RU160849U1 - NEXT DRIVING DRIVE FOR METAL CUTTING MACHINE - Google Patents

NEXT DRIVING DRIVE FOR METAL CUTTING MACHINE Download PDF

Info

Publication number
RU160849U1
RU160849U1 RU2015116378/02U RU2015116378U RU160849U1 RU 160849 U1 RU160849 U1 RU 160849U1 RU 2015116378/02 U RU2015116378/02 U RU 2015116378/02U RU 2015116378 U RU2015116378 U RU 2015116378U RU 160849 U1 RU160849 U1 RU 160849U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
comparator
adder
delay line
Prior art date
Application number
RU2015116378/02U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Львович Либерман
Сергей Геннадьевич Кучин
Евгения Юрьевна Чепусова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2015116378/02U priority Critical patent/RU160849U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU160849U1 publication Critical patent/RU160849U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

Следящий привод подачи металлорежущего станка, содержащий двигатель постоянного тока, связанный с преобразователем переменного напряжения в постоянное, блок импульсно-фазового управления, выход которого подключен к управляющему входу упомянутого преобразователя, задатчик скорости, первый компаратор, выход которого соединен со входом блока импульсно-фазового управления, датчик скорости, вход которого кинематически связан с упомянутым двигателем, первый сумматор, первый вход которого подключен к задатчику скорости, а выход - ко второму входу первого компаратора, датчик момента сопротивления на валу упомянутого двигателя, выполненный в виде динамометра, вход которого кинематически связан с упомянутым двигателем, блок индикации момента сопротивления на валу упомянутого двигателя, соединенный с выходом динамометра, второй сумматор, второй и третий компараторы, первую и вторую линии задержки, при этом выход динамометра соединен с первым входом второго сумматора, со вторым входом второго компаратора и со входом первой линии задержки, выход задатчика скорости соединен со вторым входом третьего компаратора и со входом второй линии задержки, выход первой линии задержки соединен с первым входом второго компаратора, выход второй линии задержки подключен к первому входу третьего компаратора, выход второго компаратора соединен со вторым входом второго сумматора, выход третьего компаратора соединен со вторым входом первого сумматора, а выход второго сумматора подключен к третьему входу первого сумматора, отличающийся тем, что он снабжен третьим сумматором, выход которого соединен с первым входом первого компаратора, четвеA servo feed drive of a metal cutting machine, comprising a DC motor connected to an AC / DC converter, a pulse-phase control unit, the output of which is connected to the control input of the converter, a speed control unit, a first comparator, the output of which is connected to the input of the pulse-phase control unit , a speed sensor, the input of which is kinematically connected with the aforementioned engine, the first adder, the first input of which is connected to the speed controller, and the output to the second at the input of the first comparator, a resistance moment sensor on the shaft of the aforementioned engine, made in the form of a dynamometer, the input of which is kinematically connected to the said engine, a resistance moment indication indicator on the shaft of the mentioned engine, connected to the output of the dynamometer, a second adder, second and third comparators, the first and the second delay line, while the dynamometer output is connected to the first input of the second adder, to the second input of the second comparator and to the input of the first delay line, the output of the speed controller is connected to the second input of the third comparator and with the input of the second delay line, the output of the first delay line is connected to the first input of the second comparator, the output of the second delay line is connected to the first input of the third comparator, the output of the second comparator is connected to the second input of the second adder, the output of the third comparator is connected to the second input the first adder, and the output of the second adder is connected to the third input of the first adder, characterized in that it is equipped with a third adder, the output of which is connected to the first input of the first paratora, four

Description

Следящий привод подачи металлорежущего станкаCutting machine feed drive

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к приводам формообразующих движений металлорежущих станков.The proposed utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, to drives of forming movements of metal-cutting machines.

Приводы, аналогичные предлагаемому, известны. К ним относится, в частности, привод, описанный в книге «В.Л. Косовский и др. Программное управление станками и промышленными роботами. - М.: Высшая школа, 1986, стр. 168-169». Он состоит из двигателя постоянного тока, преобразователя переменного напряжения в постоянное, выход которого связан с двигателем, и блока импульсно-фазового управления, выход которого соединен с управляющим входом преобразователя, а вход - с задатчиком напряжения. При использовании такого привода с помощью задатчика на блок импульсно-фазового управления подается низковольтный сигнал. В ответ на него блок формирует импульсы, сдвинутые во времени по фазе на ту или иную величину. Импульсы поступают на преобразователь переменного напряжения в постоянное (он питается от источника общеизвестной конструкции) и, в зависимости от их фазы, заставляют преобразователь подавать на двигатель то или иное выпрямленное напряжение. Задавая с помощью задатчика определенный управляющий сигнал, можно получать определенную скорость вращения двигателя.Actuators similar to those proposed are known. These include, in particular, the drive described in the book “V.L. Kosovsky and others. Software control of machines and industrial robots. - M.: Higher School, 1986, pp. 168-169. It consists of a DC motor, an AC to DC converter, the output of which is connected to the motor, and a pulse-phase control unit, the output of which is connected to the control input of the converter, and the input is connected to the voltage regulator. When using such a drive, a low-voltage signal is supplied to the pulse-phase control unit using a setter. In response to it, the block generates pulses shifted in time by phase by one or another value. The pulses are fed to an AC / DC converter (it is powered by a well-known design source) and, depending on their phase, cause the converter to supply one or another rectified voltage to the motor. By setting a specific control signal with the help of a dial, a certain engine speed can be obtained.

Описанный привод достаточно прост, однако он имеет серьезный недостаток. При существенных колебаниях нагрузки на него (момента сопротивления) скорость вращения выходного вала его двигателя также существенно изменяется. При больших нагрузках двигатель даже может остановиться. В результате, область применения данного привода весьма ограничена. Этого недостатка в значительной мере лишен привод-аналог, описанный, например, в работе «В.Л. Сосонкин и др. Программное управление станками. - М.: Машиностроение, 1981, стр. 119, рис. 2.11». Он в меньшей степени реагирует на колебания момента сопротивления, а потому область его применения оказывается шире, чем у предыдущего.The described drive is quite simple, but it has a serious drawback. With significant fluctuations in the load on it (moment of resistance), the speed of rotation of the output shaft of its engine also changes significantly. Under heavy loads, the engine may even stop. As a result, the scope of this drive is very limited. The drive-analogue, described, for example, in the work “V.L. Sosonkin et al. Software control of machines. - M.: Mechanical Engineering, 1981, p. 119, Fig. 2.11 ". To a lesser extent, it reacts to fluctuations in the moment of resistance, and therefore its field of application is wider than that of the previous one.

Второй привод-аналог содержит двигатель постоянного тока, связанный с преобразователем переменного напряжения в постоянное, блок импульсно-фазового управления, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя, компаратор, выход которого соединен со входом блока импульсно-фазового управления, задатчик скорости, выход которого соединен со вторым входом компаратора, и датчик скорости, вход которого кинематически связан с двигателем, а выход соединен с первым входом компаратора.The second analog drive contains a DC motor connected to an AC to DC converter, a pulse-phase control unit, the output of which is connected to the control input of the converter, a comparator, the output of which is connected to the input of the pulse-phase control unit, a speed controller, the output of which is connected with the second input of the comparator, and a speed sensor, the input of which is kinematically connected to the engine, and the output is connected to the first input of the comparator.

Рассмотренный привод-аналог работает более надежно (остановка его при перегрузках менее вероятна), скорость двигателя, которую он обеспечивает, более стабильна, и в целом он более эффективен, чем описанный ранее. Однако он, все же, не свободен от недостатков. Главный из них состоит в том, что снижение (или превышение) скорости двигателя в нем обнаруживается тогда, когда оно уже произошло. Привод его компенсирует, и скорость восстанавливается, однако некоторые ее колебания остаются. Причем в ту и другую сторону - в «плюс» и в «минус» от номинала. Обусловлены они инерционностью двигателя, и чем она больше, тем больше амплитуда колебаний.The considered analog drive works more reliably (it is less likely to stop it during overloads), the engine speed that it provides is more stable, and in general it is more efficient than that described earlier. However, he is nevertheless not free from shortcomings. The main one is that a decrease (or excess) of the engine speed in it is detected when it has already occurred. The drive compensates for it, and the speed is restored, however, some of its fluctuations remain. Moreover, in both directions - in the “plus” and “minus” of the face value. They are caused by the inertia of the engine, and the larger it is, the greater the amplitude of the oscillations.

Вместе с тем существует следящий привод подачи, имеющий более высокую стабильность работы, чем последний. Этот привод защищен Патентом РФ №96511 от 10 августа 2010 года и также является аналогом предлагаемого. Он содержит двигатель постоянного тока, связанный с преобразователем переменного напряжения в постоянное, блок импульсно-фазового управления, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя, задатчик скорости, компаратор, выход которого соединен со входом блока импульсно-фазового управления, датчик скорости, вход которого кинематически связан с двигателем, а выход соединен с первым входом компаратора, сумматор, первый вход которого подключен к задатчику скорости, датчик момента сопротивления на валу упомянутого двигателя, выполненный в виде динамометра, вход которого кинематически связан с двигателем, и блок индикации момента сопротивления на валу двигателя, соединенный с выходом динамометра, при этом второй вход сумматора подключен к выходу динамометра, а выход - ко второму входу компаратора.However, there is a follow-up feed drive having a higher stability than the last. This drive is protected by RF Patent No. 96511 of August 10, 2010 and is also an analogue of the proposed one. It contains a DC motor connected to an AC to DC converter, a pulse-phase control unit, the output of which is connected to the control input of the converter, a speed controller, a comparator, the output of which is connected to the input of the pulse-phase control unit, a speed sensor, the input of which is kinematically connected to the engine, and the output is connected to the first input of the comparator, an adder, the first input of which is connected to the speed controller, a resistance torque sensor on the shaft of the said motor A, made in the form of a dynamometer, the input of which is kinematically connected to the engine, and a resistance moment indication unit on the motor shaft, connected to the dynamometer output, while the second adder input is connected to the dynamometer output, and the output to the second comparator input.

Несмотря, однако, на то, что данный привод обеспечивает более высокую стабильность скорости, чем другие приводы-аналоги, он имеет не всегда достаточно высокое быстродействие, т.е. не всегда достаточно быстро изменяет скорость работы двигателя в ответ на изменения сигнала от задатчика скорости и сигнала от динамометра (датчика момента сопротивления). Этого недостатка из известных приводов лишен привод, защищенный Патентом №115277 и принятый нами за прототип. Он содержит двигатель постоянного тока, связанный с преобразователем переменного напряжения в постоянное, блок импульсно-фазового управления, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя, задатчик скорости, первый компаратор, выход которого соединен со входом блока импульсно-фазового управления, датчик скорости, вход которого кинематически связан с двигателем, а выход соединен с первым входом первого компаратора, первый сумматор, первый вход которого подключен к задатчику скорости, а выход - ко второму входу первого компаратора, датчик момента сопротивления на валу упомянутого двигателя, выполненный в виде динамометра, вход которого кинематически связан с двигателем, и блок индикации момента сопротивления на валу упомянутого двигателя, соединенный с выходом динамометра, дополнительно снабжен вторым сумматором, вторым и третьим компараторами, первой и второй линиями задержки, при этом выход динамометра соединен с первым входом второго сумматора, со вторым входом второго компаратора и со входом первой линии задержки, выход задатчика скорости соединен со вторым входом третьего компаратора и со входом второй линии задержки, выход первой линии задержки соединен с первым входом второго компаратора, выход второй линии задержки подключен к первому входу третьего компаратора, выход второго компаратора соединен со вторым входом второго сумматора, выход третьего компаратора соединен со вторым входом первого сумматора, а выход второго сумматора подключен к третьему входу первого сумматора.Despite the fact that this drive provides higher speed stability than other analog drives, it does not always have high enough speed, i.e. it does not always quickly change the speed of the engine in response to changes in the signal from the speed controller and the signal from the dynamometer (resistance torque sensor). This disadvantage of the known drives lacks a drive protected by Patent No. 115277 and adopted by us as a prototype. It contains a DC motor connected to an AC to DC converter, a pulse-phase control unit, the output of which is connected to the control input of the converter, a speed controller, a first comparator, the output of which is connected to the input of the pulse-phase control unit, a speed sensor, the input of which kinematically connected to the engine, and the output is connected to the first input of the first comparator, the first adder, the first input of which is connected to the speed controller, and the output to the second input of the first mparator, a torque sensor on the shaft of the aforementioned engine, made in the form of a dynamometer, the input of which is kinematically connected to the engine, and a resistance moment indication indicator on the shaft of the aforementioned engine, connected to the dynamometer output, is additionally equipped with a second adder, a second and third comparators, the first and second delay lines, while the dynamometer output is connected to the first input of the second adder, to the second input of the second comparator and to the input of the first delay line, the output of the speed adjuster is connected n with the second input of the third comparator and with the input of the second delay line, the output of the first delay line is connected to the first input of the second comparator, the output of the second delay line is connected to the first input of the third comparator, the output of the second comparator is connected to the second input of the second adder, the output of the third comparator is connected to the second input of the first adder, and the output of the second adder is connected to the third input of the first adder.

Однако, все же, описанный привод не всегда обеспечивает достаточно высокое быстродействие в ответ на изменения сигнала от датчика скорости.However, nevertheless, the described drive does not always provide a sufficiently high speed in response to changes in the signal from the speed sensor.

Задачей создания предлагаемой полезной модели является дальнейшее увеличение быстродействия привода. Достигается решение этой задачи тем, что следящий привод подачи металлорежущего станка, содержащий двигатель постоянного тока, связанный с преобразователем переменного напряжения в постоянное, блок импульсно-фазового управления, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя, задатчик скорости, первый компаратор, выход которого соединен со входом блока импульсно-фазового управления, датчик скорости, вход которого кинематически связан с двигателем, первый сумматор, первый вход которого подключен к задатчику скорости, а выход - ко второму входу первого компаратора, датчик момента сопротивления на валу упомянутого двигателя, выполненный в виде динамометра, вход которого кинематически связан с двигателем, блок индикации момента сопротивления на валу упомянутого двигателя, соединенный с выходом динамометра, второй сумматор, второй и третий компараторы, первую и вторую линии задержки, при этом выход динамометра соединен с первым входом второго сумматора, со вторым входом второго компаратора и со входом первой линии задержки, выход задатчика скорости соединен со вторым входом третьего компаратора и со входом второй линии задержки, выход первой линии задержки соединен с первым входом второго компаратора, выход второй линии задержки подключен к первому входу третьего компаратора, выход второго компаратора соединен со вторым входом второго сумматора, выход третьего компаратора соединен со вторым входом первого сумматора, а выход второго сумматора подключен к третьему входу первого сумматора, дополнительно снабжен третьим сумматором, выход которого соединен с первым входом первого компаратора, четвертым компаратором, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, третьей линией задержки, выход которой соединен с первым входом четвертого компаратора, а выход датчика скорости соединен со вторым входом третьего сумматора, со вторым входом четвертого компаратора и со входом третьей линии задержки.The task of creating the proposed utility model is to further increase the speed of the drive. This problem is achieved by the fact that the servo feed drive of the cutting machine, containing a DC motor connected to an AC / DC converter, a pulse-phase control unit, the output of which is connected to the control input of the converter, a speed controller, the first comparator, the output of which is connected to the input of the pulse-phase control unit, a speed sensor, the input of which is kinematically connected to the engine, the first adder, the first input of which is connected to the speed controller, and the output is to the second input of the first comparator, the resistance moment sensor on the shaft of the said engine, made in the form of a dynamometer, the input of which is kinematically connected to the engine, the resistance moment indication indicator on the shaft of the mentioned engine, connected to the dynamometer output, the second adder, the second and third comparators, the first and second delay lines, while the dynamometer output is connected to the first input of the second adder, to the second input of the second comparator and to the input of the first delay line, the output of the speed adjuster is connected with the second input of the third comparator and with the input of the second delay line, the output of the first delay line is connected to the first input of the second comparator, the output of the second delay line is connected to the first input of the third comparator, the output of the second comparator is connected to the second input of the second adder, the output of the third comparator is connected to the second input of the first adder, and the output of the second adder is connected to the third input of the first adder, is additionally equipped with a third adder, the output of which is connected to the first input of the first compar a torus, a fourth comparator, the output of which is connected to the first input of the third adder, a third delay line, the output of which is connected to the first input of the fourth comparator, and the output of the speed sensor is connected to the second input of the third adder, with the second input of the fourth comparator and with the input of the third delay line.

Схема предлагаемого следящего привода подачи показана на фиг. 1. Она включает в себя двигатель постоянного тока 1, связанный с преобразователем переменного напряжения в постоянное 2 (это может быть стандартный тиристорный преобразователь, питающийся от трехфазной сети), блок импульсно-фазового управления 3, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя 2, задатчик скорости 4, первый компаратор 5, выход которого соединен со входом блока импульсно-фазового управления 3, и датчик скорости 6, вход которого через механическую передачу 7 (а может и напрямую) кинематически связан с двигателем 1. Кроме того, привод содержит первый сумматор 8, выход которого связан со вторым входом компаратора 5, датчик момента сопротивления упомянутого двигателя, выполненный в виде динамометра 9, вход которого кинематически, через механическую передачу 10, связан с двигателем 1, и блока индикации момента сопротивления упомянутого двигателя 11, соединенного с выходом динамометра, второй сумматор 12, второй компаратор 13, третий компаратор 14, первую линию задержки 15, вторую линию задержки 16, третий сумматор 17, четвертый компаратор 18 и третью линию задержки 19. При этом первый вход сумматора 8 подключен к задатчику скорости 4, выход динамометра 9 соединен с первым входом сумматора 12, со вторым входом компаратора 13 и со входом линии задержки 15, выход задатчика скорости 4 соединен со вторым входом компаратора 14 и со входом линии задержки 16, выход линии задержки 15 соединен с первым входом компаратора 13, выход линии задержки 16 подключен к первому входу компаратора 14, выход компаратора 13 соединен со вторым входом сумматора 12, выход компаратора 14 соединен со вторым входом сумматора 8, выход сумматора 12 подключен к третьему входу сумматора 8, выход третьего сумматора 17 соединен с первым входом первого компаратора 5, выход четвертого компаратора 18 соединен с первым входом третьего сумматора 17, выход третьей линии задержки 19 соединен с первым входом четвертого компаратора 18, а выход датчика скорости 6 соединен со вторым входом третьего сумматора 17, со вторым входом четвертого компаратора 18 и со входом третьей линии задержки 19.A diagram of the proposed feed feed drive is shown in FIG. 1. It includes a DC motor 1, connected to an AC / DC converter 2 (it can be a standard thyristor converter, powered by a three-phase network), a pulse-phase control unit 3, the output of which is connected to the control input of the converter 2, a master speed 4, the first comparator 5, the output of which is connected to the input of the pulse-phase control unit 3, and a speed sensor 6, whose input is kinematically connected to the motor 1 through a mechanical transmission 7 (or maybe directly). In addition, the drive contains a first adder 8, the output of which is connected to the second input of the comparator 5, a resistance moment sensor of the aforementioned engine, made in the form of a dynamometer 9, the input of which is kinematically connected via a mechanical transmission 10 to the engine 1, and a resistance moment indication unit a motor 11 connected to the dynamometer output, a second adder 12, a second comparator 13, a third comparator 14, a first delay line 15, a second delay line 16, a third adder 17, a fourth comparator 18 and a third delay line 19. In this case, the first input of the adder 8 is connected to the speed controller 4, the output of the dynamometer 9 is connected to the first input of the adder 12, with the second input of the comparator 13 and with the input of the delay line 15, the output of the speed controller 4 is connected with the second input of the comparator 14 and with the line input delays 16, the output of the delay line 15 is connected to the first input of the comparator 13, the output of the delay line 16 is connected to the first input of the comparator 14, the output of the comparator 13 is connected to the second input of the adder 12, the output of the comparator 14 is connected to the second input of the adder 8, the output of the adder 12 is connected to the third input of adder 8, the output of the third adder 17 is connected to the first input of the first comparator 5, the output of the fourth comparator 18 is connected to the first input of the third adder 17, the output of the third delay line 19 is connected to the first input of the fourth comparator 18, and the output of the speed sensor 6 is connected with the second input of the third adder 17, with the second input of the fourth comparator 18 and with the input of the third delay line 19.

При использовании привода его запускают и разгоняют до рабочей скорости ω с помощью задатчика 4, постепенно увеличивая сигнал на выходе задатчика U4, например, по линейному закону. Сигнал от задатчика 4 поступает на сумматор 8. Этот же сигнал поступает напрямую на второй вход компаратора 14 и через линию задержки 16 - на первый (вычитающий) вход этого же компаратора. Линия задержки 16 задерживает входной сигнал на некоторое время dt. В связи с этим на выходе компаратора 14 получается сигнал, равный приращению dU4 сигнала, поступающего от задатчика 4, за время dt. По существу, он имеет смысл первой производной

Figure 00000002
сигнала U4, поступающего от задатчика, т.е. скорости его изменения. Указанный сигнал скорости
Figure 00000003
с выхода компаратора 14 поступает на сумматор 8, подобно сигналу U4 от задатчика 4, и добавляется к нему. Сигнал с выхода сумматора 8 поступает на вход компаратора 5 и обеспечивает получение требуемой скорости ω вращения двигателя 1 при данной нагрузке. Датчик скорости 6 при работе двигателя 1 выдает сигнал, характеризующий скорость двигателя, а динамометр 9 - сигнал, характеризующий момент сопротивления М на его валу, являющийся функцией силы резания при обработке на станке данной детали. Сигнал от динамометра 9 поступает на блок индикации момента сопротивления двигателя 11 и представляет оператору информацию о состоянии режущего инструмента. Одновременно с этим он поступает на сумматор 12. Он также поступает напрямую на второй вход компаратора 13 и через линию задержки 15 на первый (вычитающий) вход этого же компаратора. Линия задержки 15 задерживает входной сигнал на время dt и на выходе компаратора 13 при изменении М получается сигнал, равный приращению dM сигнала М за время dt. Так же, как и в случае U4, в данном случае на выходе компаратора 13 получается сигнал, имеющий смысл
Figure 00000004
, т.е. первой производной М или скорости изменения М. Этот сигнал складывается с М сумматором 12 и поступает на сумматор 8, затем на компаратор 5, на блок импульсно-фазового управления 3, преобразователь 2 и обеспечивает получение скорости со вращения двигателя 1 совместно с сигналами, поступающими на сумматор 8 от задатчика 4 и компаратора 14. Если скорость двигателя из-за возрастания силы резания (а значит, и момента сопротивления) снизится, то датчик скорости 6 уменьшит сигнал на выходе, и сигнал на выходе компаратора 5 возрастает, что приведет к обратному увеличению скорости ω. Если скорость двигателя 1 из-за уменьшения силы резания (момента сопротивления) возрастет, то датчик скорости 6 свой сигнал на выходе увеличит, на выходе компаратора 5 сигнал уменьшится, и скорость двигателя 1 соответственно уменьшится. Одновременно с этим, если момент сопротивления на двигателе возрастает, и двигатель 1 начинает снижать обороты, динамометр 9 добавит свой сигнал через сумматоры 12 и 8 к сигналу задатчика 4. Сюда же добавится сигнал и о скорости возрастания момента сопротивления с выхода компаратора 13 (чем больше скорость возрастания момента, тем больше этот сигнал, и наоборот). На выходе сумматора 8 сигнал, соответственно, увеличится, на выходе компаратора 5 тоже, что будет способствовать обратному возрастанию оборотов двигателя.When using the drive, it is started and accelerated to the operating speed ω with the help of the adjuster 4, gradually increasing the signal at the output of the adjuster U 4 , for example, according to a linear law. The signal from the setter 4 goes to the adder 8. The same signal goes directly to the second input of the comparator 14 and through the delay line 16 to the first (subtracting) input of the same comparator. Delay line 16 delays the input signal for some time dt. In this regard, at the output of the comparator 14, a signal is obtained equal to the increment dU 4 of the signal coming from the setter 4 during the time dt. Essentially, it makes sense of the first derivative
Figure 00000002
signal U 4 coming from the master, i.e. rate of change. Indicated speed signal
Figure 00000003
from the output of the comparator 14 enters the adder 8, like a signal U 4 from the setter 4, and is added to it. The signal from the output of the adder 8 is fed to the input of the comparator 5 and provides the desired speed ω of rotation of the engine 1 at a given load. The speed sensor 6 during the operation of engine 1 gives a signal characterizing the speed of the engine, and dynamometer 9 - a signal characterizing the moment of resistance M on its shaft, which is a function of the cutting force when machining this part on a machine. The signal from the dynamometer 9 is fed to the display unit of the resistance moment of the engine 11 and provides the operator with information about the status of the cutting tool. At the same time, it goes to the adder 12. It also goes directly to the second input of the comparator 13 and through the delay line 15 to the first (subtracting) input of the same comparator. The delay line 15 delays the input signal for a time dt and at the output of the comparator 13 when changing M, a signal is obtained equal to the increment dM of the signal M during the time dt. As in the case of U 4 , in this case, the output of the comparator 13 produces a signal that makes sense
Figure 00000004
, i.e. the first derivative of M or the rate of change of M. This signal is added to the M by adder 12 and fed to the adder 8, then to the comparator 5, to the pulse-phase control unit 3, converter 2 and provides speed from the rotation of engine 1 together with the signals received at the adder 8 from the setter 4 and the comparator 14. If the engine speed decreases due to the increase in cutting force (and hence the resistance moment), then the speed sensor 6 will reduce the output signal, and the output signal of the comparator 5 increases, which will lead to a reverse CB increase speed ω. If the speed of engine 1 increases due to a decrease in cutting force (resistance moment), then the speed sensor 6 will increase its output signal, at the output of comparator 5, the signal will decrease, and the speed of engine 1 will accordingly decrease. At the same time, if the moment of resistance on the engine increases, and engine 1 starts to slow down, dynamometer 9 will add its signal through adders 12 and 8 to the signal of setter 4. A signal will also be added about the rate of increase of the moment of resistance from the output of comparator 13 (the more the rate of increase of the moment, the greater this signal, and vice versa). At the output of the adder 8, the signal, respectively, will increase, at the output of the comparator 5, too, which will contribute to the reverse increase in engine speed.

Сигнал от датчика скорости 6 поступает на сумматор 17. Он также поступает напрямую на второй вход компаратора 18 и через линию задержки 19 на первый (вычитающий) вход этого же компаратора. Линия задержки 19 задерживает входной сигнал на время dt и на выходе компаратора 18 при изменении со получается сигнал, равный приращению dω сигнала ω за время dt. Так же, как и в случае U и М, в данном случае на выходе компаратора 18 получается сигнал, имеющий смысл dω/dt, т.е. первой производной со или скорости изменения со. Этот сигнал складывается с со сумматором 17 и поступает на компаратор 5, на блок управления 3, преобразователь 2 и обеспечивает получение скорости ω вращения двигателя 1 совместно с сигналами, поступающими на сумматор 8 от задатчика 4, компараторов 12 и 14. Если скорость двигателя снизится, то датчик скорости 6 уменьшит сигнал на выходе, и сигнал на выходе компаратора 5 возрастает, что приведет к обратному увеличению скорости ω. Если скорость двигателя 1 возрастет, то датчик скорости 6 свой сигнал на выходе увеличит, на выходе компаратора 5 сигнал уменьшится, и скорость двигателя 1 соответственно уменьшится.The signal from the speed sensor 6 goes to the adder 17. It also goes directly to the second input of the comparator 18 and through the delay line 19 to the first (subtracting) input of the same comparator. The delay line 19 delays the input signal for a time dt and at the output of the comparator 18, when changing co, a signal is obtained that is equal to the increment dω of the signal ω during the time dt. As in the case of U and M, in this case, a signal having the meaning dω / dt is obtained at the output of comparator 18, i.e. first derivative co or rate of change co. This signal is added to the adder 17 and fed to the comparator 5, to the control unit 3, the converter 2 and provides a speed ω of the engine 1 together with the signals received by the adder 8 from the setter 4, comparators 12 and 14. If the engine speed decreases, then the speed sensor 6 will reduce the output signal, and the signal at the output of the comparator 5 increases, which will lead to an inverse increase in the speed ω. If the speed of engine 1 increases, then the speed sensor 6 will increase its output signal, at the output of comparator 5, the signal will decrease, and the speed of engine 1 will accordingly decrease.

Докажем технический результат, получаемый в результате разработки предлагаемой полезной модели, следующим образом. Охарактеризуем работу привода приближенной математической модельюLet us prove the technical result obtained as a result of the development of the proposed utility model, as follows. Let us characterize the operation of the drive by an approximate mathematical model

ω=A·U-B·M,ω = A · U-B · M,

где ω - угловая скорость вращения двигателя, U - уровень сигнала на выходе компаратора 5, М - момент сопротивления, обусловленный действием на двигатель сил резания, А и В - коэффициенты пропорциональности, обусловленные конструкцией двигателя. У привода-прототипаwhere ω is the angular speed of rotation of the engine, U is the signal level at the output of the comparator 5, M is the moment of resistance due to the action of the cutting forces on the engine, A and B are the proportionality coefficients due to the design of the engine. The prototype drive

Figure 00000005
Figure 00000005

где U4 - уровень сигнала от задатчика 4, U6 - уровень сигнала от датчика скорости 6, равный C·ω, где С - коэффициент пропорциональности, обусловленный конструкцией датчика 6, U9 - уровень сигнала от динамометра 9, равный D·M, где D - коэффициент пропорциональности, обусловленный конструкцией динамометра.where U 4 is the signal level from master 4, U 6 is the signal level from speed sensor 6, equal to C · ω, where C is the proportionality coefficient due to the design of sensor 6, U 9 is the signal level from dynamometer 9, equal to D · M, where D is the coefficient of proportionality due to the design of the dynamometer.

ИлиOr

Figure 00000006
Figure 00000006

Отсюда следует, что для прототипаIt follows that for the prototype

Figure 00000007
Figure 00000007

и далееand further

Figure 00000008
Figure 00000008

У предлагаемого приводаThe proposed drive

Figure 00000009
Figure 00000009

илиor

Figure 00000010
Figure 00000010

Отсюда следуетthis implies

Figure 00000011
Figure 00000011

и далееand further

Figure 00000012
Figure 00000012

Величина dω/dt, как общеизвестно, характеризует быстродействие привода.The value dω / dt, as is well known, characterizes the speed of the drive.

Сравним по ней быстродействие предлагаемого привода с приводом-прототипом. Продифференцировав формулу (**), соответствующую приводу-прототипу, получимCompare her performance of the proposed drive with a prototype drive. Differentiating the formula (**) corresponding to the prototype drive, we obtain

Figure 00000013
Figure 00000013

Аналогично, из формулы (***), соответствующей предлагаемому приводу, получимSimilarly, from the formula (***) corresponding to the proposed drive, we obtain

Figure 00000014
Figure 00000014

Сравнивая формулы при одинаковых значениях А, В, С, D и А>В, С, D, а также при U4>>U6, U9, что имеет место при построении и эксплуатации приводов, нетрудно заметить, что γ**<γ***. При этом, как показывают расчеты, второе может превышать первое более, чем в 2-4 раза, что особенно проявляется при малых со, соответствующих рабочим подачам исполнительных органов металлорежущих станков.Comparing the formulas for the same values of A, B, C, D and A> B, C, D, as well as for U4 >> U6, U9, which occurs when constructing and operating the drives, it is easy to notice that γ ** <γ * **. Moreover, as the calculations show, the second can exceed the first by more than 2-4 times, which is especially manifested when small, corresponding to the working feeds of the executive bodies of metal-cutting machines.

Claims (1)

Следящий привод подачи металлорежущего станка, содержащий двигатель постоянного тока, связанный с преобразователем переменного напряжения в постоянное, блок импульсно-фазового управления, выход которого подключен к управляющему входу упомянутого преобразователя, задатчик скорости, первый компаратор, выход которого соединен со входом блока импульсно-фазового управления, датчик скорости, вход которого кинематически связан с упомянутым двигателем, первый сумматор, первый вход которого подключен к задатчику скорости, а выход - ко второму входу первого компаратора, датчик момента сопротивления на валу упомянутого двигателя, выполненный в виде динамометра, вход которого кинематически связан с упомянутым двигателем, блок индикации момента сопротивления на валу упомянутого двигателя, соединенный с выходом динамометра, второй сумматор, второй и третий компараторы, первую и вторую линии задержки, при этом выход динамометра соединен с первым входом второго сумматора, со вторым входом второго компаратора и со входом первой линии задержки, выход задатчика скорости соединен со вторым входом третьего компаратора и со входом второй линии задержки, выход первой линии задержки соединен с первым входом второго компаратора, выход второй линии задержки подключен к первому входу третьего компаратора, выход второго компаратора соединен со вторым входом второго сумматора, выход третьего компаратора соединен со вторым входом первого сумматора, а выход второго сумматора подключен к третьему входу первого сумматора, отличающийся тем, что он снабжен третьим сумматором, выход которого соединен с первым входом первого компаратора, четвертым компаратором, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, третьей линией задержки, выход которой соединен с первым входом четвертого компаратора, при этом выход датчика скорости соединен со вторым входом третьего сумматора, со вторым входом четвертого компаратора и со входом третьей линии задержки.
Figure 00000001
A servo feed drive of a metal cutting machine, comprising a DC motor connected to an AC / DC converter, a pulse-phase control unit, the output of which is connected to the control input of the converter, a speed control unit, a first comparator, the output of which is connected to the input of the pulse-phase control unit , a speed sensor, the input of which is kinematically connected with the aforementioned engine, the first adder, the first input of which is connected to the speed controller, and the output to the second at the input of the first comparator, a resistance moment sensor on the shaft of the aforementioned engine, made in the form of a dynamometer, the input of which is kinematically connected to the said engine, a resistance moment indication indicator on the shaft of the mentioned engine, connected to the output of the dynamometer, a second adder, second and third comparators, the first and the second delay line, while the dynamometer output is connected to the first input of the second adder, to the second input of the second comparator and to the input of the first delay line, the output of the speed controller is connected to the second input of the third comparator and with the input of the second delay line, the output of the first delay line is connected to the first input of the second comparator, the output of the second delay line is connected to the first input of the third comparator, the output of the second comparator is connected to the second input of the second adder, the output of the third comparator is connected to the second input the first adder, and the output of the second adder is connected to the third input of the first adder, characterized in that it is equipped with a third adder, the output of which is connected to the first input of the first a fourth comparator, the output of which is connected to the first input of the third adder, a third delay line, the output of which is connected to the first input of the fourth comparator, while the output of the speed sensor is connected to the second input of the third adder, to the second input of the fourth comparator and to the input of the third delay line .
Figure 00000001
RU2015116378/02U 2015-04-29 2015-04-29 NEXT DRIVING DRIVE FOR METAL CUTTING MACHINE RU160849U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015116378/02U RU160849U1 (en) 2015-04-29 2015-04-29 NEXT DRIVING DRIVE FOR METAL CUTTING MACHINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015116378/02U RU160849U1 (en) 2015-04-29 2015-04-29 NEXT DRIVING DRIVE FOR METAL CUTTING MACHINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU160849U1 true RU160849U1 (en) 2016-04-10

Family

ID=55659676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015116378/02U RU160849U1 (en) 2015-04-29 2015-04-29 NEXT DRIVING DRIVE FOR METAL CUTTING MACHINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU160849U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2825355C1 (en) * 2023-04-28 2024-08-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбТЭТУ "ЛЭТИ") Electric drive of main movement of machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2825355C1 (en) * 2023-04-28 2024-08-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбТЭТУ "ЛЭТИ") Electric drive of main movement of machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8866420B2 (en) Electric power consumption control system
CN101414185B (en) Device and method for testing accurate servo linear drive system performance
JP5669986B1 (en) Numerical control apparatus and numerical control method
EP1505463A2 (en) Position control device and position control method for machine tools
JP2011138463A (en) Numerical control device
CN101201259B (en) Motor control apparatus
CN101905340A (en) Method for rapidly judging stability of high-speed milling
RU160849U1 (en) NEXT DRIVING DRIVE FOR METAL CUTTING MACHINE
RU115277U1 (en) NEXT DRIVING DRIVE FOR METAL CUTTING MACHINE
DE102011011915A1 (en) Control device for a spindle provided with an encoder
CN203720602U (en) Vibration elimination controller based on position feedback signals of feeding system
CN110045604B (en) Lorentz force type FTS repeated sliding mode composite control method driven by voice coil motor
RU96511U1 (en) METAL CUTTING FEED DRIVE
CN201322876Y (en) Performance testing device with damper for precise servo linear drive system
CN108265507B (en) Drive control system of mane bed
CN110520249B (en) Electric pulse tool
US10232480B2 (en) Numerical controller of machine tool
CN201322877Y (en) Performance testing device of precise servo linear drive system
Wróbel et al. Design of the control structure for two-mass system with help of the D-decomposition technique
KR20110132640A (en) Input shaper for non-linear actuators and input shaping method thereof
RU2594049C1 (en) Device for adaptive control of machine
RU2573731C2 (en) Proportional-integral controller operating method
RU2685484C1 (en) Cyberphysical system for monitoring high-tech equipment
DE60330837D1 (en) CHANGE OF DIMENSIONS OF CHARGER OF A WORK MACHINE
RU2725449C1 (en) Self-tuning electric drive of manipulator

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160523