RU203866U1 - ADAPTIVE HYDRAULIC CYLINDER CONTROL - Google Patents

ADAPTIVE HYDRAULIC CYLINDER CONTROL Download PDF

Info

Publication number
RU203866U1
RU203866U1 RU2020143329U RU2020143329U RU203866U1 RU 203866 U1 RU203866 U1 RU 203866U1 RU 2020143329 U RU2020143329 U RU 2020143329U RU 2020143329 U RU2020143329 U RU 2020143329U RU 203866 U1 RU203866 U1 RU 203866U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
head
control
possibility
nozzles
figured
Prior art date
Application number
RU2020143329U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Алексеевич Симанин
Виталий Вадимович Голубовский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный технологический университет»
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный технологический университет» filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный технологический университет»
Priority to RU2020143329U priority Critical patent/RU203866U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU203866U1 publication Critical patent/RU203866U1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/06—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by fluid pressure or pneumatic power

Abstract

Полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована для адаптивного управления гидравлическим цилиндром подачи силовой головки агрегатного обрабатывающего станка. Система содержит измерительный преобразователь вращающего момента в гидравлический сигнал управления скоростью подачи гидравлического цилиндра, связанный с осевым регулирующим дросселем. Измерительный преобразователь выполнен в виде упругой муфты с возможностью установки на шпинделе головки. Ведущее звено муфты имеет корпус с двумя соосными тангенциальными отверстиями и фигурным крестообразным вырезом с двумя выступами-заслонками. В тангенциальных отверстиях установлены упругие элементы, которыми ведущее звено связано с ведомым звеном муфты, выполненным с фигурной крестообразной головкой. В диаметрально расположенных тангенциальных отверстиях фигурной головки установлены с возможностью регулирования осевого положения два однонаправленных сопла, образующие с выступами-заслонками зазоры для прохода жидкости внутрь корпуса силовой головки с линией отвода рабочей среды. Упругие элементы установлены по обеим сторонам выступа фигурной головки с возможностью регулирования их усилий. Использование полезной модели позволяет повысить точность настройки системы на заданный режим обработки. 2 ил.The utility model relates to the field of machine tool construction and can be used for adaptive control of the hydraulic feed cylinder of the power head of an aggregate processing machine. The system contains a torque-to-hydraulic signal to control the feed rate of the hydraulic cylinder connected to an axial control throttle. The measuring transducer is made in the form of an elastic coupling with the possibility of mounting on the head spindle. The leading link of the coupling has a body with two coaxial tangential holes and a figured cruciform cut with two flap projections. Elastic elements are installed in the tangential holes, by which the driving link is connected to the driven link of the coupling, made with a figured cross-shaped head. In the diametrically located tangential holes of the figured head, two unidirectional nozzles are installed with the possibility of adjusting the axial position, forming with the projections-shutters gaps for the passage of liquid into the body of the power head with the line of the working medium discharge. Elastic elements are installed on both sides of the protrusion of the figured head with the possibility of adjusting their efforts. The use of the utility model makes it possible to increase the accuracy of the system tuning to a given processing mode. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к оборудованию машиностроительных производств и может быть использована в силовых головках агрегатных станков.The utility model relates to the equipment of machine-building industries and can be used in the power heads of modular machine tools.

Известны системы управления силовыми агрегатными головками, в которых использованы гидравлические панели целевого назначения, содержащие встраиваемые направляющие и регулирующие аппараты. Номинальное осевое усилие на режущем инструменте определяется предварительной настройкой предохранительного или редукционного клапана на заданное давление в рабочей полости поршневого гидравлического цилиндра подачи головки, а скорость поступательного движения (подача) инструмента определяется настройкой дросселя или регулируемого насоса на заданный расход жидкости, подводимой к цилиндру или отводимой от него в бак. Управление осуществляется «по пути», то есть по перемещению головки, для чего используют регулируемые или постоянные упоры, взаимодействующие с конечными выключателями или рычагами управления распределителями. В процессе работы настройки системы не изменяются. Приводы главного движения и подачи работают независимо друг от друга [1].Known control systems for power aggregate heads, in which hydraulic panels are used for targeted purposes, containing built-in guides and regulating devices. The nominal axial force on the cutting tool is determined by the presetting of the safety or pressure reducing valve for a given pressure in the working cavity of the piston hydraulic cylinder of the head feed, and the forward movement speed (feed) of the tool is determined by setting the throttle or variable pump for a given flow rate of fluid supplied to the cylinder or removed from into the tank. Control is carried out "along the way", that is, by moving the head, for which they use adjustable or constant stops interacting with limit switches or valve control levers. The system settings are not changed during operation. The drives of the main movement and feed work independently of each other [1].

Недостатком таких систем управления является отсутствие адаптации гидравлических цилиндров подачи силовых агрегатных головок к изменяющимся условиям механической обработки материалов на станке. The disadvantage of such control systems is the lack of adaptation of the hydraulic supply cylinders of the power aggregate heads to the changing conditions of the machining of materials on the machine.

Известна адаптивная система управления гидравлическим двигателем привода поступательного движения рабочего органа металлорежущего станка, содержащая источник питания и золотниковый регулятор расхода жидкости с управляющими и управляемой полостями, выполненный с возможностью соответствующего соединения с упомянутым гидравлическим двигателем, при этом упомянутые управляющие полости подключены к диагонали мостовой схемы, образованной постоянными и переменными гидравлическими сопротивлениями, система управления снабжена гидравлическим распределителем, включенным между источником питания и золотниковым регулятором, и редукционным клапаном, подключенным между источником питания и входами постоянных гидравлических сопротивлений, при этом переменные сопротивления мостовой схемы выполнены в виде размещенных в цилиндрической расточке корпуса разнонаправленных сопел и расположенной между ними подпружиненной инерционной заслонки с возможностью фиксации мостовой схемой ускорения движения рабочего органа станка, причем упомянутый корпус выполнен с возможностью закрепления на упомянутом рабочем органе станка с расположением оси расточки по направлению движения рабочего органа [2].Known is an adaptive hydraulic motor control system for the drive of the translational movement of the working body of a metal-cutting machine, containing a power source and a slide valve regulator of fluid flow with control and controlled cavities, made with the possibility of corresponding connection with said hydraulic motor, while said control cavities are connected to the diagonal of the bridge circuit formed with constant and variable hydraulic resistances, the control system is equipped with a hydraulic distributor connected between the power source and the spool regulator, and a pressure reducing valve connected between the power supply and the inputs of constant hydraulic resistances, while the variable resistances of the bridge circuit are made in the form of multidirectional nozzles located in the cylindrical bore of the housing and a spring-loaded inertial damper located between them with the possibility of fixing the bridge circuit for accelerating the movement of the working o arm of the machine, and the mentioned body is made with the possibility of fixing on the said working body of the machine with the location of the axis of the boring in the direction of movement of the working body [2].

Недостатком системы является то, что она управляет гидравлическим цилиндром подачи рабочего органа станка только при действии линейного ускорения, а в статике сигнал управления отсутствует. Это не обеспечивает адаптацию гидравлического двигателя привода поступательного движения рабочего органа металлорежущего станка к изменяющимся условиям обработки материалов. The disadvantage of the system is that it controls the hydraulic cylinder for supplying the working body of the machine only when linear acceleration is applied, and there is no control signal in statics. This does not ensure the adaptation of the hydraulic motor of the drive of the translational movement of the working body of the metal-cutting machine to the changing conditions of material processing.

В качестве прототипа принята адаптивная система управления гидравлическим цилиндром подачи силовой агрегатной головки станка для механической обработки, содержащая измерительный преобразователь вращающего момента, выполненный с возможностью соединения с электродвигателем привода вращения шпинделя головки и связанный с осевым регулирующим дросселем, выполненным с управляющими и управляемой полостями с возможностью соответствующего соединения управляемой полости с гидравлическим цилиндром и через панель управления с насосной станцией с возможностью управления скоростью гидравлического цилиндра подачи, измерительный преобразователь выполнен в виде расположенного в неподвижном коллекторе ротора, выполненного с возможностью соосного соединения с вращающейся частью электродвигателя, и размещенных в сквозной радиальной расточке ротора корпуса и подвижных упоров, установленных с возможностью регулировки заданного положения корпуса в расточке посредством винтов, расположенных в крышках радиальной расточки ротора, при этом в корпусе расположены соосно навстречу друг другу с возможностью регулировки осевого положения два сопла с измерительными камерами, между которыми размещена подпружиненная с двух сторон подвижная инерционная заслонка, а с другой стороны сопел установлены постоянные дроссели, причем сопла и постоянные дроссели соединены по мостовой схеме, в которой полости корпуса перед постоянными дросселями соединены линией подвода рабочей среды с панелью управления, полость корпуса между соплами соединена с линией отвода рабочей среды, а измерительные камеры сопел соединены управляющими линиями с управляющими полостями, расположенными под торцами подвижного элемента осевого регулирующего дросселя [3].As a prototype, an adaptive control system for a hydraulic cylinder for supplying a power unit head of a machine tool for machining is adopted, containing a torque measuring transducer configured to be connected to an electric motor for driving a spindle of the head and connected to an axial regulating throttle made with control and controlled cavities with the possibility of corresponding connecting the controlled cavity with the hydraulic cylinder and through the control panel with the pumping station with the ability to control the speed of the hydraulic feed cylinder, the measuring transducer is made in the form of a rotor located in a stationary collector, made with the possibility of coaxial connection with the rotating part of the electric motor, and placed in a through radial bore of the housing rotor and movable stops installed with the possibility of adjusting a given position of the body in the bore by means of screws located in the covers radially the second bore of the rotor, while in the body there are two nozzles with measuring chambers coaxially located towards each other with the possibility of adjusting the axial position, between which there is a movable inertial damper spring-loaded on both sides, and on the other side of the nozzles constant throttles are installed, and the nozzles and constant throttles are connected according to the bridge scheme, in which the body cavities in front of the constant chokes are connected by a line for supplying the working medium with the control panel, the cavity of the body between the nozzles is connected to the line for removing the working medium, and the measuring chambers of the nozzles are connected by control lines with the control cavities located under the ends of the movable element of the axial regulating throttle [3].

Анализ прототипа показывает, что из-за наличия большого количества регулируемых элементов система управления не обеспечивает точность настройки на заданный режим работы, имеет сложную конструкцию и ограниченные технические возможности.Analysis of the prototype shows that, due to the presence of a large number of adjustable elements, the control system does not provide accurate tuning to a given operating mode, has a complex design and limited technical capabilities.

Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение точности настройки адаптивной системы управления гидравлическим цилиндром подачи силовой головки агрегатного станка на заданный режим работы, упрощение конструкции и расширение технических возможностей упомянутой системы управления за счет настройки силовых и скоростных параметров обработки материалов в широких диапазонах.The technical problem to be solved by the claimed utility model is to improve the accuracy of tuning the adaptive control system of the hydraulic cylinder for supplying the power head of the aggregate machine to a given operating mode, simplify the design and expand the technical capabilities of the mentioned control system by adjusting the power and speed parameters of material processing in wide ranges.

Решение указанной задачи достигается тем, что ведущее звено упругой муфты выполнено в виде корпуса с фигурным крестообразным вырезом, образующим два выступа-заслонки, и с двумя соосными тангенциальными отверстиями, в которых установлены упругие элементы, посредством которых ведущее звено связано с ведомым звеном муфты, выполненным с фигурной крестообразной головкой с выступами, расположенной в упомянутом вырезе корпуса с возможностью поворота относительно него, при этом сопла измерительного преобразователя однонаправлено установлены с возможностью регулирования осевого положения в диаметрально расположенных тангенциальных отверстиях упомянутой головки с образованием упомянутых переменных дросселей с выступами-заслонками корпуса в виде зазоров для прохода рабочей среды в линию отвода, причем упомянутые упругие элементы установлены по обеим сторонам выступа фигурной крестообразной головки с возможностью регулирования их предварительного натяга. The solution to this problem is achieved by the fact that the leading link of the elastic coupling is made in the form of a body with a figured cruciform notch forming two flap protrusions, and with two coaxial tangential holes, in which elastic elements are installed, by means of which the driving link is connected to the driven link of the coupling, made with a figured cross-shaped head with protrusions located in the said housing cutout with the possibility of rotation relative to it, while the nozzles of the measuring transducer are unidirectionally installed with the possibility of adjusting the axial position in the diametrically located tangential holes of the said head with the formation of the mentioned variable throttles with the casing flap protrusions in the form of gaps for the passage of the working medium into the outlet line, and the said elastic elements are installed on both sides of the protrusion of the figured cruciform head with the possibility of adjusting their preload.

Сравнение заявленной адаптивной системы управления гидравлическим цилиндром подачи силовой головки агрегатного станка с прототипом показывает, что имеет место наличие новых деталей и функциональных связей между ними.Comparison of the declared adaptive control system of the hydraulic cylinder for feeding the power head of the power head of the aggregate machine tool with the prototype shows that there are new parts and functional connections between them.

Новые детали: ведущее звено упругой муфты, выполненное в виде корпуса с фигурным крестообразным вырезом, образующим два выступа-заслонки, и с двумя соосными тангенциальными отверстиями; New details: the leading link of the elastic coupling, made in the form of a body with a figured cruciform cut, forming two flap protrusions, and with two coaxial tangential holes;

упругие элементы, посредством которых ведущее звено упругой муфты связано с ведомым звеном, установленные в соосных тангенциальных отверстиях корпуса ведущего звена по обеим сторонам выступа фигурной крестообразной головки ведомого звена, с возможностью регулирования их предварительного натяга; elastic elements, by means of which the leading link of the elastic coupling is connected to the driven link, installed in the coaxial tangential holes of the driving link housing on both sides of the protrusion of the figured cruciform head of the driven link, with the possibility of adjusting their preload;

ведомое звено упругой муфты, выполненное с фигурной крестообразной головкой с выступами, расположенной в крестообразном вырезе корпуса ведущего звена с возможностью поворота относительно него;a driven link of an elastic coupling made with a figured cross-shaped head with protrusions located in the cross-shaped cut of the driving link body with the possibility of rotation relative to it;

сопла измерительного преобразователя, однонаправлено установленные с возможностью регулирования осевого положения в диаметрально расположенных тангенциальных отверстиях упомянутой головки ведомого звена с образованием переменных дросселей с выступами-заслонками корпуса ведущего звена в виде зазоров для прохода рабочей среды в линию отвода рабочей среды. nozzles of the measuring transducer, unidirectionally mounted with the possibility of adjusting the axial position in the diametrically located tangential holes of the mentioned head of the driven link with the formation of variable throttles with projections-dampers of the driving link housing in the form of gaps for the passage of the working medium into the line of the working medium.

Новые функциональные связи: ведущее звено упругой муфты, которое имеет корпус с фигурным крестообразным вырезом с двумя выступами-заслонками, и ведомое звено муфты с фигурной крестообразной головкой, в которой установлены с возможностью регулирования осевого положения два однонаправленных сопла, образуют переменные дроссели мостовой схемы измерения вращающего момента;New functional connections: the leading link of the elastic coupling, which has a body with a figured cross-shaped cutout with two flap projections, and a driven link of the coupling with a figured cross-head, in which two unidirectional nozzles are installed with the possibility of adjusting the axial position, form variable throttles of the bridge circuit for measuring the rotating moment;

регулируемые упругие элементы передают вращающий момент с ведущего звена на ведомое и являются чувствительными элементами измерительного преобразователя, реагирующими на изменения момента сопротивления вращению шпинделя силовой головки; adjustable elastic elements transmit the torque from the driving link to the driven link and are sensitive elements of the measuring transducer that respond to changes in the torque of resistance to rotation of the power head spindle;

сопла и постоянные дроссели, соединенные по мостовой схеме, преобразуют входной сигнал в виде изменения момента сопротивления вращению шпинделя силовой головки в сигнал управления в виде разности давлений рабочей среды под торцами подвижного элемента осевого регулирующего дросселя; мостовая схема соединения сопел и постоянных дросселей обеспечивает максимальную чувствительность и точность работы измерительного преобразователя вращающего момента;nozzles and constant throttles connected by a bridge convert the input signal in the form of a change in the torque of resistance to rotation of the power head spindle into a control signal in the form of a pressure difference of the working medium under the ends of the movable element of the axial control throttle; bridge circuit for connecting nozzles and constant chokes provides maximum sensitivity and accuracy of the torque transducer;

сокращение числа деталей упрощает конструкцию системы управления и ее настройку на заданный режим работы.Reducing the number of parts simplifies the design of the control system and its adjustment to a given operating mode.

Наличие новых деталей и функциональных связей между ними повышает точность настройки адаптивной системы управления гидравлическим цилиндром подачи силовой головки агрегатного станка на заданный режим работы, упрощает конструкцию системы управления и расширяет ее технические возможности за счет настройки параметров обработки материалов на станке в широких диапазонах.The presence of new parts and functional connections between them increases the accuracy of tuning the adaptive control system of the hydraulic cylinder for supplying the power head of the modular machine to a given operating mode, simplifies the design of the control system and expands its technical capabilities by adjusting the parameters of material processing on the machine in wide ranges.

На фиг. 1 показана конструктивная схема адаптивной системы управления гидравлическим цилиндром подачи силовой головки агрегатного станка, а на фиг. 2 - сечение А-А измерительного преобразователя с механизмом преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал. FIG. 1 shows a structural diagram of an adaptive control system for a hydraulic cylinder supplying a power head of an aggregate machine tool, and FIG. 2 - section A-A of a measuring transducer with a mechanism for converting torque into a hydraulic signal.

Адаптивная система управления гидравлическим цилиндром 1 подачи силовой головки агрегатного станка содержит упругую муфту с ведущим 2 и ведомым 3 звеньями, выполненную с возможностью установки на шпинделе 4 силовой головки, осевой регулирующий дроссель 5 и измерительный преобразователь вращающего момента в гидравлический сигнал управления скоростью подачи гидравлического цилиндра. Измерительный преобразователь выполнен с возможностью соединения с вращающейся частью электродвигателя 6 привода вращения шпинделя силовой головки и связан посредством управляющих линий 7 и 8 с управляющими полостями 9 и 10, расположенными под торцами подвижного элемента 11 осевого регулирующего дросселя. Управляемые полости 12 и 13 осевого регулирующего дросселя имеют возможность соединения с соответствующими полостями 14 и 15 гидравлического цилиндра подачи и посредством линий подвода 16 и отвода 17 через панель 18 управления с насосной станцией 19. The adaptive control system of the hydraulic cylinder 1 for supplying the power head of the power head of the aggregate machine contains an elastic coupling with the driving 2 and driven 3 links, configured to be installed on the spindle 4 of the power head, an axial regulating throttle 5 and a torque measuring transducer into a hydraulic signal for controlling the feed rate of a hydraulic cylinder. The measuring transducer is configured to be connected to the rotating part of the electric motor 6 to drive the rotation of the power head spindle and is connected by means of control lines 7 and 8 to control cavities 9 and 10 located under the ends of the movable element 11 of the axial control throttle. The controllable cavities 12 and 13 of the axial control throttle have the ability to connect with the corresponding cavities 14 and 15 of the hydraulic cylinder of the supply and through the supply lines 16 and return 17 through the control panel 18 with the pumping station 19.

Измерительный преобразователь включает в себя два сопла 20 и 21 с измерительными камерами 22 и 23, а также два постоянных дросселя 24 и 25, соединенных по мостовой схеме, в которой постоянные дроссели с одной стороны последовательно соединены с входами упомянутых измерительных камер соответствующих сопел, а с другой стороны соединены между собой и с линией 26 подвода рабочей среды от панели управления. Выходы сопел гидравлически связаны между собой с возможностью взаимодействия истекающей из них рабочей среды с заслонкой, образующей с соплами переменные дроссели, соединенные своими выходами с линией отвода рабочей среды, а упомянутые управляющие линии, подключенные к управляющим полостям осевого регулирующего дросселя, соединены через неподвижный коллектор 27 с измерительными камерами сопел. Соединения линий подвода и отвода к мостовой схеме, и упомянутые соединения управляющих линий с измерительными камерами сопел образуют соответствующие диагонали мостовой схемы.The measuring transducer includes two nozzles 20 and 21 with measuring chambers 22 and 23, as well as two constant chokes 24 and 25, connected in a bridge circuit, in which the constant chokes on one side are connected in series with the inputs of the said measuring chambers of the corresponding nozzles, and with the other sides are connected to each other and to the line 26 for supplying the working medium from the control panel. The outlets of the nozzles are hydraulically connected with each other with the possibility of interaction of the working medium flowing from them with the flap, which forms variable throttles with the nozzles, connected by their outputs with the line of the working medium, and the mentioned control lines connected to the control cavities of the axial control throttle are connected through a fixed manifold 27 with nozzle measuring chambers. The connections of the supply and return lines to the bridge circuit, and the mentioned connections of the control lines with the measuring chambers of the nozzles form the corresponding diagonals of the bridge circuit.

Ведущее звено упругой муфты выполнено в виде корпуса с фигурным крестообразным вырезом, образующим два выступа-заслонки 28 и 29, и с двумя соосными тангенциальными отверстиями, в которых установлены упругие элементы 30 и 31, посредством которых ведущее звено связано с ведомым звеном муфты, выполненным с фигурной крестообразной головкой 32 с выступами, расположенной в фигурном крестообразном вырезе корпуса с возможностью поворота относительно него. Сопла измерительного преобразователя однонаправлено установлены с возможностью регулирования осевого положения в диаметрально расположенных тангенциальных отверстиях фигурной крестообразной головки ведомого звена муфты с образованием переменных дросселей с выступами-заслонками корпуса в виде зазоров для прохода рабочей среды в корпус силовой головки и далее в линию 33 отвода. Упругие элементы установлены по обеим сторонам выступа фигурной крестообразной головки с возможностью регулирования их предварительного натяга. The leading link of the elastic coupling is made in the form of a body with a figured cruciform cut, forming two flap protrusions 28 and 29, and with two coaxial tangential holes, in which elastic elements 30 and 31 are installed, by means of which the driving link is connected with the driven link of the coupling made with a figured cross-shaped head 32 with protrusions located in a figured cross-shaped cutout of the body with the possibility of rotation relative to it. The nozzles of the measuring transducer are unidirectionally installed with the possibility of adjusting the axial position in the diametrically located tangential holes of the figured cross-shaped head of the driven link of the coupling with the formation of variable throttles with housing flaps in the form of gaps for the passage of the working medium into the body of the power head and further into the outlet line 33. Elastic elements are installed on both sides of the protrusion of the figured cruciform head with the possibility of adjusting their preload.

Адаптивная система управления гидравлическим цилиндром подачи силовой головки агрегатного станка работает следующим образом.The adaptive control system of the hydraulic cylinder feeding the power head of the aggregate machine works as follows.

Цикл работы силовой головки настраивают установкой в заданное положение упоров и конечных выключателей, управляющих работой направляющих гидравлических аппаратов (на фиг. 1 не показаны), размещенных в панели 18 управления, при этом реализуется управление «по пути». The operating cycle of the power head is adjusted by setting in a given position the stops and limit switches that control the operation of the hydraulic guide devices (not shown in Fig. 1) located in the control panel 18, while the control is realized "on the way".

Частота вращения шпинделя 4 силовой головки не регулируется и определяется частотой вращения вала электродвигателя 6 и передаточным отношением пары зубчатых колес. The frequency of rotation of the spindle 4 of the power head is not regulated and is determined by the frequency of rotation of the shaft of the electric motor 6 and the gear ratio of the pair of gear wheels.

Скорости холостых ходов силовой головки при подводе инструмента к заготовке и при отводе инструмента в исходное положение настраивают путем регулирования расхода рабочей среды, подводимого к гидравлическому цилиндру 1 подачи и отводимого от него на слив через осевой регулирующий дроссель 5. Для этого производится регулировка пружин в управляющих полостях 9 и 10 дросселя.The idle speed of the power head when the tool is brought to the workpiece and when the tool is retracted to its original position is adjusted by adjusting the flow rate of the working medium supplied to the hydraulic cylinder 1 feed and removed from it to drain through the axial control throttle 5. For this, the springs are adjusted in the control cavities 9 and 10 throttle.

Давление рабочей среды в линии питания цилиндра от насосной станции 19 ограничивают настройкой предохранительного клапана (на фиг. 1 не показан), размещенного в панели управления.The pressure of the working medium in the supply line of the cylinder from the pumping station 19 is limited by the setting of the safety valve (not shown in Fig. 1) located in the control panel.

Предварительная настройка измерительного преобразователя вращающего момента включает в себя два этапа.The presetting of the torque transducer is a two-step process.

Первый этап предусматривает регулировку зазоров между торцами сопел 20, 21 и поверхностями выступов-заслонок 28, 29. Для этого сопла перемещают в осевом направлении в тангенциальных отверстиях ведомого звена 3 упругой муфты. Настраиваемые величины зазоров определяют чувствительность измерительного преобразователя и должны быть одинаковыми.The first stage provides for the adjustment of the gaps between the ends of the nozzles 20, 21 and the surfaces of the projections-shutters 28, 29. For this, the nozzles are moved axially in the tangential holes of the driven link 3 of the elastic coupling. The adjustable gap values determine the sensitivity of the transmitter and must be the same.

Второй этап предусматривает регулировку предварительного натяга упругих элементов 30 и 31, установленных в соосных тангенциальных отверстиях ведущего звена 2 упругой муфты. Предварительный натяг упругих элементов определяет величину вращающего момента на холостом ходу работы силовой головки.The second stage involves adjusting the preload of the elastic elements 30 and 31, installed in the coaxial tangential holes of the driving link 2 of the elastic coupling. The preload of the elastic elements determines the amount of torque at idle operation of the power head.

Для работы измерительного преобразователя рабочая среда из линии 26 подвода через постоянные дроссели 24, 25 и коллектор 27 поступает в измерительные камеры 22 и 23 сопел, а затем, пройдя сопротивления в виде зазоров между торцами сопел и поверхностями выступов-заслонок 28 и 29, поступает в корпус силовой головки и по линии 33 отвода рабочей среды сливается в бак. For the operation of the measuring transducer, the working medium from the supply line 26 through constant throttles 24, 25 and the manifold 27 enters the measuring chambers 22 and 23 of the nozzles, and then, passing through resistances in the form of gaps between the nozzle ends and the surfaces of the flaps 28 and 29, enters the the body of the power head and through the line 33 of the working medium discharge is drained into the tank.

При работе силовой головки рабочая среда от насосной станции через панель управления и осевой дроссель поступает в поршневую полость 15 гидравлического цилиндра подачи, а из штоковой полости 14 отводится на слив в бак. Силовая головка вместе с корпусом цилиндра перемещается справа налево.During the operation of the power head, the working medium from the pumping station through the control panel and the axial throttle enters the piston cavity 15 of the hydraulic cylinder of supply, and from the rod cavity 14 it is discharged to drain into the tank. The power head together with the cylinder body moves from right to left.

При увеличении момента сопротивления вращению шпинделя силовой головки происходит относительный поворот звеньев упругой муфты, что приводит к изменению гидравлических сопротивлений зазоров между торцами сопел и поверхностями выступов-заслонок.With an increase in the torque of resistance to the rotation of the power head spindle, a relative rotation of the links of the elastic coupling occurs, which leads to a change in the hydraulic resistance of the gaps between the ends of the nozzles and the surfaces of the flap protrusions.

Если сопротивление истечению рабочей среды из сопла 20 уменьшается, а из сопла 21 увеличивается, то давление в измерительной камере 22 уменьшается, а давление в камере 23 увеличивается. Под действием разности давлений в управляющих линиях 7 и 8 диагонали моста и в управляющих полостях 9 и 10 подвижный элемент осевого регулирующего дросселя смещается вправо, устанавливая проходные сечения щелей в управляемых полостях подвода 13 и отвода 12 рабочей среды, соответствующие скорости рабочей подачи гидравлического цилиндра силовой головки.If the resistance to the outflow of the working medium from the nozzle 20 decreases, and from the nozzle 21 increases, then the pressure in the measuring chamber 22 decreases, and the pressure in the chamber 23 increases. Under the action of the pressure difference in the control lines 7 and 8 of the diagonal of the bridge and in the control cavities 9 and 10, the movable element of the axial control throttle is shifted to the right, setting the flow sections of the slots in the controlled cavities of the supply 13 and outlet 12 of the working medium corresponding to the working feed rate of the hydraulic cylinder of the power head ...

В предлагаемой системе управления осевой регулирующий дроссель может быть выполнен в виде четырехщелевого золотникового распределителя с пружинным центрированием, как это показано на фиг. 1. In the proposed control system, the axial control throttle can be made in the form of a four-slot spool valve with spring centering, as shown in FIG. one.

В дальнейшем любое изменение момента сопротивления вращению шпинделя силовой головки будет приводить к соответствующему изменению подачи (увеличение момента сопротивления будет приводить к уменьшению подачи, а уменьшение момента сопротивления - к увеличению подачи), то есть будет происходить адаптация работы гидравлического цилиндра подачи к изменениям условий обработки материала на станке.In the future, any change in the torque of resistance to the rotation of the power head spindle will lead to a corresponding change in feed (an increase in the torque of resistance will lead to a decrease in feed, and a decrease in the torque of resistance - to an increase in feed), that is, the operation of the hydraulic feed cylinder will adapt to changes in material processing conditions on the machine.

После завершения обработки детали на станке рабочая среда от насосной станции через панель управления подается в штоковую полость гидравлического цилиндра, а из поршневой полости отводится на слив в бак. Силовая головка возвращается в исходное положение. Далее, обычно, цикл работы повторяется.After completing the processing of the part on the machine, the working medium from the pumping station through the control panel is fed into the rod cavity of the hydraulic cylinder, and from the piston cavity it is discharged to the tank to drain. The powerhead returns to its original position. Further, usually, the cycle of work is repeated.

Источники информации, принятые во внимание Sources of information taken into account

1. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - С. 191, рис. 5.38, С. 288-289, рис. 7.8. 1. Sveshnikov V.K., Usov A.A. Machine hydraulic drives: Handbook. - 2nd ed., Rev. and add. - M .: Mechanical Engineering, 1988. - S. 191, fig. 5.38, pp. 288-289, fig. 7.8.

2. Патент РФ №198095 на полезную модель, B23Q 15/12, B23Q 5/06, 2019.2. RF patent No. 198095 for a useful model, B23Q 15/12, B23Q 5/06, 2019.

3. Патент РФ №199898 на полезную модель, B23Q 15/12, B23Q 5/06, 2020 (прототип).3. RF patent №199898 for a utility model, B23Q 15/12, B23Q 5/06, 2020 (prototype).

Claims (1)

Адаптивная система управления гидравлическим цилиндром подачи силовой головки агрегатного станка, содержащая упругую муфту с ведущим и ведомым звеньями, выполненную с возможностью установки на шпинделе упомянутой головки, осевой регулирующий дроссель и измерительный преобразователь вращающего момента в гидравлический сигнал управления скоростью подачи упомянутого гидравлического цилиндра, выполненный с возможностью соединения с вращающейся частью электродвигателя привода вращения шпинделя упомянутой головки и связанный посредством управляющих линий с управляющими полостями, расположенными под торцами подвижного элемента упомянутого осевого регулирующего дросселя, управляемые полости которого имеют возможность соединения с соответствующими полостями упомянутого гидравлического цилиндра и посредством линий подвода и отвода через панель управления с насосной станцией, при этом упомянутый измерительный преобразователь включает в себя два сопла с измерительными камерами и два постоянных дросселя, соединенных по мостовой схеме, в которой постоянные дроссели с одной стороны последовательно соединены с входами упомянутых камер соответствующих сопел, а с другой стороны соединены между собой и с линией подвода рабочей среды от панели управления, причем выходы упомянутых сопел гидравлически связаны между собой с возможностью взаимодействия истекающей из них рабочей среды с заслонкой, образующей с соплами переменные дроссели, соединенные своими выходами с линией отвода рабочей среды, а упомянутые управляющие линии, подключенные к управляющим полостям осевого регулирующего дросселя, соединены через неподвижный коллектор с измерительными камерами сопел, при этом упомянутые соединения линий подвода и отвода к мостовой схеме и упомянутые соединения управляющих линий с измерительными камерами сопел образуют соответствующие диагонали мостовой схемы, отличающаяся тем, что упомянутое ведущее звено упругой муфты выполнено в виде корпуса с фигурным крестообразным вырезом, образующим два выступа-заслонки, и с двумя соосными тангенциальными отверстиями, в которых установлены упругие элементы, посредством которых ведущее звено связано с ведомым звеном муфты, выполненным с фигурной крестообразной головкой с выступами, расположенной в упомянутом вырезе корпуса с возможностью поворота относительно него, при этом сопла измерительного преобразователя однонаправленно установлены с возможностью регулирования осевого положения в диаметрально расположенных тангенциальных отверстиях упомянутой головки с образованием упомянутых переменных дросселей с выступами-заслонками корпуса в виде зазоров для прохода рабочей среды в линию отвода, причем упомянутые упругие элементы установлены по обеим сторонам выступа фигурной крестообразной головки с возможностью регулирования их предварительного натяга.An adaptive control system for a hydraulic cylinder for feeding a power head of a power head of a power tool, comprising an elastic coupling with a driving and driven links, configured to be mounted on the spindle of said head, an axial control throttle and a torque transducer into a hydraulic signal for controlling the feed rate of said hydraulic cylinder, configured connection with the rotating part of the electric motor of the spindle rotation drive of said head and connected by means of control lines with control cavities located under the ends of the movable element of the said axial control throttle, the controlled cavities of which are able to be connected to the corresponding cavities of the said hydraulic cylinder and by means of supply and return lines through the control panel with a pumping station, while the said measuring transducer includes two nozzles with measuring chambers and two constant cores ssls, connected by a bridge circuit, in which the constant chokes on one side are connected in series with the inputs of the said chambers of the corresponding nozzles, and on the other hand are connected to each other and to the line for supplying the working medium from the control panel, and the outputs of the said nozzles are hydraulically connected with the possibility the interaction of the working medium flowing from them with the shutter, which forms variable throttles with the nozzles, connected by their outputs to the line of the working medium, and the mentioned control lines connected to the control cavities of the axial control throttle are connected through a fixed collector with the measuring chambers of the nozzles, while the mentioned connections supply and outlet lines to the bridge circuit and the mentioned connections of the control lines with the measuring chambers of the nozzles form the corresponding diagonals of the bridge circuit, characterized in that the said leading link of the elastic coupling is made in the form of a body with a figured cruciform cut forming two flap projection, and with two coaxial tangential holes, in which elastic elements are installed, by means of which the driving link is connected to the driven link of the coupling, made with a figured cross-shaped head with protrusions located in the said cutout of the body with the possibility of rotation relative to it, while the measuring nozzle the transducer are unidirectionally installed with the possibility of adjusting the axial position in the diametrically located tangential holes of the said head with the formation of the mentioned variable throttles with the projections-flaps of the housing in the form of gaps for the passage of the working medium into the outlet line, and the said elastic elements are installed on both sides of the protrusion of the figured cruciform head with the possibility regulation of their preload.
RU2020143329U 2020-12-28 2020-12-28 ADAPTIVE HYDRAULIC CYLINDER CONTROL RU203866U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020143329U RU203866U1 (en) 2020-12-28 2020-12-28 ADAPTIVE HYDRAULIC CYLINDER CONTROL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020143329U RU203866U1 (en) 2020-12-28 2020-12-28 ADAPTIVE HYDRAULIC CYLINDER CONTROL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU203866U1 true RU203866U1 (en) 2021-04-23

Family

ID=75587947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020143329U RU203866U1 (en) 2020-12-28 2020-12-28 ADAPTIVE HYDRAULIC CYLINDER CONTROL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU203866U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212830U1 (en) * 2022-02-14 2022-08-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" TORQUE MEASURING TRANSDUCER ON POWER HEAD SPINDLE OF UNIT METAL-CUTTING MACHINE FOR ADAPTIVE CONTROL SYSTEM OF POWER HEAD FEEDING CYLINDER HYDRAULIC

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4246973A (en) * 1978-01-23 1981-01-27 Cooper Industries, Inc. Controls for hydraulic percussion drill
SU1282978A1 (en) * 1984-02-24 1987-01-15 Предприятие П/Я А-7555 Pneumatic hydraulic drive for axial travel
CN205734072U (en) * 2016-06-12 2016-11-30 重庆科创职业学院 The building-block machine power slide of hydraulic control and building-block machine
RU192683U1 (en) * 2019-05-07 2019-09-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" HYDRAULIC POWER HEAD FOR UNITS
RU198095U1 (en) * 2019-12-31 2020-06-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" ADAPTIVE HYDRAULIC ENGINE CONTROL SYSTEM OF ACTIVE MOVEMENT OF THE WORKING WORK OF THE METAL CUTTING MACHINE
RU199898U1 (en) * 2020-03-10 2020-09-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" ADAPTIVE CONTROL SYSTEM OF HYDRAULIC CYLINDER FEEDING THE POWER UNIT HEAD FOR MACHINING MACHINE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4246973A (en) * 1978-01-23 1981-01-27 Cooper Industries, Inc. Controls for hydraulic percussion drill
SU1282978A1 (en) * 1984-02-24 1987-01-15 Предприятие П/Я А-7555 Pneumatic hydraulic drive for axial travel
CN205734072U (en) * 2016-06-12 2016-11-30 重庆科创职业学院 The building-block machine power slide of hydraulic control and building-block machine
RU192683U1 (en) * 2019-05-07 2019-09-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" HYDRAULIC POWER HEAD FOR UNITS
RU198095U1 (en) * 2019-12-31 2020-06-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" ADAPTIVE HYDRAULIC ENGINE CONTROL SYSTEM OF ACTIVE MOVEMENT OF THE WORKING WORK OF THE METAL CUTTING MACHINE
RU199898U1 (en) * 2020-03-10 2020-09-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" ADAPTIVE CONTROL SYSTEM OF HYDRAULIC CYLINDER FEEDING THE POWER UNIT HEAD FOR MACHINING MACHINE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU212830U1 (en) * 2022-02-14 2022-08-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" TORQUE MEASURING TRANSDUCER ON POWER HEAD SPINDLE OF UNIT METAL-CUTTING MACHINE FOR ADAPTIVE CONTROL SYSTEM OF POWER HEAD FEEDING CYLINDER HYDRAULIC

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1590581A (en) Electro-hydraulic systems
GB927880A (en) Method and apparatus for machining workpieces in machine tools
US4873912A (en) Hydraulic driving arrangement
CN102606786B (en) Electric-hydraulic valve as well as control device and control method thereof
RU192683U1 (en) HYDRAULIC POWER HEAD FOR UNITS
RU198094U1 (en) ADAPTIVE HYDRAULIC CYLINDER CONTROL SYSTEM FOR SUPPLYING THE POWER UNIT HEAD OF THE MACHINE FOR MECHANICAL PROCESSING
EP1112134B1 (en) Tool with control of a fluid axis
RU203866U1 (en) ADAPTIVE HYDRAULIC CYLINDER CONTROL
RU199898U1 (en) ADAPTIVE CONTROL SYSTEM OF HYDRAULIC CYLINDER FEEDING THE POWER UNIT HEAD FOR MACHINING MACHINE
US2669935A (en) Hydraulically actuated shift control for hydraulic pumps
US4941342A (en) Multi-ram forging assembly
US3748857A (en) Hydraulic motor control arrangement
CN102392844A (en) Hydraulic cylinder speed and pressure control system
RU212831U1 (en) LOAD CHANGE TRANSDUCER ON POWER HEAD SPINDLE OF METAL-CUTTING MACHINE FOR ADAPTIVE CONTROL OF POWER HEAD HYDRAULIC FEED CYLINDER
US3863446A (en) Fluid positioning apparatus
RU212830U1 (en) TORQUE MEASURING TRANSDUCER ON POWER HEAD SPINDLE OF UNIT METAL-CUTTING MACHINE FOR ADAPTIVE CONTROL SYSTEM OF POWER HEAD FEEDING CYLINDER HYDRAULIC
US3605911A (en) Machine tool control systems
RU198095U1 (en) ADAPTIVE HYDRAULIC ENGINE CONTROL SYSTEM OF ACTIVE MOVEMENT OF THE WORKING WORK OF THE METAL CUTTING MACHINE
RU204574U1 (en) ADAPTIVE HYDRAULIC CYLINDER CONTROL
US4745832A (en) Hydraulic speed control system
US3224301A (en) Hydraulic drill unit
JP3816227B2 (en) Fluid pressure device
US3262372A (en) Hydraulic speed control apparatus
RU204575U1 (en) ADAPTIVE CONTROL SYSTEM OF HYDRAULIC CYLINDER FEEDING POWER UNIT HEAD FOR MACHINING MACHINE
CN108890404A (en) A kind of submissive grinding and polishing operating system and its operational method