SU1017480A2

SU1017480A2 - Apparatus for automatic controlling of grinding machine lateral feed

Info

Publication number: SU1017480A2
Application number: SU823394012A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Александрович Горельников; Леонид Яковлевич Макаровский; Валентин Николаевич Михелькевич
Original assignee: Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1983-05-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧР ЮЕШО УИРАВДБНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ ПОДАЧЕЙ ШЩФОВАЛЬНОГО СТАНКА пб авт. ев. 905026 от л и ч а ю и е е с тем, что, с целью повышени произв дительности и точности обработки;при изменении режущей способности иотИфо-, вальных кругов и жесткости упругой . системы СПИД, устройство дополнительно снабжено включенным между блоком задани программы и регул тором ско рости регул тором мощности с пропорционально-интегрально , дифференциальной зависимостью выходного напр жени от входного, второй вход которого соединеи с датчиком мощности дифференцирующим звеном и элементом пам ти, второй вход кЬторого соединен с блоком заданий программы, и соединенными с элементом пам ти двум нуль- , органами, управл ющими ключами, вклю- ченными между регул торами мощности Щ и регул тором скорости.DEVICE FOR AUTOMATIC UNIT YESHO TRANSFER TRANSFER FEEDING SCREW MACHINE PB machine ev 905026 from l and ch and y and e with the fact that, in order to increase the productivity and accuracy of processing, with a change in the cutting ability of his and oval circles and elastic rigidity. aids system, the device is additionally equipped with a power regulator connected between the program setting block and the speed regulator with a proportional-integral differential output voltage on the input, the second input of which is connected to the power sensor with a differentiating element and memory element, the second input of the second with a block of program tasks, and two null-, key-control units connected to the memory element, included between the power controllers Sch and the speed controller.

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано преимущественно в прецизионном станкостроении .The invention relates to mechanical engineering and can be used primarily in precision machine tool construction.

По основному авт. св. W 905026 известно устройство дл автоматического управлени поперечной подачей шлифовального станка, состо щее из блока-задани программы, последовательно соединенных регул тора мощности , двигател поперечного суппорта , механизма поперечной подачи, датчика тока, выход которого соединен со входом регул тора тока, а вход - с двигателем поперечного супи порта, датчика скорости, выход.которого соединен со входом регул тора скорости, а вход - с двигателе м поперечного суппорта, двигател иутифовального круга, датчика припуска, выход которого соединен со входом блока задани программы, датчика IOt нocти, регул тора мощности с пропорционально-интегральным законом изменени выходного напр жени от входного , один вход которого соединен с выходом блока задани программы, другой - с выходом датчика мощности, а его вькод - со входом регул тора скорости С13.According to the main author. St. W 905026 knows a device for automatic control of a cross feed of a grinding machine consisting of a program block, a serially connected power regulator, a cross slide motor, a cross feed mechanism, a current sensor whose output is connected to the current regulator input, and an input from the engine of the transverse port of the port, the speed sensor, the output of which is connected to the input of the speed regulator, and the input is connected to the engine of the transverse support, the engine and the wheel, the allowance sensor, the output of which This is connected to the input of the program setting block, the IOt sensor sensor, the power regulator with the proportional-integral law of the output voltage variation from the input, one input of which is connected to the output of the program reference module, the other to the output of the power sensor, and its code to the input speed regulator C13.

Система СПИД вл етс апериодичесКИМ звеном первого пор дка, а замыкал ние .системы управлени по мощности шлифовани с использованием пропорционально-интегрального регул тора The AIDS system is the aperiodic link of the first order, and the closure of the grinding power control system using a proportional-integral controller

,мощности компенсирует посто нную вре мени системы СПИД, а также ее изменен ни от вариации режущей способности круга и отклонени жесткости системы СПИД от расчетного значени .The power compensates for the constant time of the AIDS system, as well as its change from variations in the cutting ability of the circle and the deviation of the rigidity of the AIDS system from the calculated value.

II

При оснащении универсальных станков шлифовальными кругами с мен ющей с режущей способностью и жесткостью система СПИД по своей динамической. структуре представл ет собой как апериодическое звено второго пор дка, так и апериодическое звено первого пор дка. Такое описание объекта СПИД с мен ющейс динамической структурой имеет место и в специализированных шлифовальных станках-автоматах. Режуща способность и жесткость круга (одна из составных частей жесткости системл СПИД) мен ютс не только дл шлифовальных кругов различных типов, но и дл одного и того же образца шлифовального круга в процессе уменьшени его диаметра при обработке изделий. Следствием этого вл етс по вление погрешности в отработке задаваемых программ при использовании фиксированной коррекции системы уп- : равлени , что отрицательно сказываетс На производительности станка и точности обработанных деталей Этот факт объ сн етс следуюьдам образом. When equipping universal machines with grinding wheels with changing ability and stiffness, the AIDS system is dynamic. The structure is both a second-order aperiodic unit and first-order aperiodic unit. Such a description of the AIDS object with a changing dynamic structure also takes place in specialized grinding automatic machines. The cutting ability and rigidity of the wheel (one of the components of the rigidity of the AIDS system) varies not only for grinding wheels of various types, but also for the same grinding wheel sample in the process of reducing its diameter when machining products. The consequence of this is the occurrence of errors in the development of specified programs using a fixed correction of the control system: control, which negatively affects the machine performance and the accuracy of the machined parts. This fact is explained as follows.

При описании систёкы СПИД апериодическим звеном первого и оптимальной по быстродействию коррекции системы управлени имеем епавмлв по продолжительности и другим показател м переходные процессы по управл к цему и возмущакедему воздействи м при реализации цикла .поперечной подачи суппорта. Изменение параметров система СПИД (режуща способность и жесткость круга) в результате смены типов кругов или от уменьшени диаметра круга может произойти настолько , что ее описание будет соответствовать апериодо1ческому звену второго пор дка. Это приводит при неизменной коррекции к зат гиванию указанных переходных процессов при реализации цикла поперечной подачи. Если же исходить из настройки системы на желаекме по продолжительности и другим показател м указанные переходные процессы при представлении систекы СПИД апериодическим звеном второго пор дка то при изменении тех же параметров системы СПИД от смены типов кругов или от уменьшени диаметра круга настолько, что система СПИД описываетс апериодическим звеном первого пор дка, имеем убыстрение переходных процессов по управл ющему и возмущающему воздействи м.When describing the AIDS system as an aperiodic link of the first and time-optimal correction control system, we have a duration and other indicators of transient processes for controlling and perturbing the influences during the implementation of the cross support feed cycle. The change in the parameters of the AIDS system (cutting ability and wheel rigidity) as a result of a change in wheel types or from a reduction in wheel diameter may occur so that its description will correspond to a second-order aperiodic element. This leads, with a constant correction, to the delay of these transients when implementing the transverse feed cycle. If we proceed from setting up the system on zhelekme for the duration and other indicators of these transitions when presenting the AIDS system as an aperiodic second-order link, then changing the same parameters of the AIDS system from changing the circle types or reducing the circle diameter so that the AIDS system describes an aperiodic first-order link, we have an acceleration of transients on the control and disturbing influences.

Целью изобретени вл етс повьливние производительности станка и точности обработки изделий при изменени х режущей способности шлифовальных кругов и жесткости упругой системы СПИД.The aim of the invention is to increase the productivity of the machine and the accuracy of machining with changes in the cutting ability of grinding wheels and the stiffness of the elastic AIDS system.

Указанна цель достигаетс тем, что известное устройство дополнительно снабжено включенным между блоком задани программы и регул тором скорости регул тором мощности с пропорционально-интегрально дифференциальной зависимостью выходного напр жени от входного, второй вход котор рого соединен с датчиком мощности, соединенными последовательно с датчиком мощности дифференцирующим звеном и элементом пам ти, второй вход которого соединен:;с блоком заданий программы, и соединенными с элементом пам ти двум .нуль-органами, уп:равл ющимй ключами, включенными между регул тора1«1 мощности и регул тором скорости.This goal is achieved by the fact that the known device is additionally equipped with a power regulator connected between the program setting unit and the speed controller with a proportional-integral differential dependence of the output voltage on the input, the second input of which is connected to the power sensor connected in series with the power sensor and a memory element, the second input of which is connected:; with the block of tasks of the program, and two zero bodies connected to the memory element; The keys are connected between the power regulator 1 1 and the speed regulator.

На чертеже представлена функциональна схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Блок задани програм1«1 1 формирует тpeбye 4ый закон изменени мощности в пределах цикла обработки издели . Первый выход блока 1 через резисторы 2 и 3 соответственно соединен с первым входом регул торов мощности 4 и 5 выполненных, например, на операционных усилител х. Пропорционально-интегральный закон изменени выходного . нат1р51жёни от входного в регул торе мощности 4 осуие стал нет с св зью выхода со входом через резистор 6 в e 4кocть 7. Пропорционально-интегрально дифференциальный закон изменени выходного напр жени от входного в регул торе мощности 5 осуществл етс св зью выхода со входом через резисторы 8 и 9 и емкости 10 и 11. Выходы регул торов мощности 4 и 5 подключены ко ;входу регул тора скорости через резистор 12 посредством нуль-органов 13 и 14. Настройка регул тора скорос ти 15 осуществл етс резистором 16 и емкостью17. Выход регул тора скорости 15 соединен резистором 18 со входом регул тора тока 19, в обратно св зи которого включены резистор 20 и емкость 21. Выход регул тора тока 19 соединен с управл емом усилителем мощности 22. Приводной электрический двигатель поперечного суппорта, пред ставленный звень ми 23 и 24, через механизм поперечной подачи 25 осуществл ет перемещение суппорта поперечной подачи 26. Выходным параметром звена 23 вл етс корный ток двигател поперечной подачи. Датчик тока 27 преобразует ток в пропорциональное значение напр жени . Выход датчика тока 27 резистором 28 соединен со входом регул тора тока 19. Датчик скорости 29 преобразует часто вращени двигател в пропорционально значение напр жени . Выход датчика скорости 29 соединен со входом регул тора скорости 15 посредством резис тора 30. Приводной электрический двигатель 31 вращает ишифовальный круг 32. Действительный размер обрабатываемого издели 33 контролируетс датчиком припуска 34. Выход датчи ка припуска 34 подсоединен ко входу блока задани программы 1. Датчик мощности 35 преобразует мощность, потребл емую двигателем 31, в пропор циональный сигнал напр жени . Первый выход датчика мощности 35 соединен со вторыми входами регул торов мощности 4 и 5 через резисторы 36 и 37. Второй выход датчика мощности 35 соединен со входом дифференцирукоцёго звена 38,-во входной цепи которого установлена емкость- 39, а выход св зан со входом резистором 40. К выходу дифференцирующего звена 38 подключен второй вход элемента пам ти 41. Первый вход элемента пам ти 41 соединен со вторым выходом блока заДани программы 1. К двум выходам элемента пам ти 41 соответственно подключены входы нуль-органов 13 и 14. Работа устройства дл автоматичес кого управлени поперечной подачей шлифовального станка заключаетс в следующем. На входе регул тора тока 19 алгебраически суммируютс сигналы d выхода регул тора скорости 15 и с выхода датчика тока 27. Регул тор тока 19 выполнен с пропорциональноинтегральной зависимостью выходной напр жени от входного и настраиваетс на компенсацию электромагнитной посто нной времени электродвигател поперечного суппорта ишифовального станка. Выполн настройку токового контура на оптимум по модулю, перерегулирование тока на выходе звена 23 не превышает 4,3%, а длительность переходного процесса определ етс малыми Посто нными времени управл емого усилител мощности 22 и датчика тока 27. На входе регул тора скорости.15 алгебраически суммируютс сигнсшы с выхода регул тора мощности 4 .или 5 и -с выхода датчика скорости 29. Пропорционально-интегральный регул тор скорости 15 настраиваетс на компенсацию электромеханической посто нной времени.электродвигател поперечного суппорта шлифовального станка. Скоростной контур настраиваетс на оптимум по модулю - перерегулирование частоты вращени Ц/ на выходе звена 24 не превышает 4,3%, а длительность переходного процесса оп редел етс суммарной малой посто нной времени токового контура и датчика скорости 29. Регул тор мощности 4, выполненный по типу пропорциональноинтегрального регул тора,настраивает с на компенсацию одной посто нной времени эвена СПИД, когда объект . управлени описываетс апериодическим звеном первого пор дка. Регул тор мощности 5, выполненный по типу пропорционально-интегрально дифференциального регул тора, настраиваетс на компенсацию двух посто нных вре- . мени звена СПИД, когда объект управлени при изменени х режупдай способности и жесткости шлифовального круга описываетс апериодическим звеном второго сор дка. Контур регулировани /ющнocти шлифовани , настраиваетс на симметричный оптимум. На входе регул торов мощности 4 и 5 алгебраически суммируютс сигналы с блока задани программы 1 и с датчика мощности 35. Наличие внешней св зи по мощности шлифовани обеспечивает посто-,; нство мощности в процессе обработки издели , а длительность переходного процесса определ етсй суммарной малой посто нной времени скоростного контура и датчика мощности 35. В начале цикла обработки с блока 1 на регул тор мощности 4 или 5 подаетс сигнал, обеспечивающий подвод суппорта 26 к изделию 33с максимальной, скоростью. Сигнал с выхода датчика мощности 35The program setting block “1 1” forms the fourth law of power variation within the processing cycle of the product. The first output of block 1 through resistors 2 and 3, respectively, is connected to the first input of power controllers 4 and 5, for example, made on operational amplifiers. Proportional-integral law of change of the output. From the input in the power regulator 4, the power has disappeared with the output connected to the input through a resistor 6 at 4 4. The proportional-integral differential law of the output voltage from the input power regulator 5 is connected to the output through the input through resistors 8 and 9 and capacitances 10 and 11. The outputs of power regulators 4 and 5 are connected to; the input of the speed regulator through resistor 12 by means of null organs 13 and 14. The speed regulator 15 is tuned by resistor 16 and capacitance 17. The output of the speed regulator 15 is connected by a resistor 18 to the input of the current regulator 19, in reverse of which resistor 20 and capacitor 21 are connected. The output of the current regulator 19 is connected to a controlled power amplifier 22. The drive motor of the cross slide is represented by links 23 and 24, through the cross feed mechanism 25, moves the cross feed support 26. The output parameter of the link 23 is the core current of the cross feed motor. The current sensor 27 converts the current to a proportional voltage value. The output of the current sensor 27 by the resistor 28 is connected to the input of the current regulator 19. The speed sensor 29 often converts the rotation of the motor into a proportional voltage value. The output of the speed sensor 29 is connected to the input of the speed controller 15 by means of the resistor 30. The driving electric motor 31 rotates the diffusion wheel 32. The actual size of the workpiece 33 is monitored by a stockpile sensor 34. The output of the oversize sensor 34 is connected to the input of the program 1 task unit. 35 converts the power consumed by the motor 31 to a proportional voltage signal. The first output of power sensor 35 is connected to the second inputs of power regulators 4 and 5 through resistors 36 and 37. The second output of power sensor 35 is connected to the input of differentiated link 38, the input circuit of which is set to capacitor 39, and the output is connected to input by resistor 40. A second input of the memory element 41 is connected to the output of the differentiating link 38. The first input of the memory element 41 is connected to the second output of the task block 1. The two outputs of the memory element 41 are respectively connected to the inputs of the zero-bodies 13 and 14. Operation of the device but The automatic control of the cross feed of the grinding machine is as follows. At the input of current regulator 19, the signals d of the output of the speed regulator 15 and from the output of current sensor 27 are summed altogether. Current regulator 19 is proportional to the integral dependence of the output voltage on the input voltage and adjusts to compensate for the electromagnetic constant time of the electric motor of the cross support of the grinder. Adjusting the current loop to the optimum absolute value, the overshoot of the output of the link 23 does not exceed 4.3%, and the duration of the transient process is determined by the short time constants of the controlled power amplifier 22 and the current sensor 27. At the input of the speed controller. 15 algebraically The signals from the output of the power controller 4 are added or 5 and from the output of the speed sensor 29. The proportional-integral speed controller 15 is adjusted to compensate for the electromechanical constant time. The transverse supp electric motor that grinding machine. The speed loop is tuned to the optimum modulo — the overshoot of the rotational speed C / at the output of the link 24 does not exceed 4.3%, and the duration of the transient is determined by the total short time constant of the current loop and the speed sensor 29. Power regulator 4 type proportional to the integral controller, adjusts with to compensate for one constant time of Even AIDS when the object. Controls are described by the first-order aperiodic link. The power regulator 5, made in the type of proportional-integral-differential controller, adjusts itself to compensate for two constant time. the name of the AIDS link, when the control object with changes in the ability and stiffness of the grinding wheel is described by an aperiodic link of the second grade. The grinding control loop is tuned to a symmetrical optimum. At the input of the power controllers 4 and 5, the signals from the program setting block 1 and from the power sensor 35 are summed algebraically. The external communication on grinding power ensures a constant; power during the processing of the product, and the duration of the transient process is determined by the total small time constant of the speed loop and power sensor 35. At the beginning of the processing cycle from block 1, power regulator 4 or 5 is given a signal that provides support for the support 26 to product 33c maximum speed The signal from the output of the power sensor 35

Claims

DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF TRANSVERSE FEED GRINDING MACHINE by ed. St.

No. '905026 with the fact that, in order to increase production

SUU 017480 the duration and accuracy of the machining when changing the cutting ability of the grinding wheels and stiffness steep. AIDS systems, the device is additionally equipped with a power regulator connected proportionally-integrated between the program setting unit and the speed controller. the differential dependence of the output voltage on the input, the second input of which is connected to the power sensor by a differentiating element and a memory element, the second input of which is connected to the program unit, and two null organs connected to the memory element, control keys included between the power regulators! and speed controller

m ^: 1 3S ⁿ " m L-j-j

ϊ