number: RO9700274A
Authority: RO
Inventors: Aurel Oprean; Razvan Toculescu
Original assignee: Aurel Oprean; Razvan Toculescu
Priority date: 1997-02-11
Filing date: 1997-02-11
Publication date: 1998-09-30

Abstract

The invention refers to an electro-hydraulic device for copying three-dimensional mechanical profiles that cannot be expressed analytically, and is designed to be used mainly in the automotive industry, for the serial multiplication of vehicle parts. The device is made up of an incremental device (1) which supplies an analogue electrical signal at its output to two servo valves (2 and 3) and the hydraulic signals that are obtained at their output are transmitted to a hydraulic cylinder (4 and 5, respectively) with a position transducer (6 and 7, respectively) mounted onto its rod. The electro-hydraulic signals obtained at the output of the position transducers (6 and 7) are applied to a regulating neuronal network (8) which, by interpolation with spline functions in between the learned points on the surface of the spatial profile to be made, supplies an analogue electrical signal at its output, which is applied to another servo valve (9) that controls a third hydraulic cylinder (10) whose role is to engage the cutter (11).

Description

Dispozitivul electrohidraulic de copiere a profilurilor mecanice spațiale neexprimabile analitic este destinat, în special, utilizării în domeniul construcțiilor de mașini, pentru multiplicarea în serie a pieselor.The electro-hydraulic device for copying the non-analytically expressed spatial mechanical profiles is intended, in particular, for use in the field of machine construction, for serial multiplication of parts.

Pentru multiplicarea în serie a profilurilor mecanice spațiale neexprimabile analitic, se utilizează came combinatorice spațiale, integrate în servomecanisme mecanice de copiere tridimensională, simple sau mixte (mecanohidraulice sau mecanopneumatice]. Acestea prezintă dezavantajul uzurii suprafețelor, și în plus în procesul ei tehnologic complex de realizare este inerentă apariția unei oarecare imprecizii, ceea ce conduce la propagarea erorilor de prelucrare de la șablon - camă, către produs - piesă, care trebuie prelucrată cu precizie. Alt dezavantaj îl reprezintă complexitatea deosebită a servomecanismelor mecanopneumatice de copiere tridimensională care conțin ca parte integrantă cama.For serial multiplication of non-analytically expressible spatial mechanical profiles, spatial combinatorial cams, integrated in mechanical servomechanisms of three-dimensional, simple or mixed copying (mechanical-hydraulic or mechanical-pneumatic), are used, which have the disadvantage of surface wear, and in addition in its complex technological process. inherent inaccuracies are inherent, which leads to the propagation of processing errors from the template-cam, to the product-piece, which must be processed precisely. Another disadvantage is the special complexity of the three-dimensional copying pneumomechanical servomechanisms that contain as an integral part .

Se cunosc, de asemenea, dispozitive care înlocuiesc cama combinatorică spațială, cu calculatoare de proces cu circuite integrate ROM de mare capacitate, dispozitive cunoscute sub denumirea de mașini - unelte cu comandă numerică. Dezavantajul acestora constă în faptul că punctul ce trebuie așchiat este ales ca fiind cel mai apropiat punct de punctul memorat în circuitul integrat ROM al calculatorului de proces, ceea ce duce la scăderea preciziei de așchiere.Also known are devices that replace the spatial combinatorial cam, with process computers with high capacity ROM integrated circuits, devices known as machines - numerically controlled tools. Their disadvantage is that the point to be sliced is chosen as the closest point to the point stored in the integrated circuit ROM of the process computer, which leads to a decrease in cutting accuracy.

Dispozitivul, conform invenției, înlătură dezavantajele de mai sus, prin optimizarea procesului tehnologic de copiere a profilurilor mecanice spațiale neexprimabile analitic, astfel încât să permită copierea profilurilor mecanice, indiferent de gradul de complexitate al suprafețelor, fiind alcătuit dintr-un dispozitiv incremental pentru înaintarea cu pas mic reglabil, de ordinul micronilor, pe direcțiile de execuție, unghiulară și verticală, corespunzătoare axelor Οφ și Oz în sistemul de coordonare cilindrice, dispozitiv incremental ce furnizează la ieșire un semnal electric analogic către două servovalve situate pe axele Οφ, respectiv Oz, având rol de amplificatoare și convertoare electrohidraulice de precizie, la a căror ieșire se obține un semnal hidraulic transmis unui cilindru hidraulic cu rol de element de execuție a sculei de așchiere pe direcția de execuție Οφ și , respectiv, Oz, cilindrii hidraulici având o tijă de care se fixează un traductor de poziție, semnalele electrohidraulice de la ieșirea traductoarelor de poziție fiind aplicate unei rețele neuronale de regularizare, care, realizată sub forma unui circuit integrat analogic VLSI, permite învățarea profilului spațial de așchiere prin aproximare și interpolare cu funcții spline, rețeaua neuronală de regularizare furnizând la ieșire un semnal electric analogic ce conține informații referitoare la deplasarea elementului de execuție pe axa Or, unde r=<P(<p,z], semnal care se aplică unei alte servovalve, ce comandă un al treilea cilindru hidraulic cu rol de antrenare a sculei de așchiere pe direcția axei Or.The device, according to the invention, removes the above disadvantages, by optimizing the technological process of copying the analytically non-expressible spatial mechanical profiles, so as to allow the copying of the mechanical profiles, regardless of the degree of complexity of the surfaces, being made up of an incremental device for forwarding with small adjustable step, in the order of microns, in the execution directions, angular and vertical, corresponding to the axes Οφ and Oz in the cylindrical coordination system, an incremental device that provides at the output an analog electrical signal to two servo valves located on the axes Οφ, respectively Oz, having the role of precision electro-hydraulic amplifiers and converters, the output of which is obtained by a hydraulic signal transmitted to a hydraulic cylinder with the role of execution element of the cutting tool in the execution direction Oz and, respectively, Oz, the hydraulic cylinders having a rod of which a position transducer, the electro-hydraulic signals from the position transducers output being applied to a neural regulating network, which, realized in the form of a VLSI analog integrated circuit, allows learning the spatial profile of the cut by approximating and interpolating with spline functions, providing the neural regulating network at the output, an analog electrical signal containing information regarding the displacement of the execution element on the axis Or, where r = <P (<p, z], a signal that is applied to another servo valve, which controls a third hydraulic cylinder with a driving role. of the cutting tool in the axis direction Or.

Dispozitivul, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:The device according to the invention has the following advantages:

- obținerea, în procesul de așchiere a suprafeței, a preciziei maxime posibile din punct de vedere tehnic în așchierea suprafeței, respectându-se întocmai profilul spațial impus de forma piesei, aproximând cu eroare minimă o funcție definită pe un domeniu compact;- obtaining, in the process of cutting the surface, the maximum precision possible from a technical point of view in cutting the surface, respecting precisely the spatial profile imposed by the shape of the piece, approximating with minimal error a function defined on a compact field;

- realizează interpolarea cu funcții spline, rezultatul obținut la ieșire fiind optimal ,prin eliminarea oscilațiilor de poziție ale punctului suprafeței învățate, spre deosebire de alte metode de interpolare, unde oscilația rezultată este puternică, în special pentru suprafețele învățate la care aproximarea se face cu puncte reduse.- performs interpolation with spline functions, the result obtained at the output being optimal, by eliminating the position oscillations of the point of the learned surface, as opposed to other interpolation methods, where the resulting oscillation is strong, especially for the learned surfaces to which the approximation is made with points reduced.

Prin aplicarea dispozitivului de copiere, conform invenției, se obține în cea mai simplă configurație posibilă (utilizând o schemă electrohidraulică minimală), o creștere a preciziei de execuție a profilului mecanic spațial ce trebuie așchiat, spre deosebire de situația clasică în care se folosea cama combinatorică spațială, care, supusă uzurii, ducea la scăderea preciziei de așchiere, cuBy applying the copying device, according to the invention, it is obtained in the simplest possible configuration (using a minimal electro-hydraulic scheme), an increase of the precision of execution of the spatial mechanical profile to be cut, as opposed to the classical situation in which the combinatorial bed was used. space, which, subject to wear, decreased the cutting accuracy, with

RO 113624 Bl cât era mai mare producția de serie și cu cât servomecanismul mecanopneumaric de copiere tridimensională era mai complicat și mai complex.RO 113624 Bl the larger the series production and the more the mechanical and pneumatic three-dimensional copying servomechanism was more complicated and complex.

Se dă mai jos un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu figura, care reprezintă schema bloc a dispozitivului electrohidraulic de copiere a profilurilor mecanice spațiale neexprimabile analitic.The following is an example of an embodiment of the invention, in connection with the figure, which represents the block diagram of the electro-hydraulic device for copying the non-analytically expressed spatial mechanical profiles.

Dispozitivul, ~ conform invenției, este alcătuit dintr-un dispozitiv incremental 1 pentru înaintarea cu pas mic reglabil, de ordinul micronilor, pe direcțiile de execuție, unghiulară și verticală, corespunzătoare axelor Οφ și Oz în sistemul de coordonare cilindrice, dispozitiv incremental ce furnizează la ieșire un semnal electric analogic către două servovalve 2 și 3, situate pe axele Οφ și, respectiv, Oz, având rol de amplificatoare și convertoare electrohidraulice de precizie, la a căror ieșire se obține un semnal hidraulic transmis unui cilindru hidraulic 4 și, respectiv 5, cu rol de element de execuție a sculei de așchiere 11 pe direcția axei 0<p,ș\ respectiv Oz, cilindrii hidraulici 4 și 5 având o tijă de care se fixează un traductor de poziție 6 și, respectiv 7, semnalele electrohidraulice de la ieșirea traductoarelor de poziție 6 și 7 fiind aplicate unei rețele neuronale de regularizare 8, care, prin interpolare cu funcții spline între punctele învățate ale suprafeței profilului spațial de realizat, furnizează la ieșire un semnal electric analogic ce conține informații referitoare la deplasarea elementului de execuție pe axa Or, unde Γ=Φ(φ,ζ], semnal care se aplică unei alte servovalve 9 ce comandă un al treilea cilindru hidraulic 10, cu rol de antrenare a sculei de așchiere 11 pe direcția axei Or.The device, ~ according to the invention, is made up of an incremental device 1 for the adjustable small step forward, of the order of microns, in the execution directions, angular and vertical, corresponding to the axes Οφ and Oz in the cylindrical coordinating system, an incremental device that provides at output an analog electrical signal to two valves 2 and 3, located on the axes Οφ and respectively, Oz, having the role of precision electro-hydraulic amplifiers and converters, the output of which is obtained a hydraulic signal transmitted to a hydraulic cylinder 4 and 5 respectively , with the role of execution element of the cutting tool 11 in the direction of axis 0 <p, and \ respectively Oz, the hydraulic cylinders 4 and 5 having a rod from which a transducer of position 6 and, respectively, 7, the electro-hydraulic signals from the output of the position transducers 6 and 7 being applied to a regularization neural network 8, which, by interpolation with spline functions between the learned points of the surface of the spatial profile to be realized, provide at the output an analogical electrical signal containing information regarding the displacement of the execution element on the axis Or, where Γ = Φ (φ, ζ], a signal that is applied to another servo valve 9 which commands a the third hydraulic cylinder 10, with the role of driving the cutting tool 11 in the axis direction Or.

Rețeaua neuronală de regularizare 8, realizată sub forma unui circuit integrat analogic VLSI și având două intrări și o ieșire, permite învățarea profilului spațial de așchiat indiferent de complexitatea suprafeței acestuia, prin aproximare și interpolare cu funcții spline, la ieșirea rețelei neuronale de regularizare 8, obținându-se, sub forma unor semnale electrice, informația referitoare la suprafața de așchiat. Rețeaua neuronală de regularizare 8, numită generic camă neuronală spațială, înainte de a fi introdusă în dispozitivul electrohidraulic de copiere, învață profilul pe care trebuie să-l reproducă, introducând simultan pe cele două intrări și pe ieșire, triplete de valori corespunzând fiecărui punct care trebuie învățat și care aparține suprafeței neexprimabile analitic.The regularization neural network 8, made in the form of a VLSI analog integrated circuit and having two inputs and one output, allows learning the spatial profile of the slice regardless of its surface complexity, by approximating and interpolating with spline functions, at the output of the neural network 8, obtaining, in the form of electrical signals, the information regarding the surface to be cut. The regularization neural network 8, generically called a spatial neural cam, before being introduced into the electro-hydraulic copying device, learns the profile to be reproduced, simultaneously entering the two inputs and outputs, triples of values corresponding to each point that it must be learned and which belongs to the analytically inexpressible surface.

Claims

Claim

Electro-hydraulic device for copying the non-analytically expressive spatial mechanical profiles, characterized by an incremental device (1) for adjustable, small-micron step forward, in the execution directions, angular and vertical, corresponding to the axes Οφ and Oz In the cylindrical coordination system, an incremental device (1) that provides an output analog signal to two valves (2 and 3), located on the axes Οφ and Oz respectively, and having the role of precision electro-hydraulic amplifiers and converters, at a whose output is obtained a hydraulic signal transmitted to a hydraulic cylinder (4 and 5, respectively), with the role of execution element of the cutting tool (11) in the direction of the axis respectiv, respectively Oz, the hydraulic cylinders (4 and 5) having a rod from which a position transducer (6 and 7, respectively) is fixed, the electro-hydraulic signals from the output of the position transducers (6 and 7 ] being applied to a neural network of regularization (8), which, by interpolation with spline functions between the learned points of the surface of the spatial profile to be realized, provides at the output an analog electrical signal containing information regarding the displacement of the execution element on the Or axis, where r = $ (<p, z], a signal that is applied to another servo valve (9), which controls a third hydraulic cylinder (10) with the drive tool (11) in the direction of the axis Or.