SU742123A1 - Способ задани скорости шлифовального круга и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Доставленна  цель достигаетс  тем, что контролируют врем  разгона шпиндел  станка после включени  до частоты вращени  шпиндел , равной контрольной частоте вращени , соответствующей линейному- участку динамической скоростной характеристики привода шпиндел , фиксируют его и определ ют напр жение пропорциональное диаметру шлифовального круга в соответствии с функциональной зависимостью от этого времени параметров привода и круга, а устройство содержит последовательно соединенные к выходу нуль-органа блок отсчета и запоминани  времени разгона , блок умножени , сумматор, блок нелинейности, блок гиперболического преобразовател  и блок се,лекции наибольшего значени , выход которого подключен к тиристорному преобразователю , причем блок умножени  содержит схему задани  параметров привода и двигател , сумматор-схему задани  коэффициентов, а блок селекции наибольшего значени  - задатчик частоты вращени  при неизношенном круге.

На чертеже представлена блок-схема устройства задани  частоты вращени  шлифовального круга.

Способ задани  скорости шлифовального круга основан на решении уравнени  движени  привода шлифовального круга:

2iib

n-M,«(V)cIdt (2)

где М ,Mj, - соответственно пусковой момент приводного двигател  и момент сопротивлени ;

J GI - соответственно момент инерции двигател  со

шпинделем и шлифовального круга;

lU - частота вращени  двигател  ;

t - врем .

При работе двигател  привода шлифовального круга от статического преобразовател  пусковой момент М,, остаетс  посто нным на прот жении практически всего процесса пуска.

Если в качестве контрольной выбрать частоту (Л) к на линейном участке динамической скоростной характеристики (tUj 0,,5и;„) и рассматривать процесс пуска от О до частоты вращени  (JUK / уравнение (2) преобразуетс 

Мп-«с (3,+3.) , (3) где tjj) .- врем  разгона до частоты вращени  uj.

Момент инерции Q.  вл етс  пост нной величиной. Момент инерции шлифовального круга Пц определ етс  его массой и размерами:

2

(4)

где m - масса шлиЛовального кругаj р -- рпиус инерции J

r,pRy- соответственно текущее значение радиуса шлифовального круга и радиус отверсти  в нем.

В свою очередь, масса шлифовальнокруга определ етс  из выражени 

(5)

v KV- H-Rob

где /jj - удельный вес материала

круга; В„- ширина круга.

Подставл   выражени  (4) и (5) в уравнение (3) и реша  его относительно текущего значени  радиуса круга, получим

.(

или с учетом посто нства р да чин: (

20 где

;

1 . л ч

K.RJ- -9

(8)

3 о 3tB./y

Таким образом, фиксиру  в процессе пуска шпиндел  шлифовального станка врем  разгона tp его до скорости на линейном участке динамической характеристики, можно из выражени  С) вычисл ть величину радиуса шлифовсшьного круга.

Преобразу  радиус круга г в электрический сигнал

. 2 MNMN- ch sX 9) где К - коэффициент преобразовани ,

можно использовать электрический сигнал дл  задани  частоты вращени  шлифовального круга. При пуске износившегос  круга измен етс  врем  tp и соответственно сигнал Up, регулиру  соответствующим образом заданную частоту вращени . Дл  реализации закона (1) необходимо преобразовать величину U-J3 в обратно пропорциональную .

Коррекци  сигнала задани  частоты вращени  в соответствии с. предлагаемым способом осуществл етс  при каждом пуске шлифовального круга. Обычн шлифовальный круг пускаетс  не реже чем два раза за смену. Поскольку, с учетом стойко ти современных кругов, за период времени между двум  пусками круг изнашиваетс  незначительно, периодичность коррекции сигнала задани  по предлагаемому способу не вносит ощутимых погрешностей в точность поддержани  посто нной скорости резани .

Двигатель шлифовального круга 1 с укрепленными на его валу шлифовальным кругом 2 и тахогенератором 3 питаетс  от тиристорного регулируемого гчреобраэовател  4. Тахогенератор 3 подключен к одному из входов нуль-органа 5, ко второму входу которого подключен блок 6 задани 

частоты вращени  ш , например, в виде подстроечного потенциометра. К выходу нуль-органа 5 подсоединен блок 7 отсчета и запоминани  времени разгона tp до частоты вращени  и; к .

Блок 7 может быть реализован,например , в виде малоинерционного асинхронного или синхронного серводвигател , на валу которого укреплен преобразователь угол-напр жение (сельсин, потенциометр и др.).

Выход блока 7 подключен на один и входов блока 8 умножени . Блок умнож НИН может быть выполнен в виде электронного блока, потенциометра либо сельсина из блока 7 и т.д.

На второй вход блока умножени  подаетс  сигнал со схемы задани  параметров привода и двигател , состо щий из блока 9 вычитани , блока 10 задани  пускового момента, и блока 1 задани  момента сопротивлени .Сигнал соответствует разности между напр жением , пропорциональным пусковому моменту Мп и напр жением, пропорциональным моменту сопротивлени  М.

Сигнал с выхода блока 8 умножени  поступает на вход сумматора 12, на второй вход которого подаетс  сигнал пропорциональньай посто нному коэффициенту К,, , снимаемому со схемы 13 задани  коэФфи циентов.

Схемы 10,11 и 13 задани  могут быть выполнены, например в виде под;строечных потенциометров. .

Дл  осуществлени  операции извлечени  корн  4-ой степени к выходу блока 12 подключен блок 14 нелинейности . Дл  преобразовани  сигнала Up в обратно-пропорциональный сигнал задани  частоты вращени  - в схеме устройства предусмотрен гиперболический функциональный преобразонагель 15. Сигнал с выхода блока 15 подаетс  на вход тиристорного преобразовател  4 через блок 16 селекции наибольшего значени , на второй вход которого подаетс  выходной сигнал блока 17 задани  частоты вращени  при неизношенном круге.

Устройство работает следующим образсэм.

Дл  пуска шпиндел  станка включаетс  тиристорний преобразователь 4, питающий двигатель привода 1 с укрепленными на его валу шлифовальным кругом 2 и тахогенератором 3. Нё1чинз .етс  разгон шлифовального круга.

Одновременно с началом разгона выходным сигналом нуль-органа 5 включаетс  блок отсчета времени разгона . Когда в процессе разгона частота вращени  круга 2 становитс  выше задаваемого блоком б контрольного значени  tu, , нуль-орган 5 срабатывает и прекращает отсчет времени блоком 7. Величина tp преобразуетс 

в электрический сигнал и фиксируетс . В случае применени , например, серводвигател  в блоке 7, серводвигатель при срабатывании нуль-органа 5 затормаживаетс . При этом снимаемый с 5 преобразовател  угол-напр жение

сигнал  вл етс  информацией о величине tp . В блоке 8 умножени  сигнал tp умножаетс  на разность .. В блоке 12 произведение K tpCKj-Mj) Q суммируетс  с посто нным коэффициентом К . После извлечени  v в блоке 14 и гиперболического преобразовани  в блоке 15 сигнал задани  подаетс  на блок 16.

5 Б блоке 16 производитс  сравнение сигналов ()H Ug K4-Wj . Если круг не изношен, напр жени  U равны и разгон продолжаетс  до заданной, например, номинальной частоты вргице0 ни  uj.

При изношенном круге и сигнал Ujy приходит на вход тиристорного преобразовател  4, обуславлива  разгон до повышенной частоты враще- .

5 ни .

Как видно из приведенного описани  и блок-схемы, все операции, св занные с заданием частоты вращени , выполн ютс  в электрической части

0 устройства. Это значительно упрощает задачу встройки его в станки, в том числе и существукицие. Одновременно исключаетс  износ механических узлов и необходимость ухода за ними.

5 Поскольку все вычислени  осуществл ютс  автоматически при каждом пуске шпиндел , исключаетс  опасность разрыва нового круга при неправильной настройке устройства оператором. Та ка  опасность в известных устройствах существует.

Возможны различные модификации устройства, не выход щие за пределы действи  насто щего изобретени . Так, возможно объединение блоков

14 и 15 в один блок нелинейности. С учетом того, что диаметр шлифовального круга измен етс  в относительно узких пределах (Ml:lf5), можно зависимость (t линеаризовать и исключить из схеьы блок 14 нелинейности.

Возможно автоматическое измерение и запоминание-в блоке 11 момента холостого хода. В некоторых случа х с 5 достаточной дл  инженерных целей точностью можно пренебречь величиной М и исключить из схемы блоки 9 и 11, поскольку в шлифовальных станках Mt 0,2 MK , а Mr, (2...3) М„.

0

Таким образом, все измерительные операции перенесены в электрическую часть устройства, что упрощает его механическую часть, облегчает встройку в станки.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ задания скорости шлифовального. круга в функции изменения его диаметра при его износе в процессе обработки, отличающийся тем, Что, с целью упрощения процесса измерения, контролируют время разгона шпинделя станка после включения до частоты вращения шпинделя, равной контрольной частоте вращения, соответствующей линейному участку динамической Ю скоростной характеристики привода шпинделя, фиксируют его и определяют напряжение, пропорциональное диаметру . шлифовального круга в соответствии с функциональной зависимостью от этого времени, параметров привода и_ круга. ·
2. 2. Устройство для осуществления способа; по п.1, содержащее последовательно соединенные тахогенератор, приводной двигатель с питанием от тиристорного преобразователя, а также схему управления с нуль-органом, подключенным к тахогенератору и задатчику контрольной частоты вращения круга, отлич ающееся тем, что с целью упрощения устройства,оно содержит последовательно соединенные к выходу нуль-органа блок отсчета и запоминания времени разгона, блок умножения, сумматор, блок нелинейности, блок гиперболического преобразователя и блок селекции наибольшего значения,выход которого подключен к тиристорному преобразователю, причем блок умножения содержит схему задания параметров привода и двигателя, сумматор содержит схему задания коэффициентов, а блок селекции наибольшего значения —задатчик частоты вращения при неизношенном круге.