SU1182491A1 - Устройство дл управлени шлифовальным станком - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШЖФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ, содержащее первый, второй и третий пороговые элементы, преобразователь сил резани , блок задани  скорости, датчик измерени  припуска, выходом подключенный к входам первого и второго пороговых элементов, выход датчика мощности привода подачи через последовательно соединенные преобразователь сил резани  и третий пороговый элемент св зан с первым входом блока задани  скорости , выход которого подключен к первому выходу устройства, а второй вход - к выходу первого порогового элемента, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства, в него введены блок делени , первый блок вычитани , блок умножени , узел выделени  разности сигнала. состо щий из входного и первого выходного преобразователей аналогового сигнала в дискретный, второго блока вычитани , первого элемента задержки, и узел выделе 1и  наибольшей разности сигнала, содержащий второй выходной преобразователь, третий блок вычитани , второй элемент задержки и пиковый детектор, первый вход которого подключен к выходу преобразовател  сил резани  и к вычитаемому входу третьего блока вычитани , вход уменьшаемого которого соединен с выходом пикового детектора, выход третьего блока вычитани  подключен к первому входу (Л второго выходного преобразовател  аналогового сигнала в дискретный выход которого соединен с входом делител  блока делени , второй вход второго выходного преобразовател  аналогового сигнала в дискретный и вход второго элемента задершси 00 подключены к выходу блока задани  ю скорости, выход второго элемента ни. задержки соединен с вторым вхосо дом пикового детектора, первый вход входного преобразовател  аналогового сигнала в дискретный подключен к выходу датчика измерени  припуска и к вычитаемому входу второго блока вычитани , вход уменьшаемого которого соединен с выходом входного преобразовател  аналогового сигнала в дискретный, выход второго блока вычитани  подключен к первому входу первого выходного преобразовател  аналогового сигнала в . дискретный, выход которого соединен с первым входом блока з ножени .

Description

второй вход первого выходного преобразовател  аналогового сигнала в дискретный и вход первого элемента задержки подключены к выходу блока Jзaдaни  скорости, выход первого эле мента задержки соединен с вторым входом входного преобразовател  ана логового сигнала в дискретный, вычитаемый вход первого блока вычитани  подключен к выходу преобразовател  сил резани , вход уменьшаемого соединен с вторым входом устройства и с источником сигнала 1 задани  мощности сил резани  в момент окончани  обработки, а выход первого блока вычитани  через блок делени  соединен с вторым входом блока умножени , выход которого соединен с вторым входом первого порогового элемента, третий вход блока задани  скорости подключен к входу устройства и управл ющему входу преобразовател  сил резани , выход второго порогового элемента подключен к второму выходу устройства .

1

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  автоматического управлени  подачей шлифовального станка.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  работы устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма цикла обработки одной детали; на фиг. 3 - узел вьщелени  наибольшей разности сигнала; на фиг. 4 узел выделени  разности сигнала} на фиг. 5 - преобразователь сил резани )на фиг. 6 - временные диаграммы работы преобразовател  сил резани } на фиг. 7 - временные диаграммы работы узла выделени  наибольшей разности сигнала; на фиг. 8схема  чейки выборки-хранени -, на фиг. 9 - временна  диаграмма ее работы на фиг. 10 - схема блока вычитани .

i Устройство дл  управлени  шлифовальным станком содержит датчик 1 измерени  припуска, подключенный к пороговым элементам 2 и 3, преобразователь 4 сил резани , подключенный к выходу датчика 5 мощности привода подачи. Выход преобразовател  4 подключен на входы третьего порогового элемента 6, узла 7 вьщелени  наибольшей разности сигнала и первого блока 8 вычитани

На входы второго 3 и третьего 6 пороговых элементов поступают также сигналы с задатчика опорных уровней (не показан). Выход датчик

1 измерени  припуска соединен с входом узла 9 вьщелени  разности сигнала. Выходы пороговых элементов 2 и 6 и вход устройства подключены к входам блока 10 задани  скорости , выход которого соединен с выходом устройства и с управл ющими входами узлов 7 и 9. Выход узла 9 соединен с входом блока 11 умножени . Выход блока 11 умножени  соединен с вторым входом порогового элемента 2. Выход узла 7 вьщелени  наибольшей разности сигнала соединен с входом делител  дополнительного блока 12 делени , вход делимого которого соединен с выходом первого блока 8 вычитани . Выход блока 12 подключен к второму входу блока 11 умножени .

Узел 7 вьщелени  наибольшей

разности сигнала (фиг. 3) содержит пиковый детектор 13, второй выходной преобразователь 14 аналогового сигнала в дискретный, третий блок

15 вычитани  и второй элемент 16 задержки.

Узел 9 вьщелени  разности сигнала (фиг„ 4) содержит входной 17 и первый выходной 18 преобразователи аналогового сигнала в дискретный второй блок 19:вычитани  йпер-: вый элемент 20 задержки.

Преобразователь 4 (фиг. 5) содержит преобразователь 21 аналогового сигнала в дискретный и блок 22 вычитани  . Устройство работает следующим образом. При подводе шлифовального круга к детали со станка на вход устройства поступает сигнал. В преобразо вателе 4 осуществл етс  запись мощ ности холостого хода Р привода подачи. Сигнал о текущей мощности Р привода подачи поступает в преобразователь 4 с выхода датчика 5, по величине равный текущей мощност привода подачи Р. При подводе шли фовального круга на управл ющий вх преобразовател  21 поступает сигнал с входа устройства, с помощью которого в преобразователе 21 осуществл етс  запись ее входного сиг , нала Р. Поскольку при этом мощность привода подачи Р равна мощности холостого хода Ру(обработки при подводе нет), то величина Р. „ и записываетс  в преобразователь 2 аналогового сигнала в дискретный (так в преобразователе 4 осуществл етс  запись мощности холостого хода) . Сигналы Р и Р, поступают на входы четвертого блока 22 вычитани , выходной сигнал которого (о  вл етс  и выходным сигналом преобразовател  4) равен нулю. Когда круг подведен к детали, сигнал с входа устройства снимаетс  и на выходе преобразовател  21 поддержи ваетс  посто нный уровень РХХ Когд идет обработка, текуща  мощность привода подачи Р возрастает, поэтому увеличиваетс  и Р. образом, выходной сигнал Р преобра зовател  4 пропорционален мощности сил резани . Временные диаграммы на фиг. 6 по сн ют работу преобразовател  4 сил резани . Преобразователь 4 формирует сигнал мощности сил резани  Р (при подводе круга он равен нулю, так как Р РХ). Одновременно импульсы , период f которых соответствует ускоренной подаче, поступают с блока 10 задани  скорости на вход устройства - на шаговый двигатель механизма подачи. При ускоренной подаче (от т.1 до т.2 на фиг. 2) круг все больше врезаетс  в деталь и последн   сглаживаетс . Мощность Р сил резани  возрастает, достига  заданного значени  Р. (т.2 на фиг. 2). Сраба914 тывает третий пороговый элемент 6, по сигналу которого блок 10 задани  скорости формирует импульсы, период которых 27Т соответствует черновой подаче. На участке черновой подачи средний уровень мощности сил резани  поддерживаетс  посто нным за счет того , что идет обработка выровненной детали, а период черновой подачи 2 также посто нный. При этом мгновенна  мощность колеблетс  между максимальным минимальным Pfn значени ми (в течение действи  импульса tu мощность растет от Р до течение паузы, почти равной lio длительности периоду uj падает от Р до Р), т.е. из mot X m« « rain 7 мен етс  на величину котора  измер етс  с помощью узла 7. Вьщеление сигнала Р происходит следующим образом. В момент поступлени  очередного импульса на управл ющий вход узла 7 с выхода блока 10 задани  скорости мощность сил резани  равна Р,;,. На информационный вход преобразовател  14 аналогового сигнала в дискретный поступает сигнал с выхода третьего блока 15 вычитани . На вход + третьего блока 15 вычитани  поступает сигнал с выхода пикового детектора 13, равный максимальному значению мощности сил резани  за предьщущий период Ртс,х()Принцип работы узла 7 по снен с помощью временных диаграмм, изображенных на фиг. 7. При черновой подаче на управл ющий вход узла 7 (на элемент 16 задержки и управл ющий вход второго выходного преобразовател  14 аналогового сигнала в дискретный) поступают импульсы ty, период следовани  которых равен iT - периоду черновой подачи. В течение периода мощность сил резани  P(t) измен т« ДО Pmin (в течение пауетс  от Р зы )К от до (в ими от .. nllTV ...,. и). В момент начала импульпульсе 7 Uy, на выходе пикового детектора т« (-) присутствует сигнал Р равный максимальному значению мощности сил резани  за предьщущий период подачи ti. Сигнал , поступает на вход + третьего блока 15 вычитани , на входе - которого 51182491 сигнал равен Р (t) PL. . Таким образом, в момент начала импульса на выходе третьего блока вычитани  р -р сигнал равен разности &Р inciK mi. Ъ течение времени t этот сигнал записываетс  в выходной преобразователь 14 аналогового сигнала в дискретный и по вл етс  на выходе узла 7. Затем по сигналу i с элемента 16 задержки сбрасываетс  пиковый де- 10 тектор 13 и узел 7 вновь подготовлен к формированию сигнала (после периода i он будет равен Р,1ду)« Таким образом, выходной сигнал третьего блока 15 вычитани , равны Pmc,x(-V - (-t m«,. писываетс  во второй выходной преобразователь 14 и по вл етс  на его выходе. Через интервал времени, определ емый вторым элементом 16 задержки, осуществл етс  сброс пикового детектора 13 и узел 7 снова готов к выделению наибольщей разнрс за текущий перио ти сигнала подачи. За период черновой подачи Та измен етс  припуск Детали на величи . ну йЗ. Изменение производитс  узлом 9 выделени  разности сигнала «2педующим образом. В момент поступлени  импульса на его управл ющий вход припуск равен $(Ь) . На информационный вход первого выходного преобразовател  18 аналогового сигнала в дискретный поступает сигнал с выхода второго блока 19 вычитани . На вход уменьщаемого второго блока |19 вычитани  поступает сигнал с выхода входного преобразовател  17 аналогового сигнала в дискретный, равный значению припуска в нача- . ле предыдущего периода подачи 2(i--i. Таким образом, выходной сигнал второго блока 19 вычитани , равный 5(t-b2. )-5(l)ii5, записываетс  в выходной преобразователь 18 аналого вого сигнала в дискретный и по вл етс  на его выходе. Через интервал времени, определ емый первым элемен том 20 задержки, осуществл етс  запись информации S(t) во входной прео разователь 17 аналогового сигнала в дискретный и узел 9 вновь подгото лен к вьщ(елению разности сигнала й5 за текущий период подачи. Окончание черновой подачи происходит при достижении припуском 5 значени  гд бл ум ( р-р.) Р - текуща  мощность сил резани ; р. - мощность сил резани  в момент окончани  обработки (она должна быть посто нной, за счет чего стабилизируетс  точность и качество поверхности обрабатываемых деталей). игнал S, формируетс  с помощью ов вычитани  8, делени  12 и жени  11, С выхода блока 11 этот сигнал поступает на вход порогового элемента 2. Когда припуск .5 достигнет величины S,срабатывает пороговый элемент 2 (т.З на фиг. 2), с блока 10 задани  скорости прекращаетс  поступление импульсов на выход устрой-ства и шлифование продолжаетс  за счет нат гов в системе СПИД (идет выхаживание). При этом снижение мощности сил резани  происходит по пр мой 3-4, характеризующейс  коэффициентом таким же, как и при снижении мощности за паузу между импульсами черновой подачи о1 Если жесткость системы СПИД изменитс (например, увеличитс  по фиг.2), то коэффициент снижени  мощности сил резани  при шлифовании за счет нат гов в системе СПИД оСбудет другим () и этап выхаживани  начнетс  при припуске 5 oi ( Р Ра ) (в конкретном случае 5 5). При этом снижение мощности сил резани  проходит по пр мой 3-4, характеризующейс  этим коэффициентом. Следовательно , в данной системе уровень срабатывани  порогового элемента 2 автоматически устанавливаетс  при изменени х жесткости системы СПИД с целью достижени  заданной мощности Pj сил резани  в момент окончани  обработки. Когда сошлифовываетс  весь припуск 5, срабатывает пороговый элемент 3 (т.4 на фиг. 2). Выходной сигнал с Порогового элемента 3 поступает на выход устройства, осуществл етс  быстрый отвод шлифовального круга от детали. Одновременно снимаетс  сигнал с управл ющего входа преобразовател  4 и третьего входа блока 10 задани  скорости.

На этом цикл шлифовани  заканчиваетс . ,

Преобразователи 14, 17 и 18 аналогового сигнала в дискретный стро тс  на известных  чейках выборки-хранени . Так, при аналоговой обработке сигналов можно использовать простейшую схему  чейки выборки-хранени , показанную на фиг. 8, где 23 и 24 - операционные усилители, 25 - аналоговый ключ, 26 - конденсатор . В  чейке фиг. 8 с помощью управл ющих входных сигналов .Uu осуществл етс  переход от непрерывной входной функции и (t) к непреФиг ,г

)S(t)

рывной последовательностиМ (п), что показано на диаграмме 9.

По схеме фиг. 8 может работать

преобразователь 17 аналогового сигнала в дискретный, который стоит на входе узла 9 вьщелени  разности.

Преобразователи 14 и 18 аналогового сигнала в дискретный должны

дополнительно содержать элемент 27 задержки дл  формировани  в них импульса записи t, так как они сто т на выходах узлов 7 и 9. Блок вычитани  - устройство, которое реализует арифметическую операцию вычитани : и обработке аналоговых сигйалов дл  этой цели можно использовать операционный усилитель (фиг. 10).

Выходу

(put. г

фиг. 5

с Входа дстройcinSa

Запись РЛХ

eSpoScrtea

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ, содержащее первый, второй и третий пороговые элементы, преобразователь сил резания, блок задания скорости, датчик измерения припуска, выходом подключенный к входам первого и второго пороговых элементов, выход датчика мощности привода подачи через последовательно соединенные преобразователь сил резания и третий пороговый элемент связан с первым входом блока задания скорости, выход которого подключен к первому выходу устройства, а второй вход - к выходу первого порогового элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок деления, первый блок вычитания, блок умножения, узел выделения разности сигнала, состоящий из входного и первого выходного преобразователей аналогового сигнала в дискретный, второго блока вычитания, первого элемента задержки, и узел выделе 1ия наибольшей разности сигнала, содержащий второй выходной преобразователь, третий блок вычитания, второй элемент задержки и пиковый детектор, первый вход которого подключен к выходу преобразователя сил резания и к вычитаемому входу третьего блока вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом пикового детектора, выход третьего блока вычитания подключен к первому входу второго выходного преобразователя аналогового сигнала в дискретный, выход которого соединен с входом делителя блока деления, второй вход второго выходного преобразователя аналогового сигнала в дискретный и вход второго элемента задержки подключены к выходу блока задания скорости, выход второго элемента задержки соединен с вторым входом пикового детектора, первый вход входного преобразователя аналогового сигнала в дискретный подключен к выходу датчика измерения припуска и к вычитаемому входу второго блока вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом входного преобразователя аналогового сигнала в дискретный, выход второго блока вычитания подключен к первому входу первого выходного преобразователя диалогового сигнала в . дискретный, выход которого соединен с первым входом блока умножения, второй вход первого выходного преобразователя аналогового сигнала в дискретный и вход первого элемента задержки подключены к выходу блока .задания скорости, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом входного преобразователя аналогового сигнала в дискретный, вычитаемый вход первого блока вычитания подключен к выходу преобразователя сил резания, вход уменьшаемого соединен с вторым входом устройства и с источником сигнала задания мощности сил резания в момент окончания обработки, а выход первого блока вычитания через блок деления соединен с вторым входом бло ка умножения, выход которого соединен с вторым входом первого порогового элемента, третий вход блока задания скорости подключен к входу устройства и управляющему входу преобразователя сил резания, выход второго порогового элемента подключен к второму выходу устройства.