SU1618584A1 - Устройство дл адаптивного управлени станком - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к станкостроению и предназначено дл  станков с адаптивным управлением подачей по мощности резани . Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет новых св зей в устройстве, обеспечивающем режим автоматической компенсации изменени  мощности холостого хода (МХх) в процессе цикла обработки. Устройство содержит блок компенсации Мхх, в который перед началом обработки записываетс  значением Мхх с датчика Мхх. В процессе обработки текущее значение мощности резани  и значение МХх сравниваютс  сумматором и при достижении текущего значени  мощности значени , меньшего Мхх, сигнал на входе схемы компенсации измен ет знак, что приводит к записи нового значени  Мхх. Компенсаци  происходит в моменты выхода инструмента из контакта с заготовкой независимо от наличи  внешнего управл ющего сигнала. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к станкостроению и предназначено дл  использовани  в станках с системами адаптивного управлени , включающих в себ  измерение мощности , потребл емой приводом в процессе обработки..

Цель изобретени  - повышение точности за счет компенсации мощности холостого хода привода главного движени .

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что в процессе цикла обработки непрерывно сравнивают текущее значение мощности , потребл емой двигателем привода главного движени , с предварительно записанным в блоке компенсации значением мощности холостого хода и при снижении потребл емой мощности ниже записанного выдают сигнал разрешени  записи нового значени  в блок компенсации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы выходных сигналов блоков.

Устройство содержит привод 1 главного движени , датчик 2 мощности, сумматор 3, задатчик 4 мощности, элемент 5 сравнени  , привод 6 подачи, блок 7 компенсации, блок 8 управлени . Блок компенсации содержит генератор 9, счетчик 10, цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 11. Сумматор выполнен на операционном усилителе (ОУ) 12, резисторах 13-15 (Rex, Roc, RH). стабилитроне 16, диодах 17 и 18.

Устройство работает следующим образом .

При отключенном состо нии приводов 1 и 6 выходной сигнал Ui блока управлени  8 равен логическому О. При этом ЦАП 11 находитс  в начальном состо нии, характеризуемом тем, что формируемый преобразователем ток цап максимален по величине и противоположен по направлению току м (Триггеры счетчика 10 наход тс  в состо нии логической 1). Поэтому выходной сигел

с

о

00

ел

00

N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

(19)

SU.,.. 1618584 А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

(21)4230823/08

(22) 14.04.87

(46) 07.01.91.Бюл. Ms 1

(72)А.С, Балобанов

(53)621.9.06-229(088.8)

(56) Патент США № 3.626.262,

кл. B23Q 15/00, 1971.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ (57) Изобретение относитс  к станкостроению и предназначено дл  станков с адаптивным управлением подачей по мощности резани . Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет новых св зей в устройстве, обеспечивающем режим автоИзобретение относитс  к станкостроению и предназначено дл  использовани  в станках с системами адаптивного управлени , включающих в себ  измерение мощности , потребл емой приводом в процессе обработки.

Цель изобретени  - повышение точности за счет компенсации мощности холостого хода привода главного движени .

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что в процессе цикла обработки непрерывно сравнивают текущее значение мощности , потребл емой двигателем привода главного движени , с предварительно записанным в блоке компенсации значением мощности холостого хода и при снижении потребл емой мощности ниже записанного выдают сигнал разрешени  записи нового значени  в блок компенсации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы выходных сигналов блоков.

(51)5 В 23 Q 15/00

КЕСОЮШ

ЯШШ-ШМВШ

Е.-.А

матической компенсации изменени  мощности холостого хода (МХх) в процессе цикла обработки. Устройство содержит блок компенсации Мхх, в который перед началом обработки записываетс  значением МХх с датчика МХх. В процессе обработки текущее значение мощности резани  и значение МХх сравниваютс  сумматором и при достижении текущего значени  мощности значени , меньшего Мхх, сигнал на входе схемы компенсации измен ет знак, что приводит к записи нового значени  Мхх. Компенсаци  происходит в моменты выхода инструмента из контакта с заготовкой независимо от наличи  внешнего управл ющего сигнала. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Устройство содержит привод 1 главного движени , датчик 2 мощности, сумматор 3, задатчик 4 мощности, элемент 5 сравнени , привод 6 подачи, блок 7 компенсации, блок 8 управлени . Блок компенсации содержит генератор 9, счетчик 10, цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 11. Сумматор выполнен на операционном усилителе (ОУ) 12, резисторах 13-15 (Rex. Roc, RH), стабилитроне 16, диодах 17 и 18.

Устройство работает следующим образом .

При отключенном состо нии приводов 1 и 6 выходной сигнал Ui блока управлени  8 равен логическому О. При этом ЦАП 11 находитс  в начальном состо нии, характеризуемом тем, что формируемый преобразователем ток цап максимален по величине и противоположен по направлению току м (Триггеры счетчика 10 наход тс  в состо нии логической 1). Поэтому выходной сиг

нал U2, выдел ющийс  на нагрузочном резисторе 15 сумматора 3, равен логической 1 и его напр жение определ етс  напр жением стабилизации стабилитрона 16, выбираемого из услови  обеспечени  требу- емого уровн  напр жени  логической 1. При этом диод 18 заперт выходным напр жением ОУ 12, в силу чего на второй вход элемента 5 сравнени  поступает напр жение U4 0. Импульсы с генератора 9 Уз поступают на счетный вход счетчика 10, но последний не измен ет своего состо ни , так как блокирован логическим О блока 8 управлени .

После нажати  на кнопку Пуск срабатывают магнитные пускатели (не показаны), в результате чего включаютс  приводы 1 и 6 (момент ti, фиг. 2, произведен пуск шпиндельного двигател , что про вилось на временной диаграмме 1м характерным всплеском ).

В момент t2 сигнал датчика 2 достигает своего установившегос  значени  (это можно наблюдать и на диаграмме тока 1М, пропорционального мощности холостого хода. С задержкой г (з - ti) (и -ti) по отношению к произведенному пуску блок 8 управлени  (фиг. 2) выдает на второй вход блока 7 компенсации сигнал Лог. 1, вследствие чего из-за поступающих с генератора 9 импульсов на реверсивный вход счетчика 10 выходной ток цап начинает дискретно уменьшатс  по абсолютной величине до тех пор, пока не станет меньше тока м (фиг, 2, момент т.4). Как только это произойдет, выходное напр жение ОУ 12 уменьшитс  и станет отрицательным. При этом величина ilUl (I цап - I IM I) Roc 0, так как при практической реализации квант тока цап имеет весьма малую величину, вследствие чего разность (I цап I - Им I ) также пренебрежимо мала. А так как из-за смены пол рности выходного напр жени  ОУ 12 диод 17 оказываетс  запертым, то U2 становитс  равным логическому О, из-за чего генера- ди  импульсов прекращаетс , следовательно , прекращаетс  и дальнейшее уменьшение тока цап. На этом операци  компенсации мощности холостого хода завершаетс .

В момент ts инструмент, совершивший перемещение посредством привода подачи , достигает поверхности обрабатываемой заготовки и врезаетс  в нее. Вследствие этого выходной сигнал датчика 2 мощ- ности увеличиваетс  на величину, пропорциональную мощности резани , что в ызо- Ei6T и приращение тока IM- В результате на еторой вход элемента 5 сравнени  будет

поступать напр жение,пропорциональное мощности резани  и равное

I U4 I - 1цап1 - IM I Roc I 1цап1 . р

р I .

Коэффициент усилени  выделенного таким образом полезного сигала U4 мощности реп

зани  определ етс  выражением К -р.

Квх

В момент te контакт инструмента с заготовкой прекращаетс : возникает состо ние холостого хода привода шпиндел , которое продолжаетс  в данном случае до момента tn.

Если в интервале времени, начина  отт.6 и конча  tn, выходной сигнал идм датчика 2 мощности уменьшитс  (например, или из-за прогрева масла в редукторе шпиндел , или

из-за приработки его шестерен), то это про витс  и в уменьшении тока IM. А как только 1м становитс  меньше по абсолютной величине компенсирующего тока цап, ОУ 12 измен ет свое выходное напр жение,

формиру  тем самым на управл ющем входе генератора 9 логическую 1. Импульсы с выхода генератора 9 поступают на вход счетчика 10, уменьшают относительное значение кода на выходе счетчика, дискретно уменьша  тем самым и ток 1цап. Как и при первоначальной компенсации, уменьшение тока 1Цап прекращаетс , как только он станет по абсолютной величине меньше тока 1М. В данном примере указанный автоматический учет дрейфа мощности холостого хода производилс  дважды: один раз в интервале (t - ts), другой раз в интервале (tg - tto). При этом и в первом и во втором случае потребовалось прохождение на вход вычитающего счетчика по одному импульсу (фиг. 2, моменты te, tio).

Таким образом, при очередном вреза- нии инструмента в заготовку (момент tn) будет иметь место новое значение компенсирующего тока 1цап 1цапЗ. При этом выходЦцм ,

ной сигнал LMI 11цапЗ

RE

-I Roc. Скомпенсированна  погрешность A LU, в результате наличи  которой на интервале (tn - tia) мог бы изменитьс  полезный сигнал Уз мощности резани , равна

ДЦ (1цап1 - цапз) Кос.

В момент ti2 контакт инструмента с заготовкой вновь прекращаетс  и оп ть возникает состо ние холостого хода.

В момент ti3 работа завершаетс , на выходе управлени  блока 8 по вл етс  логический О, в результате чего ЦАП 11 возвращаетс  в исходное состо ние.

Наличие в сумматоре нагрузочного резистора 15 создает путь дл  разр да паразитной емкости, образованной входной емкостью управл ющего входа генератора 9, барьерной емкостью стабилитрона 16 и.емкостью монтажа, и, тем самым, позвол ет сформировать IJ2 с крутым спадающим фронтом. Это преп тствует прохождению на вход счетчика лишних импульсов, а значит , исключаетс  возможность по влени  при компенсации холостого хода дополнительной погрешности.

При использовании указанного устройства на многоцелевых станках изменение числа оборотов привода 1 главного движе- ни  вли ет на уровень мощности холостого хода. Поэтому перед смелой частоты вращени  блок 8 управлени  устанавливает счетчик 10 в начальное состо ние путем подачи сигнала Лог.0, процедура компенсации возобновл етс  в описанной ранее последовательности .

При наличии в составе генератора 9 схемы согласовани  в цепи управлени  управл ющий вход генератора может быть подключен непосредственно к выходу сумматора , подключенному к входу элемента 5 сравнени , а сумматор может быть выполнен по

5 0

5 0

5

Claims (2)

1. Устройство дл  адаптивного управлени  станком, включающее в себ  блок управлени , задатчик мощности, последовательно включенные привод главного движени , датчик мощности, сумматор, элемент сравнени , привод подачи, блок компенсаг ции мощности холостого хода, управл ющий вход которого подключен к выходу блока управлени , а выход-к второму входу сумматора, отличающеес  тем, что, с цел ью повышени  точности, выход сумматора подключен к дополнительному входу блока компенсации, а выход задатчика мощности - к второму входу элемента сравнени .

2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что блок компенсации выполнен в виде последовательно включенных управл емого генератора, счетчика, цифроанало- гового преобразовател , при этом дополнительный вход блока компенсации соединен с управл ющим входом генератора, выход генератора соединен с входом обратного счета счетчика, а выход блока управлени  подключен к входу установки в 1 триггеров счетчика.