SU1295366A1 - Устройство дл адаптивного управлени металлорежущими станками с ЧПУ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматизации производственных про цессов, автоматического управлени  и регулировани , в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками дл  обеспечени  оптимального режима обработки деталей сложной конфигурации из труднообрабатываемых материалов . Цель изобретени  - повышение точности работы устройства. Устройство дл  адаптивного управлени  металлорежущими станками с ЧПУ содержит датчик 1 мощности, задатчик 2 мощности резани , блок 3 сравнени , блок 4 регулировани  подачи, преобразователь 5 аналог - код, управл емый делитель 6 частоты, тактовый генератор 7, устройство ЧПУ 8, блок 9 задани  контурной .скорости, блок 10 задани  программы, приводы 11 подачи и интегрирующий усилитель 12. Цель изобретени  достигаетс  за счет введени  интегрирующего усилител  12. 1 ил. о (Л с

Description

1

Изобретение относитс  к автоматизации производственных процессов, автоматическому управлению и регулироанию , в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками л  обеспечени  оптимального режима обработки деталей сложной конфигурации из труднообрабатываемых материаов .

Цель изобретени  - повышение точности работы устройства.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 мощ- ности, задатчик 2 мощности резани , блок 3 сравнени , блок 4 регулировани  подачи, преобразователь 5 аналог- код, управл емый делитель 6 частоты, тактовый генератор 7, устройство ЧПУ 8, блок 9 задани  контурной скорости , блок 10 задани  программы, приводы 11 подачи, интегрирующий усилитель 12.

Устройство работает следующим образом .

При обработке на станках с ЧПУ в широких пределах измен ютс  параметры резани  (глубина, ширина резани , величина припусков и твердость заготовки , износ режущего инструмента). Вследствие этого измен етс  мощность резани , контролируема  датчиком 1 мощности. Б блоке 3 сравнени  факти- еское значение мощности сравниваетс  с уставкой, задаваемой задатчйком 2 мощности. В зависимости от величины и знака разности сравниваемых значекий устройство автоматически измен ет 0 рог-о подаетс  напр ;жение обратной

скорость движени  приводов подачи станка 11, компенсиру  отклонение мощности резани  от заданного значени . Регулирование подачи осуществл етс  посредством автоматического из- менени  коэффициента делени  управл емого делител  6 частоты и частоты тактового генератора 7 устройства ЧПУ 8, причем рассогласование между фактической и задаваемой мощностью реза;ни  компенсируетс  вначале за счет регулировани  частоты тактового генератора 7, затем, если изменение скорости подачи оказываетс  недостаточным , регулируетс  коэффициент де- лени  управл емого делител  6 до тех пор, пока рассогласование на выходе блока 3 сравнени  не становитс  равным нулю.

fO

15

953662

Автоматическое регулирование коэффициента делени  управл емого делител  6 происходит следующим образом. Напр жение, сформированное на выходе блока 3 сравнени , поступает на вход блока 4 регулировани  подачи, сигнал на выходе которого преобразуетс  преобразователем 5 аналог-код, определ ющим коэффициент делени  управл емого делител  6, а следовательно, и частоту импульсов на входе блока 9 задани  контурной скорости, т.е. скорость подачи рабочих органов станка 11. Изменение кода на управл ющих входах делител  6 частоты на единицу приводит к изменению величины подачи на одну дискрету (равную например 10%). Плавное изменение подачи, установленной управл емым делителем 6, производитс  за счет изменени  частоты тактового генератора 7 сигналом с интегрирующего усилител  12 в пределах всего лишь О - 10% от номинальной частоты при любом коэффициенте делени .

Управление частотой тактового генератора 7 (в пределах 0-10% от номинального значени ) под воздействием выходного .сигнала интегрирующего усилител  происходит следующим образом.

До начала обработки в задатчике 2 мощности резани  устанавливают величину мощности резани , оптимальную дл  данного инструмента и обрабатываемого материала. Эта величина в виде напр жени  подаетс  на вход блока 3 сравнени , на другой вход кото20

25

30

35

пол рности с датчика 1 мощности. В начальный момент, пока не происходит обработка детали, на выходе датчика 1 мощности сигнал отсутствует и на выходе блока 3 сравнени  вырабатываетс  напр жение, пропори нональ ное задаваемому задатчиком 2 мощности . Под действием этого напр жени  на выходе блока 4 регулировани  подачи , а следовательно, и на выходе преобразовател  5 аналог-код устанавливаетс  код, определ юпщй коэффициент делени  управл емого делител  6 и равный 1. При этом частота импульсов на выходе управл емого делител  6 та же, что и на выходе управл емого тактового генератора 7. На выходе интегрирующего усилител  12 под действием сигнала с вьгаода

блока 3 сравнени  устанавливаетс  напр жение (всегда одной пол рности) равное максимальному. Под действием этого напр жени  на выходе управл емого тактового генератора 7 устанавливаетс  частота импульсов, равна  1 МГц и номинальной частоте тактового генератора.

Итак, до начала резани  на выходе управл емого тактового генератора 7 частота импульсов МГц номинальна , коэффициент делени  управл емого делител  6 частоты равен 1, а блок задани  контурной скорости вырабатывает ту скорость подачи, котора  задана и в управл ющей программе . На этой скорости начинаетс  резание . По мере увеличени  мощности резани  (в св зи с изменени ми параметров резани ) напр жение на выходе блока 3 сравнени  начинает уменьшатьс , однако это не вли ет на величины напр жений на выходах блока 4 регулировани  подачи и интегрирующего усилител  12, а процесс резани  идет на скорости, заданной программой. Как только действительна  мощность резани , замер ема  датчиком 1 мощности , становитс  больше,чем задаваема  задатчиком 2, на выходе блока 3 сравнени  напр жение, проход  через нулевое значение, мен ет пол рность на обратную. Под действием этого напр жени  обратной пол рности на выходе интегрирующего усилител  12 и на выходе блока 4 регулировани  подачи начинает уменьшатьс  напр жение , а следовательно, и частота импульсов на выходе управл емого тактового генератора 7. Это значит, что начинает измен тьс  скорость подачи, компенсиру  разбаланс между задатчиком 2 мощности и датчиком 1 мощности

Дп  нормальной работы устройства скорость изменени  напр жени  на выходе интегрирующего усилител  12 должна быть Bbmie, чем на выходе блока 4 регулировани  подачи, дл  того, чтобы перестроить частоту тактового генератора в пределах 10% быстрее, чем изменитс  коэффициент делени  управл емого делител  6 частоты на дискрету (равную 10%). Если этого

изменени  в пределах 10% скорости по- , через последовательно подключенные дачи достаточно дл  компенсации раз- блоки задани  контурной скорости и ности между датчиком I мощности резани  и задатчиком 2 мощности, то на

блок задани  программы устройства ЧПУ - к входам приводов подач в ста ках, отличающеес  тем.

выходе блока 3 сравнени  напр жение

953664

становитс  близким к нулю и дальнейшее изменение скорости подачи осуществл етс  только управл емым тактовым генератором 7. Если 10% уменьшени  скорости подачи не достаточно дл  компенсации изменени  разбаланса между датчиком 1 и задатчиком 2 мощности , то после того, как генератор 7 уменьшает частоту на 10%, начинает измен тьс  код на выходе преобразоваfO

тел  аналог-код, а следовательно.

и

5

0

5

0

коэффициент делени  управл емого делител  6 частоты до тех пор, пока на выходе блока 3 сравнени  напр жение не становитс  равным нулю или не мен ет знак, при этом оп ть начинаетс  изменение частоты управл емого тактового генератора 7 до тех пор, пока на выходе блока 3 сравнени  напр жение не становитс  равным нулю.

Подбира  соответствующим образом быстродействие блока 4 регулировани  подачи и интегрирующего усилител  12 и прив зыва  их к процессу резани , получаем динамически устойчивый контур управлени  подачей, удовлетвор ющий заданному процессу обработки.

Изобретение позвол ет повысить точность работы устройства при широком диапазоне регулировани  подачи, определ емом максимальным коэффициентом делени  управл емого делител  6, плавным изменением подачи внутри .поддиапазона путем незначительного изменени  частоты тактового генератора 7 устройства ЧПУ 8. При этом максимально используютс  блоки, вход щие в устройство ЧПУ 8.

Claims (1)

1. 0 Формула изобретени 

   Устройство дл  адаптивного управлени  металлорежущими .станками с ЧПУ, содержащее задатчик мощности резани  и установленный на станке датчик мощности , подключенные к первому и второму входам блока сравнени , выход которого через блок регулировани  подачи соединен с входом преобразовател  аналог-код, выходы которого поразр дно соединены.с управл ющими входами управл емого делител  частоты , вход которого подключен к выходу тактового генератора ЧПУ, а выход 5

   5

   0

   через последовательно подключенные блоки задани  контурной скорости и

   блок задани  программы устройства ЧПУ - к входам приводов подач в станках , отличающеес  тем.

   512953666

   что, с целью повышени  точности ра- подключен к выходу блока сравнени , боты устройства, в него введен инте- а выход - к управл ющему входу так- грирующий усилитель, вход которого тового генератора устройства Ч11У.