RU2801504C1 - Система управления главным приводом токарного станка - Google Patents
Система управления главным приводом токарного станка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801504C1 RU2801504C1 RU2022127764A RU2022127764A RU2801504C1 RU 2801504 C1 RU2801504 C1 RU 2801504C1 RU 2022127764 A RU2022127764 A RU 2022127764A RU 2022127764 A RU2022127764 A RU 2022127764A RU 2801504 C1 RU2801504 C1 RU 2801504C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drive
- input
- output
- station
- control
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для управления скоростью главного привода токарного станка, который оснащен резцом с устройством подачи СОЖ и со встроенной системой автоматического дроссельного регулирования подачи СОЖ, имеющей датчик предельного открытия дросселя с индикатором состояния этого датчика. Система содержит программируемый контроллер, выход которого выполнен с возможностью соединения с управляющим входом привода через преобразователь код – напряжение и программируемый ограничитель напряжения. При этом она снабжена станцией пуска и останова привода со свободным выбегом, станцией останова привода с принудительным торможением, а также двухвходовыми логическими элементами «И», «ИЛИ», «ЗАПРЕТ». Станция пуска и останова включает в себя кнопку управления, соединенную с входом Т-триггера, один из выходов которого соединен с соответствующим индикатором режима работы системы, а другой – с выходом станции. Система позволяет расширить диапазон снижения температуры резания, который обеспечивается только с помощью регулирования подачи СОЖ, что влечет за собой повышение стойкости инструмента и повышение качества обработки деталей. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и, в частности, к системам управления станками.
В настоящее время системы управления приводами станков и других рабочих машин и в том числе их главными приводами (приводами шпинделей) известны (см. А.В. Башарин, В. А. Новиков, Г.Г. Соколовский. Управление электроприводами. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. Отделение, 1985. - 392 с.) Все они, как правило, снабжены блоками разгона - торможения, обеспечивающими плавные пуск и остановку. Вместе с тем, задачи разгона - торможения приводов и особенно таких, как главные приводы токарных (наиболее распространенных) станков, возникают не только при пуске и остановке, но и в процессе работы привода, например, во время вращения обрабатываемой заготовки шпинделем станка. Причина этого в том, что от скорости вращения заготовки и главного станочного привода, обусловливающих скорость резания на станке, существенно зависит температура резания, связанная с ней стойкость регулирующего инструмента и в конечном итоге качество обработанной поверхности.
Учитывая это, в последнее время, наряду с таким распространенным способом снижения температуры резания, как использование СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей), все шире применяют способ снижения скорости привода станка в процессе обработки заготовки. Однако этот способ реализуется обычно «вручную», «на глазок», что не позволяет обеспечить точное, необходимое и достаточное снижение скорости.
В соответствии с изложенным возникает проблема автоматизации управления разгоном - торможением главного привода токарного станка совместно с охлаждением инструмента СОЖ.
Технически решение указанной проблемы предполагаемым изобретением обеспечивается за счет того, что система для управления скоростью главного привода токарного станка, причем станок оснащен резцом с устройством подачи СОЖ через него в зону резания и со встроенной в него системой автоматического дроссельного регулирования подачи СОЖ, имеющей датчик предельного открытия дросселя с индикатором состояния этого датчика, содержащая программируемый контроллер, выход которого выполнен с возможностью соединения с управляющим входом упомянутого привода через преобразователь код - напряжение и программируемый ограничитель напряжения, от прототипа отличается тем, что она снабжена станцией пуска и останова упомянутого привода со свободным выбегом, станцией останова упомянутого привода с принудительным торможением, двухвходовым логическим элементом «И», двухвходовым логическим элементом «ИЛИ» и двухвходовым логическим элементом «ЗАПРЕТ», причем упомянутые станции пуска и останова включают в себя кнопку управления, соединенную со входом Т-триггера, один из выходов которого соединен с соответствующим индикатором режима работы системы, а другой - с выходом станции, при этом выход станции пуска и останова привода со свободным выбегом соединен с первыми входами элементов «И» и «ЗАПРЕТ», выход станции пуска и останова привода с принудительным торможением соединен с первым входом элемента «ИЛИ», соединен со вторым входом элемента «И» и управляющим входом элемента «ЗАПРЕТ», причем выход элемента «И» соединен с входной шиной программируемого контроллера для подачи команды на торможение привода, а выход элемента «ЗАПРЕТ» соединен с входной шиной программируемого контроллера для подачи команды на разгон привода.
Блок-схема системы приведена на фиг. 1. На ней показано, что предлагаемая система для управления скоростью главного привода 1 токарного станка, причем станок оснащен резцом 2 с устройством подачи СОЖ через него в зону резания и со встроенной в него системой автоматического дроссельного регулирования подачи СОЖ, имеющей датчик 3 предельного открытия дросселя с индикатором состояния 4 этого датчика, содержащая программируемый контроллер 5, выход которого выполнен с возможностью соединения с управляющим входом привода 1 через преобразователь 6 код - напряжение и программируемый ограничитель 7 напряжения, она снабжена станцией 8 пуска и останова привода 1 со свободным выбегом, станцией 9 останова привода 1 с принудительным торможением, двухвходовым логическим элементом 10 «И», двухвходовым логическим элементом 11 «ИЛИ» и двухвходовым логическим элементом 12 «ЗАПРЕТ», причем упомянутые станции пуска 8 и останова 9 включают в себя кнопки управления 13 и 14, соединенные, соответственно, со входами Т-триггеров 15 и 16, один из выходов каждого из которых соединен с соответствующими индикаторами 17 или 18 режимов работы системы, а другой - с выходом станции, при этом выход станции пуска 8 и останова 9 привода 1 со свободным выбегом соединен с первыми входами элементов 10 «И» и 12 «ЗАПРЕТ», выход станции пуска 8 и останова 9 привода 1 с принудительным торможением соединен с первым входом элемента 11 «ИЛИ», соединен со вторым входом элемента 10 «И» и управляющим входом элемента 12 «ЗАПРЕТ», причем выход элемента 10 «И» соединен с входной шиной программируемого контроллера для подачи команды на торможение привода, а выход элемента 12 «ЗАПРЕТ» соединен с входной шиной программируемого контроллера для подачи команды на разгон привода 1.
В качестве резца 2 с автоматической системой дроссельного регулирования подачи СОЖ в предлагаемой системе управления главным приводом станка применен резец, защищенный патентом РФ на полезную модель №213376, а в качестве программируемого контроллера 5 использован контроллер, защищенный патентом РФ на полезную модель №115133. Остальные элементы предлагаемой системы управления главным приводом имеют общеизвестную конструкцию. Что касается самого привода 1, то он может быть любым регулируемым - асинхронным тиристорным, постоянного тока, объемным гидравлическим и др., но только управляемым сигналом напряжения.
Станок оснащен резцом с устройством подачи СОЖ через него в зону резания и со встроенной системой автоматического дроссельного регулирования подачи СОЖ, имеющей датчик предельного открытия дросселя с индикатором состояния этого датчика.
Далее система приводится в исходное состояние, после чего может быть включена в работу. В исходном состоянии системы датчик 3 выдает сигнал «ноль», на выходах Т-триггеров 15 и 16, соединенных с индикаторами 17 и 18, имеет место сигнал «единица», информирующий оператора о готовности системы к работе. При этом на входах элемента «ИЛИ» 11 - «нули», на выходе тоже. На первых входах элементов 10 и 12 в это время «ноль», на втором входе элемента 10 тоже, а на управляющем входе элемента 12 - «ноль», но внутри него этот «ноль» инвертируется и превращается в «единицу». В результате на входах контроллера 5 - «нули».
Теперь система включается в действие. Осуществляется это однократным нажатием на кнопку 13. Триггер 15 переключается и подает «единицу» на первые входы элементов 10 и 12. На выходе элемента 10 остается «ноль», а на выходе элемента 12 появляется «единица». На контроллер 5 подается команда «разгон привода». В соответствии с запрограммированным законом разгона - торможения контроллер передает преобразователю код - напряжение 6 последовательно возрастающие коды, тот преобразует их в последовательно возрастающий сигнал напряжения, который, проходя через ограничитель напряжения 7, разгоняет привод 1. Так происходит в ситуациях, когда сигнал от преобразователя 7 не превышает запрограммированный порог ограничения напряжения ограничителя 7. Если указанный порог превышен, то на выходе ограничителя фиксируется напряжение, равное порогу. В ситуациях, когда порог не превышен, напряжение, подаваемое на управляющий вход привода 1, растет и привод увеличивает скорость резания V м/мин, при которой идет обработка. Температура резания растет в соответствии с известным законом
где Q - образующаяся при резании теплота, Pz - сила резания в ньютонах (см. Ю.И. Тулаев, С.П. Шабашов. Обработка металлов резанием. - Свердловск: Изд. УПИ, 1983, стр. 50). Если дроссель системы автоматического дроссельного регулирования подачи СОЖ, имеющейся в резце, предельного положения не выдает «ноль», и температура резания регулируется только системой, встроенной в резец. Но если температура возросла настолько, что система регулирования подачи СОЖ, имеющаяся в резце, уже с ее снижением не справляется (дроссель достиг предельного состояния), то на выходе датчика 3 появляется сигнал «единица». Это влечет за собой появление «единицы» на выходе элемента 11, исчезновение «единицы» на выходе элемента 12 и появление «единицы» на выходе элемента 10. Вместо команды «разгон» на контроллер 5 подается команда «торможение». В результате скорость работы привода 1, скорость резания V и связанная с ней температура резания будут уменьшаться. Когда датчик 3 снова выдаст «ноль», система управления приводом 1 вернется в предыдущее состояние, и снижение температуры резания опять будет осуществляться только системой, смонтированной в резце 2.
Если кнопку 13 нажать повторно, то триггер 15 отключит контроллер 5 и вновь включит индикатор 18. Начнется свободный выбег привода 1, завершающийся его постепенной остановкой. В случае, когда требуется произвести быструю остановку привода, нужно нажать кнопку 14. Если в это время на выходе элемента 11 имеет место «ноль», то он сменится «единицей» и система переведет привод 1 в режим торможения, если даже датчик 3 продолжает выдавать «ноль».
Таким образом, работая совместно с системой автоматического регулирования подачи СОЖ, имеющейся в резце, предлагаемая автоматическая система управления главным приводом станка будет снижать температуру резания в более широких пределах, чем только система, смонтированная в резце. Причем это будет проходить в необходимой и достаточной степени и точнее, чем при неавтоматическом управлении приводом.
Техническим результатом предложения будет являться повышение стойкости режущего инструмента, и используемого при токарной обработке, и повышение качества обработанной поверхности.
Claims (1)
- Система для управления скоростью главного привода токарного станка, причем станок оснащен резцом с устройством подачи СОЖ через него в зону резания и со встроенной в него системой автоматического дроссельного регулирования подачи СОЖ, имеющей датчик предельного открытия дросселя с индикатором состояния этого датчика, содержащая программируемый контроллер, выход которого выполнен с возможностью соединения с управляющим входом упомянутого привода через преобразователь код – напряжение и программируемый ограничитель напряжения, отличающаяся тем, что она снабжена станцией пуска и останова упомянутого привода со свободным выбегом, станцией останова упомянутого привода с принудительным торможением, двухвходовым логическим элементом «И», двухвходовым логическим элементом «ИЛИ» и двухвходовым логическим элементом «ЗАПРЕТ», причем упомянутые станции пуска и останова включают в себя кнопку управления, соединенную со входом Т-триггера, один из выходов которого соединен с соответствующим индикатором режима работы системы, а другой – с выходом станции, при этом выход станции пуска и останова привода со свободным выбегом соединен с первыми входами элементов «И» и «ЗАПРЕТ», выход станции пуска и останова привода с принудительным торможением соединен с первым входом элемента «ИЛИ», второй вход которого выполнен с возможностью соединения с выходом упомянутого датчика предельного открытия дросселя, а выход элемента «ИЛИ» соединен со вторым входом элемента «И» и управляющим входом элемента «ЗАПРЕТ», причем выход элемента «И» соединен с входной шиной программируемого контроллера для подачи команды на торможение привода, а выход элемента «ЗАПРЕТ» соединен с входной шиной программируемого контроллера для подачи команды на разгон привода.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2801504C1 true RU2801504C1 (ru) | 2023-08-09 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050247C1 (ru) * | 1990-09-06 | 1995-12-20 | Козулин Владимир Борисович | Способ адаптивного управления токарным станком |
RU2465115C2 (ru) * | 2010-08-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ и устройство управления скоростью резания на токарном оборудовании с чпу |
CN105458330A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-06 | 湖北汽车工业学院 | 深孔镗床切削自适应控制系统及控制方法 |
CN105487477A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-13 | 无锡中鼎物流设备有限公司 | 一种通用性往复平移机构控制装置 |
RU2594049C1 (ru) * | 2015-02-05 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Устройство адаптивного управления станком |
RU2676114C1 (ru) * | 2017-08-24 | 2018-12-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Устройство и способ управления температурой в зоне резания |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050247C1 (ru) * | 1990-09-06 | 1995-12-20 | Козулин Владимир Борисович | Способ адаптивного управления токарным станком |
RU2465115C2 (ru) * | 2010-08-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ и устройство управления скоростью резания на токарном оборудовании с чпу |
RU2594049C1 (ru) * | 2015-02-05 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Устройство адаптивного управления станком |
CN105458330A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-06 | 湖北汽车工业学院 | 深孔镗床切削自适应控制系统及控制方法 |
CN105487477A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-13 | 无锡中鼎物流设备有限公司 | 一种通用性往复平移机构控制装置 |
RU2676114C1 (ru) * | 2017-08-24 | 2018-12-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Устройство и способ управления температурой в зоне резания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10281901B2 (en) | Numerical controller for reducing consumed power in non-cutting state | |
RU2180967C2 (ru) | Автоматический текущий контроль состояния инструмента | |
US4076442A (en) | Apparatus for controlling coolant flow in accordance to external forces upon a cutting tool | |
US20090093191A1 (en) | Control circuit for grinding machine | |
JPH0854914A (ja) | 停電時制御方法及び装置 | |
KR102124658B1 (ko) | 공작기계의 절삭 부하 모니터링 방법 및 장치 | |
CN105269571A (zh) | 具备停止功能的机器人控制系统 | |
US9983567B2 (en) | Numerical controller capable of avoiding overheat of spindle | |
RU2801504C1 (ru) | Система управления главным приводом токарного станка | |
JP6472227B2 (ja) | 数値制御装置 | |
JP3231027B2 (ja) | Nc工作機械の数値制御装置 | |
JP5969574B2 (ja) | 過大負荷を検出するモータ制御装置 | |
KR960700126A (ko) | Cnc 작동식 공작 기계용 제어 장치(controller for cnc-operated ma-chine tools) | |
EP0146633A4 (en) | DIGITAL CONTROL SYSTEM. | |
US7088064B2 (en) | Method for the orientation of a spindle and numerical control device of a machine tool embodied for the method for the orientation of the spindle | |
JPWO2023218592A5 (ru) | ||
KR102274442B1 (ko) | 공작기계용 수치 제어장치 | |
JPS6035563Y2 (ja) | 工作機械の送り速度制御装置 | |
JPS59166448A (ja) | 適応制御nc工作機械装置 | |
KR100270217B1 (ko) | 공작기계의 주축 과부하 감지에 의한 주축 제어방법 | |
JPH0258053B2 (ru) | ||
JP2539065B2 (ja) | 切削制御装置 | |
JP6747352B2 (ja) | 数値制御装置と制御方法 | |
JPH0239717Y2 (ru) | ||
JP2570445B2 (ja) | Nc切削装置 |