SU1425043A1 - Method of controlling the accuracy of displacement - Google Patents
Method of controlling the accuracy of displacement Download PDFInfo
- Publication number
- SU1425043A1 SU1425043A1 SU864135349A SU4135349A SU1425043A1 SU 1425043 A1 SU1425043 A1 SU 1425043A1 SU 864135349 A SU864135349 A SU 864135349A SU 4135349 A SU4135349 A SU 4135349A SU 1425043 A1 SU1425043 A1 SU 1425043A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- amplitude
- contact
- accuracy
- frequency
- movement
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение касаетс машиностроени , преимущественно эксплуатации кинематических передач приводов металлорежущих станков. Цель изобретени - повьшение точности пере- мешени функционировани фрикционного контакта за счет оперативно- ного анализа его динамического качества . Дл этого провод т анализ в реальном масштабе времени величин амплитуд собственных колебаний системы , возбуждаемых в упругой системе фрикционного контакта, как наиболее полно характеризующих дисси- пативные свойства фрикционного контакта . По изменению диагностирующего сигнала управл ют величиной сильг нормального давлени во фрикционном контакте. 2 ил. 1 табл.The invention relates to mechanical engineering, primarily the operation of kinematic gears of drives of metal-cutting machine tools. The purpose of the invention is to increase the accuracy of the interfacing of the frictional contact due to the operational analysis of its dynamic quality. For this, real-time analysis of the amplitudes of the natural oscillations of the system, excited in the elastic system of the friction contact, is carried out, as they most fully characterize the dissipative properties of the friction contact. By changing the diagnostic signal, the magnitude of the sylg of the normal pressure in the frictional contact is controlled. 2 Il. 1 tab.
Description
tsDtsD
СПSP
соwith
Изобретение относит.с к машнно- ртроеииго, преимущественно к вопро- 0ам эксплуатации кинематических передач приводов металлорежущих станков , и предназначено дл управлени функционированием, привода переме-- путем диагностировани дисси- т ативных свойств фрикционного кон- акта.The invention relates to machine tools, mainly to the problems of exploiting the kinematic gears of machine tool drives, and is intended to control the operation of the drive gear by diagnosing the dissipative properties of the friction contact.
Цепью изобретени вл етс повы- 11|ение точности перемещени и эффек- т ивности функционировани фрикцион- rioro контакта за счет оперативного нализа его динамического качества. j На фиг. изображена схема, pea- изующа предлагаемый способ , на фиг. 2 - логарифмические амплитуд- i|io-4acTOTHbie характеристики фрик- ijtHOHHOfo контакта. I Упранление точностью перемеще- 1Ги может быть реализовано, например , устройством, содержащим вибратор 1, который установлен на ползуне 2 и питаетс от генератора Л, датчик 4 вибраций, установлен- 1гьгй в зоне фрикционного контакта, образованного ползуном 2 и направл ющими 5, при этом выход генератора 3 электрически соединен с входом усилител 6, фильтра 7 низкой частоты и блока 8 скал рного умно- ;| сени , второй вход блока 8 скал рного умножени соединен с датчиком 4 виб )аций, в ыходы усилител 6 и фильтра 7 йизкой ча стоты подключены к первому prttoKy 9 нормировани , выход которого |;оединен с входом второго блока 10 йормировани ,другой вход второго бло- |са 10 нсГрмировани соединен с выходом ;блока В скал рного умножени , выход второго блока 10 нормировани соединен с входом блока 11 управлени , йыход кбторого соединен с регулирующим элементом 12, например, дроссель- Но-распределительного типа, который регулирует давление масла в гидроопо ре 13 ползуна 2.The chain of the invention is to increase the accuracy of movement and the efficiency of the function of the friction-free contact due to the operational use of its dynamic quality. j FIG. a diagram is shown, a pea of the proposed method, in FIG. 2 - logarithmic amplitudes - i | io-4acTOTHbie characteristics of the freak-ijtHOHHOfo contact. I The accuracy of moving 1Gi can be realized, for example, by a device containing a vibrator 1, which is mounted on a slider 2 and powered by a generator L, a vibration sensor 4 installed 1g in the zone of frictional contact formed by a slider 2 and guides 5, with In this way, the output of the generator 3 is electrically connected to the input of the amplifier 6, the low-frequency filter 7 and the scalar intelligent block 8; The second entrance of the scalar multiplication unit 8 is connected to the sensor 4 vibrations, the outputs of the amplifier 6 and the low frequency filter 7 are connected to the first normalization prttoKy 9, the output of which is |; connected to the input of the second unit 10, the second input of the second unit - | ca 10 nsGrmirovaniya connected to the output of the block In scalar multiplication, the output of the second unit 10 of the normalization is connected to the input of the block 11 of the control, the output is connected to the regulating element 12, for example, throttle-But-distribution type, which regulates the oil pressure in the hydraulic unit re 13 slider 2.
Сущность изобретени базируетс на особенност х динамической характеристики упругой системы фрикционного контакта и взаимодействи различных воздействий на элементы динамической |системы. Система фрикционного контак- |та относитс к категории принципиаль 1но неустойчивых. При отсутствии регул рных внешних возмущений возникают ;фрикционные колебани . Случайное воздействие изм ен ет силу трени , чтоThe invention is based on the features of the dynamic characteristics of the elastic system of frictional contact and the interaction of various effects on the elements of the dynamic system. The friction contact system belongs to the category of principally unstable. In the absence of regular external disturbances, frictional oscillations arise. Random impact modifies the strength of friction, which
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
.приводит к изменению контактной деформации и соответственно упругой силы привода и диссипативных свойств фрикционного контакта. Область факторов , вли ющих на динамическое качест- В.О и определ ющих характеристику фрикционного контакта (упругий, пластический , в зкий, гидродинамический, механический , межмолекул рное взаимодействие ), нашла свое отображение в логарифмической амплитудной характеристике фрикционного контакта. Так, при наличии жидкостного трени приложенна нагрузка измен етс пропорционально скорости, при этом частота собственных колебаний (fp) измен етс по амплитуде, что свидетельствует о наличии в системе диссипации (например, демпфировани ). Таким образом, изме- .нение импеданса нагрузки в области Фрикционного контакта вызьшает преобразование процесса упругого взаимодействи в диссипативный, что характеризуетс затуханием амплитуды собственных колебаний (фиг. 2,и), и при этом уменьшаетс добротность контура фрикционного контакта, настроенного на частоту собственньк колебаний (фиг. 2, крива 11). leads to a change in the contact deformation and, accordingly, the elastic force of the actuator and the dissipative properties of the friction contact. The area of factors that influence the dynamic quality of the VO and determine the characteristic of frictional contact (elastic, plastic, viscous, hydrodynamic, mechanical, intermolecular interaction) has found its reflection in the logarithmic amplitude characteristic of the frictional contact. Thus, in the presence of fluid friction, the applied load varies in proportion to the speed, while the natural vibration frequency (fp) varies in amplitude, indicating that there is a dissipation in the system (for example, damping). Thus, the change in the load impedance in the area of the Frictional contact converts the process of elastic interaction into dissipative, which is characterized by damping of the amplitude of natural oscillations (Fig. 2 and), and thus the quality factor of the frictional contact, tuned to the frequency of the own oscillation ( Fig. 2, curve 11)
Следовательно, измер в каждый конкретный момент времени разницу амплитуд собственных колебаний по от- 1дадшению к амплитуде возбуждаемых извне колебаний в частотном диапазоне fp ± 0,5fp и в амплитудном диапазоне (о,7...О,9) Ащ, т.е. не превьшающем амплитуду собственных шумов системы Ац1, получают диагностирующий сигнал, свидетельствующий о динамическом качестве фрикционного контакта, о его диссипативных свойствах и, подава его в блок управлени , управл ют силой нормального давлени в контакте, что в свою очередь приводит к-достижению требуемой точности.Consequently, at any given time, the difference in the amplitudes of natural oscillations by measuring the amplitude of oscillations excited from outside in the frequency range fp ± 0.5fp and in the amplitude range (o, 7 ... O, 9) Ash, i.e. not exceeding the amplitude of the intrinsic noise of the Ac1 system, they receive a diagnostic signal indicating the dynamic quality of the friction contact, its dissipative properties and, by supplying it to the control unit, control the force of the normal pressure in the contact, which in turn leads to the achievement of the required accuracy.
Граничные значени амплитуды налагаемых вибраций и частоты обусловлен- ны целью изобретени и обеспечением низкого уровн энергозатрат, а также TexHi-гческими возможност ми его реализации.The limiting values of the amplitude of the imposed vibrations and frequencies are determined by the aim of the invention and by ensuring a low level of energy consumption, as well as the TexHi-gs possibilities of its realization.
При амплитуде налагаемых вибраций нлже уровн 0,7 от уровн шума реального процесса контактировани предлагаемый способ не позвол ет повысить точность перемещени , что обусловлено недостаточным уровнем сигйала, получаемым из зоны контакта, и в результате этого отсутствием реагировани системы..When the amplitude of the imposed vibrations is less than the level of 0.7 of the noise level of the actual contacting process, the proposed method does not allow to increase the accuracy of movement, which is due to the insufficient sigal level obtained from the contact zone and, as a result, the lack of response of the system ..
Увеличение амплитуды более уровн 0,9 от уровн шума ведет к увеличению энергозатрат при реализации способа и не позвол ет повысить точность , так как в этом случае имеет место реагирование системы случайным образом.An increase in the amplitude of more than 0.9 of the noise level leads to an increase in energy consumption during the implementation of the method and does not allow an increase in accuracy, since in this case the system responds randomly.
Предлагаемый частотный диапазон обусловлен динамически активным частотным диапазоном собственных колебаний упругой системы фрикционного .контакта.The proposed frequency range is due to the dynamically active frequency range of the natural oscillations of the elastic system of the friction contact.
Сужение предлагаемого частотного диапазона ведет к необходимости весьма точного экспериментального определени собственной частоты колебаний каждого фрикционного контакта (в упругой системе того или иного объекта), а расширение диапазона нецелесообразно вследствие увеличени времени, требуемого дл сканировани в этом частотном диапазоне, и, в конечном счете, снижени эффективности способа.The narrowing of the proposed frequency range leads to the need for a very accurate experimental determination of the natural frequency of oscillations of each frictional contact (in the elastic system of an object), and the expansion of the range is impractical due to the increase in time required for scanning in this frequency range and, ultimately, reducing the effectiveness of the method.
Управление точностью перемещени заключаетс в следующем,Movement accuracy control is as follows.
Измер ют собственную частоту fp и амплитуду шума Ащ динамической системы фрикционного контакта.The natural frequency fp and the amplitude of the noise Ach of the dynamic system of the friction contact are measured.
В зоне фрикционного контакта между ползуном 2 и направл ющими 5 воз- буткдают вибратором , который питают Например, от генератора 3 качающейс частоты, колебани в частотном диапазоне ,5fp при амплитуде (0,7. 0,9) Ащ.In the zone of frictional contact between the slider 2 and the guides 5, they are excited by a vibrator, which is fed, for example, from oscillator frequency generator 3, oscillations in the frequency range, 5fp with amplitude (0.7. 0.9) Ash.
Измер ют сигнал А с выхода датчик вибраций 4, например, пьезоэлектрического типа, установленного в зоне фрикционного контакта, и подают на вход блока 8 скал рного умножени .The signal A from the output of the vibration sensor 4, for example, of the piezoelectric type, installed in the zone of frictional contact, is measured and fed to the input of the scalar multiplication unit 8.
Измер ют сигнал В, характеризующий колебани , возбуждаемые вибратором I в зоне фрикционного контакта, подают его также на другой вход блока 8 скал рного умножени .The signal B, which characterizes the oscillations excited by the vibrator I in the zone of frictional contact, is measured and is also fed to another input of the scalar multiplication unit 8.
В блоке 8 осзпдествл ют операцию скал рного умножени , посредством чего выдел ют сигнал С как реак цию фрикционного контакта на внешнее возбуждение, обусловленное функционированием вибратора 1.In block 8, scalp multiply operation is performed, whereby the signal C is extracted as a reaction of frictional contact to external excitation due to the operation of the vibrator 1.
Нормируют сигнал В по среднему уровню в первом блоке 9 нормировани , предварительно усилив его в усилителе 6 с регулируемым коэффициенSignal B is normalized at the average level in the first normalization block 9, having preamplified it in amplifier 6 with an adjustable coefficient
5five
00
том усиле ш и вьщелив средний уровень сигнала В в фильтре 7 низкой частоты.The volume is amplified and the average level of signal B in the low-pass filter 7 is raised.
Далее осуществл ют операцию нормировани сигнала С, характеризующего реакцию фрикционного контакта на внешнее возбуждение, по отношению к нормированному по среднему уровню сигналу В во втором блоке 10 нормировани , на входы которого подают указанные сигналы.Next, the operation of normalizing the signal C, which characterizes the reaction of the frictional contact to external excitation, is performed in relation to the normalized by the average level signal B in the second normalization unit 10, to the inputs of which the indicated signals are supplied.
Посредством второй операции нормировани в блоке 20 вьщел ют сиг- 5 нал D, характеризующий динамическое качество и диссипативные свойства фрикционного контакта в реальном масштабе времени.By means of the second normalization operation, in block 20, signal 5 is selected, which characterizes the dynamic quality and dissipative properties of the friction contact in real time.
По изменению диагностирующего сигнала D диагностируют диссипативные свойства фрикционного контакта и управл ют величиной силы нормального давлени во фрикционном контакте между ползуном 2 и направл ющими 5, подава сигнал D в блок 11 управлени , и. -посредством входного сигнала из блока 11 управл ют регулирующим элементом 12, например давлением масла в гидроопоре 3 фриКцион- него контакта, таким образом, что изменение сигнала D обуславливает соответствующее изменение давлени масла в гидроопоре J3.By changing the diagnostic signal D, the dissipative properties of the frictional contact are diagnosed and the magnitude of the force of the normal pressure in the frictional contact between the slide 2 and the rails 5 is controlled, giving the signal D to the control unit 11, and. - by means of the input signal from block 11, the regulating element 12 is controlled, for example, the oil pressure in the hydraulic bearing 3 of the friction terminal, so that a change in signal D causes a corresponding change in the oil pressure in the hydraulic bearing J3.
П р и м е р. С целью повышени точности перемещени по предлагаемому способу ползуна токарного станка УТ16ФЗ с ЧПУ типа Луч-21 и модернизированным устройством подачи масла в гидроопоры ползуна использована установка, содержаща следующие блоки: стойка управлени вибратором СУПВ-0,1А, вибратор типа ВЭД-10, акселерометр типа ИС-318,усилитель , фильтр низкой частоты блок скал рного умножени , а также блоки нормировани , вьшолненные в качает- ве делителей.PRI me R. In order to improve the accuracy of the proposed method, the slider of the UT16FZ lathe with CNC type Luch-21 and the upgraded oil supply device for the slide slide hydrocores used an installation containing the following blocks: vibrator control rack SUPV-0.1A, vibrator type VED-10, accelerometer type The IC-318, an amplifier, a low-frequency filter, a scalar multiplication unit, as well as normalization blocks, executed in the swing of dividers.
Сканирование в частотном диапазоне ff ±0,5fp осуществл лось вручную.Scanning in the ff ± 0.5fp frequency range was done manually.
Точность останова измер лась ивди., катором часового типа йЧ-5.The accuracy of the stop was measured by the monitor.
В таблице показано вли ние амплитуды возбуждаемых вибраций на точ- ность перемещени .The table shows the effect of the amplitude of the excited vibrations on the accuracy of the movement.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864135349A SU1425043A1 (en) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | Method of controlling the accuracy of displacement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864135349A SU1425043A1 (en) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | Method of controlling the accuracy of displacement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1425043A1 true SU1425043A1 (en) | 1988-09-23 |
Family
ID=21263131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864135349A SU1425043A1 (en) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | Method of controlling the accuracy of displacement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1425043A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2736129C1 (en) * | 2019-10-18 | 2020-11-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of billet processing on metal cutting machine |
-
1986
- 1986-10-16 SU SU864135349A patent/SU1425043A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Пуш В.Э« Малые перемещени в станках.- Машгиэ, 1961. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2736129C1 (en) * | 2019-10-18 | 2020-11-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of billet processing on metal cutting machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Siegert et al. | Influencing the friction in metal forming processes by superimposing ultrasonic waves | |
SU1425043A1 (en) | Method of controlling the accuracy of displacement | |
RU95121162A (en) | METHOD FOR MEASURING THE SPEED OF SPREADING OF ACOUSTIC ULTRASONIC WAVES IN PIECES OF ROCK | |
SU1750925A1 (en) | Method of cutting control | |
SU1719626A1 (en) | Method of optimum bit load control during drilling | |
FR2379070A1 (en) | DYNAMIC DISCRIMINATION PROCESS BETWEEN PARASITIC ECHOES AND FAULT ECHOES IN ULTRASONIC CONTROL | |
SU1221585A1 (en) | Arrangement for ultrasonic inspection | |
SU1125121A1 (en) | Method of cutting process optimization | |
SU798493A1 (en) | Liquid level monitoring method | |
Park et al. | Vibration Transmission Characteristics of Helical Gear System With Lead Error | |
RU2024006C1 (en) | Method of wear inspection of cutting tool | |
SU1640608A1 (en) | Method for evaluating wear rate of friction assembly with boundary lubrication | |
RU2075047C1 (en) | Method of determination of forces | |
SU1196751A1 (en) | Method of measuring occluded gas in liquid | |
SU1462135A1 (en) | Method of checkuing technical condition of machine | |
SU934221A1 (en) | Method of measuring thickness of articles | |
SU1377642A1 (en) | Method and apparatus for measuring relative coefficient of transverse conversion of vibrator power supply | |
SU1413440A1 (en) | Method of determining amplitude of mechanical vibrations of ultrasonic instrument working end | |
SU1346950A1 (en) | Device for checking vibrations | |
SU1390373A1 (en) | Apparatus for determining the degree of shock hazard of portions of rock body | |
SU1569633A1 (en) | Method of dynamic tests of pressure transducers | |
SU1741918A1 (en) | Method to evaluate operability of hydrocyclone | |
SU1022780A1 (en) | Rectilinear sliding guides | |
SU1682905A1 (en) | Method of measuring speed of sound with short-term interferences | |
SU961902A1 (en) | Method of automatic control of ultrasonic welding acoustic mode |