SU1074621A1 - Система управлени агрегатом правки цилиндрических изделий - Google Patents

Abstract

1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ ПРАВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала механизма.вращени  заготовки, содержаща  соединенные последовательно блок; автоматики и блок управлени  в виде фазового коммутатора, устройство дл  измеЬМБ JiMi rjds рени  величины прогиба издели  в виде датчика, щупа и преобразовател , а также задатчик усили  правки в виде соединенных последовательно порогового логического элемента и чувствительного двухпозиционного индикатора с реле, датчик усилий изгиба штока гидроцилиндра в виде тензомоста и тензоусилител , соединенного с блоком определени  соотношени  усили  правки, перемещени  и усили  изгиба штока гидроцилиндра, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества правки, она снабжена преобразователем кодированных сигналов угла поворота упом нутого вала, бесконтактным датчиком угла Тюворота с кодирующим диском, закрепленным на этом валу, и блоком питани  бесконтактного датi чика, причем входы последнего подключены к блоку питани , а выход - к блоку опреW делени  соотношени  усили  правки, перемещени  и усили  изгиба штока гидроцилиндра . О5 t43

Description

2. Система по п. 1, отличающа с  тем, что преобразователь кодированных сигналов угла поворота выполнен в виде соединенных последовательно первого фильтра помех , узла прекращени  счета, счетного блока , схемы совпадени  и инвертора, выход которого подключен к блоку автоматики, а также второго фильтра помех, вход которого св зан с нулевой шиной питани , а выход соединен с счетным блоком.

Изобрет ёние относитс  к машиностроению , в частности к конструкции, оборудовани  дл  обработки давлением.

Известна система управлени  агрегатом правки цилиндрических изделий с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала механизма вращени  заготовки, содержаща  соединенные последовательно блок автоматики и блок управлени  в виде фазового коммутатора, устройство дл  измерени  величины прогиба издели  в виде датчика, щупа и преобразовател , а также задатчик усили  правки в виде соединенных последовательно порогового логического элемента и чувствительного двухпозиционного индикатора с реле, датчик усилий изгиба щтока гидроцилиндра в виде теизомоста и тензоусилител , соединенного с блоком определени  соотнощени  усили  правки, перемещени  и усили  изгиба штока гидроцилиндра 1.

Недостатком известной системы  вл етс  невысока  точность правки из-за отсутстви  контрол  и компенсации смещени  экстремальной точки прогиба.

Цель изобретени  - повышение точное ти правки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что система управлени  агрегатом правки цилиндрических изделий с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала мехаиизма вращени  заготовки, содержаща  соединенные после довательно блок автоматики и блок управлени  в виде фазового коммутатора, устройство дл  измерени  величины про гиба издели  в виде датчика, щупа и преобразовател , а также задатчик усили  правки в виде соединенных последовательно порогового логического элемента и чувствительного , двухпозиционного индикатора с .реле, датчик усилий изгиба штока гидроцилиндра в виде тензомоста и тензо усилител , соединенного с блоком определени  соотношени  ..усили  правки, перемещени  и усили  изгиба штока гидроцилиндра , снабжена преобразователем кодированных сигналов угла поворота упом нутого вала, бесконтактным датчиком угла поворота с кодирующим диском, закрепленным на этом валу, и блоком питани  бесконтактного датчика, причем входы послед него подключены к блоку питани , а выход к блоку определени  соотношени  усили 

правки, перемещени  и усили  изгиба штока гидроцилиндра.

Кроме того, преобразователь кодированных сигналов угла поворота выполнен в виде соединенных последовательно цервого

фильтра помех, узла прекращени  счета, счетного блока, схемы совпадени  и инвертора , выход которого подключен к блоку автоматики, а также второго фильтра помех, вход которого св зан с нулевой шиной питани , а выход соединен с счетным

блоком.

На фиг. 1 приведеиа блок-схема системы управлени ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б.-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - структурна  схема блока определени  соотношени  усили  правки, перемещени  и усили  изгиба штока а также преобразовател  кодированных сигналов угла поворота вала.

Электродвигатель 1 механизма вращени  заготовки 2 электрически св зан, с блоком

3 управлени ,, выполненным в виде фазового коммутатора, устройством дл  измерени  величины прогиба заготовки, содержащим преобразователь 4 сигнал.а и датчик 5 перемещени , который посредством щупа 6 подведенного к заготовке воспринимает

ее биение. Задатчик величины усили  правки содержит датчик 7 давлени  в рабочей полости силового гидроцилиндра 8 правки, подключенной к входу преобразовател  9 сигнала, логический пороговый элемент 10, задатчик 11 давлени , схему 12 совпадени ,

котора  логически св зана с блоком 13 промежуточной пам ти и через задатчик 11 давлени  с логическим пороговым элементом 10. Элемент 10 при вращении заготовки 2 измер ет величину прогиба и

заносит значение экстремума напр жени , пропорциональное максимальной амплитуде прогиба издели , в виде двоичного параллельного кода в блок 13 промежуточной пам ти, а при проведении процесса правки издели  измер ет величину давлени 

жидкости в гидроцилиндре 8, к штоку которого прикреплен боек. Система также содержит блок .14 автоматики, элёктронноре ейный золотник 15 силового гидроцилиндра 8, редуктор 16 механизма вращени  издели . На один из входов блока 14 автоматики последовательно подключены тензометрйческий усилитель 17. пороговый элемент 18 и чувствительный двухпозиционный индикатор 19 с пол ризованным реле (не показано), осуществл ющим через блок 14 автоматики реверс вращени  вала элек родвигател  1.

На вход тензометрического усилител  17 подключен датчик изгибающих усилий щтока , выполненный в виде уравновещенного полумоста, образованного нз тензорезисторов 20-23, закрепленных на боковой поверхности щтока 24 (по его периметру) под 90 друг относительно друга. Тензорезисторы 21 и 23, расположенные диаметрально по обе стороны от оси издели ,  вл ютс  рабочими, а перпендикул рно им расположенные тензорезисторы 20 и 22 - компенсационными .,

Выходы преобразователей 4 и 9 и тензометрического усилител  17 подключены к входам блока 25 определени  соотношени  усили  правки, перемещени  и усили  изгиба щтока гидроцилнндра, которого через преобразователь 26 кодированных сигналов угла поворота подключен к блоку 14 автоматики.

Блок 25 (фиг. 4) содержит входные резисторные масщтабные элементы 27-29, через которые на входы трехвходового сумматора 30 поступают сигналы напр жени  соответственно с тензометрического усилител  17 и преобразователей 9 и 4. Выход сулгматора 30 подключен к многопороговому (п-разр дному) элементу 31, логические выходы которого через триггеры 32 регистра 33 (п-разр дного) и инверторы 34 подключены к логическим входам блока 35 пам ти кода соотнощени  усили  штока гидроцилиндра. К логическим выходам блока ..35 также .подключены реле (не показаны), переключающие контакты 36. которых включены на управл ющих входах преобразовател  26 как задающие переключатели уставки угла поворота вала.

Преобразователь 26 (фиг. 4) содержит счетный блок 37 на триггерах 38, схему 39 совпадени , котора  через инвертор 40 подключена к блоку 14 автоматики. Выход схемы 39 совпадени  также подключен к узлу 41 прекращени  счета, выполненного на основе двухвходового элемента 2И-НЕ и триггера, вь1ход которого подключен на первый вход счетного блока 37, а второй вход узла 41 подключен через первый фильтр 42 помех к бесконтактному датчику 43, питание которого осуществл етс  от блока 44 питани . Вход фильтр 42 помех  вл етс  счетным входом преобразовател  26. В воздущном зазоре бесконтактного датчика 43 вращаетс  кодирующий диск 45, который жестко закреплен на одном валу (соосно) с деталью 2 и ре5 дуктором 16: На второй вход счетного блока 37 через второй фильтр 46 импульсных помех и замыкающийс  контакт 47 электронно-релейного блока 14 автоматики подключена нулева  (заземленна ) шина. Заготовка 2, подлежаща  правке, за крепл етс  в подпружиненных центрах 48 и 49. Коммутаци  ц;епей, соедин ющих блоки системы управлени , осуществл етс  переключающими контактами 50-53. Золотник . 15 гндроцилиндра управл етс  двум 

5 электромагнитами 54 н 55, подключенными на выход блока 14 автоматики.

Система работает следующим образом. Заготовка 2, закрепленна  в качающихс  центрах 48 и 49, приводитс  во вращение электродвигателем 1 через редуктор 16.

0 Величина биени  заготовки посредством щупа 6 измер етс  датчиком 5 перемещени  и преобразуетс  преобразователем 4 в напр жение, которое подаетс  на вход блока 3 управлени  (фазового коммутатора ). Когда сигнал напр жени , пропорциональный амплитуде прогиба заготовки, достигает экстремума, фазовый коммутатор 3 срабатывает и через блок 14 автоматики подключает вход логического порогово го элемента 10 контактами 50 к выходу пре0 образовател  4, а контактами 51 - логические выходы элемента 10 к входу блока 13 промежуточной пам ти.

На втором обороте вращени  заготовки напр жение измер етс  элементом 10, и параллельный двоичный код, соответствующий величине прогиба .заготовки, заноситс  в блок 13 промежуточной пам ти.

Как только сигнал на выходе преобразовател  4 достигает экстремума, снова срабатывает фазовый коммутатор 3 и через блок 14 автоматически отключает электродвигатель 1 и включает электромагнитную муфту торможени  (не показана). Заготовка 2 фиксируетс  экстремальной точкой п()огиба (точка в) непосредственно штоком 24 силового гидроцилиндра 8 правки

5 (фиг. 2). Одновременно с этим блок 14 автоматики приводит в исходное (нулевое) состо ние логический пороговый элемент 10 и контактами 52 подключает его вход к преобразователю 9 сигнала, а контактами 53 соедин ет его логические выходы с

0 входами задатчика 11, подключает схему 12 совпадени  к блоку 13 промежуточной пам ти и задатчику 11 давлени , посредством электромагнитов 54 и-55 включает золотник 15 силового гидроцилиндра 8, который своим бойком давит на заготовку,

5 устран   ее изгиб.

Величина давлени  жидкости в рабочей И силового гндроцилиндра измер етс  датчиком 7 и преобразуетс  преобразователем 9 сигнала в напр жение, которое подаетс  на вход элемента 10. Как только напр жение на входе элемента 10 достигает порога срабатывани  каскада, логически св занного через задатчик 11 давлени  и схему 12 совпадени  с тем каскадом блока 13 промежуточной пам ти, который срабатывает от элемента 10 при включении последнего дл  измерени  величины прогиба и задани  усили  правки при максимальном сигнале,, соответствующем экстремальной точке прогиба заготовки, из схемы 12 совпадени  поступает сигнал в блок 14 автоматики, который посредством электромагнитов 54 и 55 переключает золотник 15 силового гидроцилиндра 8, и боек поднимаетс .

Если во врем  процесса проведени  правки издели  происходит боковое смещение экстремальной точки прогиба, на боек со штоком начинают воздействовать эксцентричные силы сопротивлени . Моменты от эксцентричных усилий, стрем щиес  свернуть неподвижные в поперечном направлении относительно оси издели  шток с силовым гидроцилиндром, создают распорные усили  в уплотнени х, вызывают смещение (перекосы ) некоторых деталей силового гидроцилиндра по отношению к станине. На щток эти усили  воздействуют как изгибающие . При смещении экстремальной точки прогиба по часовой стрелке (по ходу вращени  издели ), когда она стремитс  зан ть положение точки С (фиг. 2), на рабочий тензорезистор 21 действуют силы раст жени , а на тензорезистор 23 - силы сжати . Сигнал разбаланса уравновешенного полумоста поступает через тензометрический усилитель 17 на вход порогового элемента 18. При смещении экстремальной точки прогиба за допустимые пределы с выхода элемента 18 сигнал поступает на первый вход чувствительного двухпозиционного индикатора 19 и разрещает, прохождение сигнала положительного потенциала с тензоМетрического усилител  17 на второй вход индикатора 19, на выходе которого включено пол ризованное реле. Реле индикатора 19 одной группой своих контактов подготавливает цепь дл  включени  электродвигател  1 с вращением его вала в обратном направлении, т. е. против часовой стрелки, а другой группой контактов (не показаны) через масштабные резисторные элементы 27-29 соответственно с выходов тензометрического усилител  17 и преобразователей 9 и 4 осуществл ет подачу сигналов на трехвходовой сумматор 30. С выхода сумматора 30 сигнал поступает на многопороговьш элемент 31, с логических выходов которого двоичный параллельный код поступает на разр дный регистр 33 на триггерах 32.

С выходов триггеров 32 сигналы через инверторы 34 поступают на логические входы блока 35 пам ти кода, соответствующего той величине угла сдвига экстремальной 5 точки прогиба издели , на который нужно провернуть изделие при повторном его фиксировании в нужном дл  правки положении, чтобы обеспечить заданное качество правки. Реле, включенные на логических выходах блока 35 пам ти кода, в соответствии

с пришедшим на входы блока двоичным кодом осуществл ют включение уставок угла поворота с помощью контактов 36 (в блоке 37), т. е. задают угол поворота заготовки 2.

5 После истечени  определенного промежутка времени, задаваемого с помощью реле времени (не показано), конструктивно вход щего в блок 14 автоматики, необходимого дл  измерени  усилий изгиба и перемещени  штока, замыкаетс  контакт 47

0 и включаетс  электродвигатель I. Заготовка , 2 вращаетс  синхронно с кодирующим .диском 45. При этом профильна  часть диска 45 перемещаетс  в воздушном зазоре бесконтактного датчика 43 и импульсы

сигналов напр жени  поступают на счетный вход преобразовател . На выходе первого фильтра 42 помех по вл етс  сери  пр моугольных импульсов, число которых пр мо пропорционально св зано с углом поворота диска 45 и, соответственно, за0 готовки 2. После заполнени  счетного блока 37 до заданного контактами 36 уставки количества импульсов схема 39 совпадени  выдает исполнительные сигналы, один - через инвертор 40 га блок 14 автоматики , второй - на узел 41 прекращени  счета, в результате чего триггер опрокидываетс  и импульсы с бесконтактного датчика 43 на счетный блок 37 не проход т . Одновременно сигналы с блока 14 автоматики поступают на электродвигатель 1 и электромагнитную муфту торможе0 ни , в результате чего заготовка 2 останавливаетс  под штоком 24 с бойком в точке, соответствующей сдвигу экстремума прогиба.

При проведении процесса правки в слу5 чае смещени  экстремальной точки прогиба заготовки против часовой стрелки (против хода ее вращени ), когда она занимает по ложение в области точки а (фиг. 2), на рабочий тензорезистор 21 действуют силы сжати , а на тензорезистор 23 - силы раст 0 жени . Сигнал разбаланса уравновешенного полумоста поступает через усилитель 17 на вход порогового элемента 18. При смещении экстремальной точки прогиба за допустимые пределы с выхода элемента 18 сигнал поступает на первый вход чувстви5 тельного двухпозиционного индикатора 19 и разрешает прохождение сигнала отрицательного потенциала с тензомегрического усилител  17 на второй вход индикатора 19. Реле индикатора 19 снова одной группой своих контактов подготовл ет цепь дл  включени  электродвигател  1 с вращением его вала в том же направлении , т. е. по часовой стрелке, а другой группой контактов через элементы 27-29 соответственно с выходов тензометрического усилител  17 и преобразователей 9 и 4 осуществл ет подачу сигналов на трехвходовой сумматор 30. В дальнейшем включение уставок угла поворота заготовки и отслеживание заданного угла поворота осуществл ютс  аналогично описанному.

с той лишь разницей, что поворот диска и заготовки осуществл етс  в другую сторону .

Процесс правки проводитс  аналогично проведению правки при отсутствии боковых смещений экстремальной точки прогиба.

После проведени  процесса правки все блоки и узлы системы управлени  привод тс  в исходное (нулевое) состо ние.

Использование предлагаемой системы управлени  правильным агрегатом noBbiuiaет качество правки за счет контрол  и коррекции боковых смещени х экстремальной точки прогиба издели .

Фиг. 2

6-6

Claims (2)

1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ ПРАВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала механизма .вращения заготовки, содержащая соединенные последовательно блок автоматики и блок управления в виде фазового коммутатора, устройство для изме- рения величины прогиба изделия в виде датчика, щупа и преобразователя, а также задатчик усилия правки в виде соединенных последовательно порогового логического элемента и чувствительного двухпозиционного индикатора с реле, датчик усилий изгиба штока гидроцилиндра в виде тензомоста и тензоусилителя, соединенного с блоком определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества правки, она снабжена преобразователем кодированных сигналов угла поворота упомянутого вала, бесконтактным датчиком угла поворота с кодирующим диском, закрепленным на этом ваду, и блоком питания бесконтактного датчика, причем входы последнего подключены к блоку питания, а выход — к блоку определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра.

фиг.1

2. Система по π. 1, отличающаяся тем, что преобразователь кодированных сигналов угла поворота выполнен в виде соединенных последовательно первого фильтра помех, узла прекращения счетд, счетного бло ка, схемы совпадения и инвертора, выход которого подключен к блоку автоматики, а также второго фильтра помех, вход которого связан с нулевой шиной питания, а выход соединен с счетным блоком.