RU26142U1 - Система автоматического управления следящими приводами оборудования с чпу - Google Patents

Abstract

Система автоматического управления следящими приводами оборудования с ЧПУ, содержащая приводы оборудования с ЧПУ и датчики скорости, систему управления приводом и питанием датчиков положения, механическую передачу, охваченную обратной связью по положению, отличающаяся тем, что дополнительно введена эталонная математическая модель, описывающая требуемое состояние технологической системы на каждом этапе технологического процесса, вход которой подключен к выходу управляющей программы, а выход - к первому входу блока сравнения, также выход управляющей программы подключен к приводам оборудования с ЧПУ, а выход приводов оборудования с ЧПУ подключен к входу обрабатываемой заготовки (полуфабрикат), выходы системы питания датчиков положения и датчиков скорости подключены к входу приводов оборудования с ЧПУ, выход обрабатываемой заготовки (полуфабрикат) подключен к входу оптического бесконтактного датчика, а его выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подсоединен к входу анализаторного блока, входящего в состав программного обеспечения персонального компьютера, выход анализаторного блока подключен ко второму входу блока сравнения, а вход блока принятия решения подключен к выходу блока сравнения и его выход подключен к входу управляющей программы.

Description

Изобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами и объектами и может применяться в следящих приводах оборудования с ЧПУ, оснащенными системами управления типа CNC.

Известна система управления автоматического управления следящими приводами оборудования с ЧИУ, работа которой основана на определенных заранее установленных законах управления: так называемое управление по принципу отклонения. Иедостатком этой системы управления является то, что в реальном времени характеристики объекта могут изменяться по неизвестному закону управления, что приводит к снижению качестяп функционирования системы, 1.

Наиболее к изобретению по технической сущности является система управления, включающая приводы оборудования е Ч1 и дсичим; скорости, систему управления приводом и питанием датчиков положения, механическая передача, охваченная обратной связью по положению.

Недостаток этой системы управления заключается в том, что ее применение не позволяет полностью устранить воздействие возмущении на регулируемую величину, 2.

деталей машин при наличие действующих на технологический процесс обработки возмущений и расширение функциональных возможностей оборудования с ЧПУ рассматриваемого класса.

Поставленная задача решается тем, что в систему управления для определения возмущений, действующих как на технологическую систему объекта управления, так и на различные её элементы, введена эталонная математическая модель, которая используется для определения требуемо о эталонного состояния технологической системы. В этой модели учтены возможные изменения свойств технологической системы, например такие. как наличие брака по диаметральным и линейным размерам, износ инструмента за один цикл обработки, колебание размеров и твердости исходных заготовки и полуфабриката и т.п. Вход эталонной математической модели подключен к выходу управляющей программы оборудования с ЧПУ. а выход к первому входу блока сравнения. Вход объекта управления технологической системы по обработки деталей включает в себя приводы оборудования с ЧПУ, датчики скорости, систему питания датчиков положения, а так же заготовку (полуфабрикат), подключен к выход} управляющей программы станком, а выход - к оптическому бесконтактном) датчику. Выход оптического бесконтактного датчика соединяется с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подсоединен к входу анализаторного блока входящий в состав программного обеспечения персонального компьютера. Выход анализаторного блока подключен ко второму входу блока сравнения. Вход блока принятия решения подключен к

looffoe j I

выходу блока сравнения, а его выход подключен к входу управляющей программы. Входы системы питания датчиков положения и датчиков скорости подключены к выходу управляющей программы, а выходы подключены к входу датчиков скорости и к входу приводов оборудования с ЧПУ, соответственно. Выход приводов оборудования с ЧПУ подключен к входу контролируемой заготовки (полуфабрикату), а её выход соединен с входом оптического бесконтактного датчика. Комплекс этих данных определяет выбор варианта управления точностью обработки деталей.

На Фиг. 1 показана структурная схема системы автоматического управления следящими приводами оборудования с ЧПУ.

Система автоматического управления следящими приводами оборудования с ЧПУ содержит такие блоки, как объект управления технологическая система по обработки деталей 1, в состав которой входят: приводы оборудования с ЧПУ 12, датчики скорости 11, сис1ема 11И1а11и 1 датчиков положения 10, и обрабатываемая заготовка (полуфабрикат) 13, оптический датчик 2, аналого-цифровой преобразователь 3, персональный компьютер 4, в состав программного обеспечения которого 1(1Я1 следующие блоки: анализаторный блок 5, блок сравнения 7, блок принятия рещения 8, управляющая профамма 9, и эталонная математическая модель 6.

Связи в системе управления расположены в следующем порядке, вход технологической системы по обработки деталей 1 подключен к выходу управляющей программы 9 станком, а выход подключен к входу оптического бесконтактного датчика 2. Вход аналого-цифрового преобразователя 3

подключен к выходу оптического бесконтактного датчика 2, а выход - к входу персонального компьютера 4, в состав программного обеспечения которого входят следующие блоки: анализаторный блок 5, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения 7; вход блока принятия решения 8, подключен к выходу блока сравнения 7, а выход - к входу управляющей программы 9, и вход эталонной математической модели 6 подключен к выходу управляющей программы 9, а выход к первому входу блока сравнения 7. Вход системы питания датчиков положения 10 и датчиков скорости 11 подключен к выходу управляющей программы, а выходы подключены к входу датчиков скорости 11 и к входу приводов станков с ЧПУ 12, соответственно. Выход приводов оборлдовапия с 4nv i подключен к входу обрабатываемой заготовки (полуфабрикату) 13 и к входу датчиков скорости 11, а её выход соединен с входом оптического бесконтактного датчика 2.

Система управления работает следующим образом. Управление оборудованием с ЧПУ осуществляется посредством выдачи управляющих сигналов на приводы станка с персонального компьютера 4. Требуемые свойства состояния технологической системы задаются ла-юииои математической моделью 6. В качестве объекта управления выступает технологическая система по обработки деталей. Входные сигналы с

управляющей программы 9 такие, как режимы резания и положения инструмента, поступают на вход эталонной математической модели 6 и на

//

вход системы управления ооъекгом 1. Сшналы, онисыьаюио -состояние обрабатываемой детали 1, контролируемые с помойные оптического бесконтактного датчика 2, в аналоговом виде поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 3. Далее по схеме, преобразованный сигнал поступает в анализаторный блок 5, где анализируется и сопоставляется с требуемым эталонным состоянием технологической

системы. Затем в блоке сравнения 7 вырабатывается ошибка 8, которая передается в блок принятия решения 8, где вырабатываются величшп, коррекции 5. Потом эти значения поступают в управляющую программу О

технологического процесса, а затем скорректированный входной сигнала передается на вход системы управления.

Таким образом, обеспечивается автоматическое регулирование значения выходных параметров с более высокой точностью по сравнениро с использованием в следящих приводах структурных традиционных схем автоматического управления.

Введение эгалонной математической модели в систем} автоматического управления обеспечивает повышение точности обработки деталей машин за счет более точного определения величины отклонений между реакцией эталонной математической модели и объекта управления с последующей выработкой управляющего воздействия на объект управления.

Литература:

1.Авторское свидетельство СССР № 1257609, кл. G 05 В 11/00, 1986.

2.Следящие электроприводы станков с ЧПУ/А.М. Лебедев, Р.Т. Орлова, А.В. Пальцев. - М.: Энергоатомиздат, 1988. с. 28-47, рис. 2.1 (прототип).

Claims (1)

1. Система автоматического управления следящими приводами оборудования с ЧПУ, содержащая приводы оборудования с ЧПУ и датчики скорости, систему управления приводом и питанием датчиков положения, механическую передачу, охваченную обратной связью по положению, отличающаяся тем, что дополнительно введена эталонная математическая модель, описывающая требуемое состояние технологической системы на каждом этапе технологического процесса, вход которой подключен к выходу управляющей программы, а выход - к первому входу блока сравнения, также выход управляющей программы подключен к приводам оборудования с ЧПУ, а выход приводов оборудования с ЧПУ подключен к входу обрабатываемой заготовки (полуфабрикат), выходы системы питания датчиков положения и датчиков скорости подключены к входу приводов оборудования с ЧПУ, выход обрабатываемой заготовки (полуфабрикат) подключен к входу оптического бесконтактного датчика, а его выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подсоединен к входу анализаторного блока, входящего в состав программного обеспечения персонального компьютера, выход анализаторного блока подключен ко второму входу блока сравнения, а вход блока принятия решения подключен к выходу блока сравнения и его выход подключен к входу управляющей программы.