RU2582858C1 - Система управления двухкоординатного объекта - Google Patents

Система управления двухкоординатного объекта Download PDF

Info

Publication number
RU2582858C1
RU2582858C1 RU2015100686/08A RU2015100686A RU2582858C1 RU 2582858 C1 RU2582858 C1 RU 2582858C1 RU 2015100686/08 A RU2015100686/08 A RU 2015100686/08A RU 2015100686 A RU2015100686 A RU 2015100686A RU 2582858 C1 RU2582858 C1 RU 2582858C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
drive
programmer
comparator
Prior art date
Application number
RU2015100686/08A
Other languages
English (en)
Inventor
Ольга Андреевна Оралова
Данила Владимирович Борматов
Original Assignee
Ольга Андреевна Оралова
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 Ольга Андреевна Оралова filed Critical Ольга Андреевна Оралова
Priority to RU2015100686/08A priority Critical patent/RU2582858C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2582858C1 publication Critical patent/RU2582858C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
    • G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • G05B19/232—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • G05B19/4015—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
    • G05B19/40937—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
    • G05B19/40938—Tool management
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G05B19/4163—Adaptive control of feed or cutting velocity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

Изобретение относится к управлению фрезерными станками. Технический результат - повышение точности и производительности станков. Для этого предложена система управления, которая содержит программатор, первое устройство сравнения, первый привод, третье устройство сравнения, второй привод. При этом в системе первый выход программатора связан с входом первой эталонной модели, выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом первого привода, а выход через первое корректирующее устройство соединен с первым входом первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, а выход первого суммирующего устройства соединен с входом первого привода, второй выход программатора соединен с входом второй эталонной модели, выход которой связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго привода, а выход через второе корректирующее устройство соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения, а выход второго суммирующего устройства связан с входом второго привода. 1 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам программного управления двухкоординатных объектов, например, фрезерных станков.
Известны системы с эталонными моделями [Борцов Ю.А. и др. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1984], в которых обеспечивается приближение характеристик системы управления к характеристикам эталонной модели за счет сравнения их выходных координат и воздействием полученной разностью через корректирующее устройство на систему.
Известны системы программного управления [Беляев А.Н. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук «Замкнутые системы числового программного управления контурным режимом металлорежущих станков». Ленинградский политехнический институт, 1988], работающие по разомкнутому и замкнутому циклу, в результате анализа которых утверждается преимущество в точности систем, замкнутых по контурной ошибке. Недостатками этих систем является наличие существенных ошибок, порожденных неидентичностью характеристик приводов координат и невозможность их сохранения при сколь угодно точной начальной настройке из-за их изменения в процессе работы. В разомкнутых системах ошибки порождаются также отличием от единицы коэффициентов передач приводов при обработке произвольных траекторий движения объекта.
Решаемая задача - уменьшение контурной ошибки при отработке произвольных траекторий.
Технический результат - повышение точности и увеличение производительности станков.
Этот технический результат достигается тем, что в системе управления двухкоординатного объекта, содержащем программатор, первый выход которого связан с первым входом первого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого привода, второй выход программатора соединен с первым входом третьего устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом второго привода объекта. Система отличается тем, что первый выход программатора связан с входом первой эталонной модели, выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом первого привода, а выход через первое корректирующее устройство соединен с первым входом первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, а выход первого суммирующего устройства соединен с входом первого привода, второй выход программатора соединен с входом второй эталонной модели, выход которой связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго привода, а выход через второе корректирующее устройство соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения, а выход второго суммирующего устройства связан с входом второго привода.
На фиг. 1 приведена схема системы управления двухкоординатного объекта.
Система содержит программатор (1), первый выход которого соединен с первым входом первого устройства сравнения (2), второй вход которого соединен с выходом первого привода (3) объекта. Первый выход программатора (1) соединен также с входом первой эталонной модели (4), выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения (5), второй вход которого соединен с выходом привода (3). Выход устройства (5) через первое корректирующее устройство (6) соединен с первым входом первого суммирующего устройства (7), второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения (2). Выход устройства (7) соединен с входом первого привода (3).
Второй выход программатора (1) соединен с первым входом третьего устройства сравнения (8), второй вход которого связан с выходом второго привода (9) объекта. Второй выход программатора соединен также с входом второй эталонной модели (10), выход которой соединен с первым входом четвертого устройства сравнения (11), второй вход которого связан с выходом второго привода (9). Выход устройства (11) через второе корректирующее устройство (12) соединен с первым входом второго суммирующего устройства (13), второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения (8), а выход соединен с входом второго привода (9).
Система управления двухкоординатного объекта работает следующим образом (фиг. 1). С первого выхода программатора (1) на первый вход первого устройства сравнения (2) поступает сигнал, пропорциональный заданному хз перемещению объекта по координате x. На второй вход устройства сравнения (2) поступает сигнал хи, пропорциональный истинному перемещению объекта по координате x с выхода первого привода (3).
Одновременно с первого выхода программатора (1) сигнал хз поступает на вход первой эталонной модели (4), с выхода которой сигнал поступает на первый вход второго устройства сравнения (5), на второй вход которого поступает сигнал хи с выхода привода (3). С выхода устройства (5) через первое корректирующее устройство (6) сигнал поступает на первый вход первого суммирующего устройства (7), на второй вход которого поступает сигнал с выхода первого устройства сравнения (2). С выхода устройства (7) сигнал поступает на вход первого привода (3).
В итоге на выходе привода (3) координаты х формируется сигнал
Figure 00000001
где Wx - передаточная функция привода (3),
Wмх - передаточная функция эталонной модели (4),
Wмох - передаточная функция корректирующего устройства (6),
Figure 00000002
- передаточная функция замкнутого привода (3).
При Wмох>>1 будет xи≅xз·Wмх. При выборе Wмх≅1 будет xи≅xз.
Одновременно с второго выхода программатора на первый вход третьего устройства сравнения (8) поступает сигнал, пропорциональный заданному yз перемещению объекта по координате y. На второй вход третьего устройства сравнения (8) поступает сигнал yи, пропорциональный истинному перемещению объекта по координате y с выхода второго привода (9).
Одновременно со второго выхода программатора (1) сигнал yз поступает на вход второй эталонной модели (10), с выхода которой сигнал поступает на первый вход четвертого устройства сравнения (11), на второй вход которого поступает сигнал yи с выхода привода (9). С выхода устройства (11) через второе корректирующее устройство (12) сигнал поступает на первый вход второго суммирующего устройства (13), на второй вход которого поступает сигнал с выхода третьего устройства сравнения (8). С выхода устройства (13) сигнал поступает на вход второго привода (9).
В итоге на выходе привода (9) координаты у формируется сигнал
Figure 00000003
,
где Wу - передаточная функция привода (9),
Wму - передаточная функция эталонной модели (10),
Wмоу - передаточная функция корректирующего устройства (12),
Figure 00000004
- передаточная функция замкнутого привода (9).
При выборе Wмоу>>1 будет yи≅yз·Wму. При Wму≅1 будет yи≅yз.
При Wмх=Wму=Wм и равном единице в области рабочих частот коэффициенте передачи эталонной модели получаем идентичные передаточные функции приводов координат и максимально точное воспроизводство заданных значений xз и yз, то есть минимальную контурную ошибку системы без ее замыкания по контурной ошибке при любом способе интерполяции и воспроизводстве любой траектории перемещения объекта.
Таким образом, в разомкнутой системе достигается идентичность приводов, приближение их характеристик к единице в области рабочих частот, повышение точности и увеличение производительности станков.

Claims (1)

  1. Система управления двухкоординатного объекта, содержащая программатор, первый выход которого связан с первым входом первого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого привода, второй выход программатора соединен с первым входом третьего устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом второго привода объекта, отличающаяся тем, что первый выход программатора связан с входом первой эталонной модели, выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом первого привода, а выход через первое корректирующее устройство соединен с первым входом первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, а выход первого суммирующего устройства соединен с входом первого привода, второй выход программатора соединен с входом второй эталонной модели, выход которой связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго привода, а выход через второе корректирующее устройство соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения, а выход второго суммирующего устройства связан с входом второго привода.
RU2015100686/08A 2015-01-12 2015-01-12 Система управления двухкоординатного объекта RU2582858C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100686/08A RU2582858C1 (ru) 2015-01-12 2015-01-12 Система управления двухкоординатного объекта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100686/08A RU2582858C1 (ru) 2015-01-12 2015-01-12 Система управления двухкоординатного объекта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2582858C1 true RU2582858C1 (ru) 2016-04-27

Family

ID=55794718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015100686/08A RU2582858C1 (ru) 2015-01-12 2015-01-12 Система управления двухкоординатного объекта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582858C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU451059A1 (ru) * 1972-09-08 1974-11-25 Предприятие П/Я М-5344 Система двухкоординатного программного управлени с коррекцией программы
SU798716A2 (ru) * 1979-03-19 1981-01-23 Предприятие П/Я Г-4086 Система двухкоординатного программногоупРАВлЕНи C КОРРЕКциЕй пРОгРАММы
EP1505462A3 (en) * 2003-08-05 2006-05-17 Fanuc Ltd Programmable controller
RU2438156C1 (ru) * 2010-09-30 2011-12-27 Евгений Васильевич Скрибанов Моделирующий комплекс для станков с чпу

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU451059A1 (ru) * 1972-09-08 1974-11-25 Предприятие П/Я М-5344 Система двухкоординатного программного управлени с коррекцией программы
SU798716A2 (ru) * 1979-03-19 1981-01-23 Предприятие П/Я Г-4086 Система двухкоординатного программногоупРАВлЕНи C КОРРЕКциЕй пРОгРАММы
EP1505462A3 (en) * 2003-08-05 2006-05-17 Fanuc Ltd Programmable controller
RU2438156C1 (ru) * 2010-09-30 2011-12-27 Евгений Васильевич Скрибанов Моделирующий комплекс для станков с чпу

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11498214B2 (en) Teaching device, teaching method, and robot system
KR20200031081A (ko) 구성 종속적인 동역학적 시스템의 진동 제어
US10571874B2 (en) Control device for performing learning control
CN110119566B (zh) 一种适用于复杂曲面机器人砂带磨抛的切削深度预测方法及装置
TWI641931B (zh) 工具機控制指令與參數的自動生成裝置及其方法
EP3597361B1 (en) Toolpath adjustments based on 3-dimensional scan data of physically manufactured parts
JP2009277226A (ja) プロセスモデルの状態量のリアルタイム計算方法およびシミュレータ
US11327466B2 (en) Command-value generation apparatus
RU2582858C1 (ru) Система управления двухкоординатного объекта
US20180207799A1 (en) Trajectory determination method for non-productive movements
US20210142207A1 (en) A method and apparatus for providing an adaptive self-learning control program for deployment on a target field device
CN111366158A (zh) 扫地机器人作业路线的规划方法、装置和芯片
CN110962120B (zh) 网络模型的训练方法及装置、机械臂运动控制方法及装置
Lambersky Model based design and automated code generation from Simulink targeted for TMS570 MCU
JP2004110828A (ja) ソリッドモデル上に数値制御ツールパスを生成する方法及びシステム
CN110992475B (zh) 水利水电工程大体积混凝土快速计算任意部位工程量的方法、系统及介质
KR101896112B1 (ko) 자동차 부품의 최적설계를 위한 cad 및 cae의 통합 방법
JP3865922B2 (ja) 有限要素法解析用モデルの作成方法
CN109655884B (zh) 一种速度拾取异常点去除方法及系统
Gao Simulation of Mechanical NC Machining Based on CAD/CAM
Ridwan STEP-NC enabled machine condition monitoring
Dang et al. Accurate motion regeneration technique with robust control approach
Nagata et al. CLS Data interpolation with spline curves and its post processing for generating a robot language
Klingel et al. Comparison and Application of Multi-Rate Methods for Real-Time Simulations of Production Systems
WO2022056823A1 (en) Method and apparatus for tuning robot system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170113