SU745661A1

SU745661A1 - Grinder adaptive control device

Info

Publication number: SU745661A1
Application number: SU782597489A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Булгар; Александр Михайлович Корытин; Николай Константинович Шапарев
Original assignee: Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1980-07-07

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ(54) DEVICE FOR ADAPTIVE MANAGEMENT OF THE GRINDING MACHINE

1one

Изобретение относитс к области автоматического управлени технологическими процессами металлообработки и может быть применено в станкостроении в системах поддержани посто нства скорости шлифовани с целью повышени производительности обработки и улучшени чистоты обработанной поверхности при износе шлифовального круга.The invention relates to the field of automatic control of metalworking technological processes and can be applied in machine-tool construction in systems of maintaining the speed of grinding with the aim of improving processing performance and improving the cleanliness of the surface when the grinding wheel is worn.

В плоскошлифовальных станках с обработкой периферией круга износ шлифовального круга при посто нной его частоте вращени приводит к уменьшению скорости резани и в результате - к снижению производительности и ухудшению чистоты обработки . Посто нство скорости резани при износе шлифовального круга может быть обеспечено пocpp cтвoм системы управлени , осуществл ющей задание частоты вращени шлифовального круга по законуIn surface grinding machines with the periphery of the wheel, wear of the grinding wheel at a constant rotational speed leads to a decrease in the cutting speed and, as a result, to a decrease in productivity and a deterioration in the machining purity. The condition of the cutting speed when the grinding wheel is worn can be ensured by the support of the control system, which sets the frequency of rotation of the grinding wheel according to the law

« i"I

гдк КGDK K

-коэффициент пропорциональности; - coefficient of proportionality;

DK текущее значение диаметра шлифовального круга.DK is the current value of the grinding wheel diameter.

При соблюдении этого услови окружна скорость круга, т. е. скорость резани , сохран етс неизменной.If this condition is met, the circumferential speed of the circle, i.e., the cutting speed, remains unchanged.

Дл реализации приведенного выше закона необходимо располагать информацией о текущем значении диаметра шлифовального круга DK.To implement the above law, it is necessary to have information about the current value of the diameter of the grinding wheel DK.

Известно устройство задани частоты вращени шлифовального круга в функции его диаметра, основанное на контроле частоты вращени круга при помощи тахогенераторов и содержащее электродвигатель с регул тором, датчик частоты враш,ени , блок сравнени , на которую поступает сигнал с задающего бшока, счетчик импульсов A device for setting the rotational speed of the grinding wheel as a function of its diameter is known, based on monitoring the rotational speed of a circle using tachogenerators and containing an electric motor with a regulator, a Vrash frequency sensor, a comparison unit that receives a signal from a master bit, a pulse counter

10 дискретно преобразовательный блок и блоки задачи коэффициентов, св занных с динамикой станкаи.10 discrete conversion unit and task task units related to machine tool dynamics.

Недостатком известного устройства вл етс сложность изготовлени и подключе15 ни в схему блоков задачи коэффициентов.A disadvantage of the known device is the complexity of manufacturing and connection to the coefficient task block diagram.

Целью насто щего изобретени вл етс упрощение механической конструкции устройства .The object of the present invention is to simplify the mechanical design of the device.

Поставленна цель достигаетс тем, что, 20 устройство снабжено последовательно включенными к выходу дискретно-преобразовательного блока блоком пороговых элементов и блоком индикации наибольшего напр жени с двум входами, выход которого подключей к регул тору электродвигател , задатчиком напр жени , включ1енным ко второму входу блока индикации, датчиком нагрузки , установленным в цепи электродвигател и подключенного своим выходом к входу задающего блока, выполненного в виде генератора импульсов.The goal is achieved by the fact that, 20, the device is equipped with a series of threshold elements connected to the output of a discrete conversion unit and a display unit of the highest voltage with two inputs, the output of which is connected to the motor controller with a voltage setting device connected to the second input of the display unit, load sensor installed in the motor circuit and connected to its output to the input of the master unit, made in the form of a pulse generator.

Принципиальна схема устройства показана на чертеже.A schematic diagram of the device is shown in the drawing.

Двигатель 1 привода шлифовального круга 2, механически соединенный с импульсным датчиком частоты вращени 3, получает питание от регул тора 4. Выход датчика 3 подключен к блоку сравнени 5, к второму входу которого присоединен генератор импульсов 6. Выход блока сравнени через счетчик импульсов 7 и дискретно-аналоговый преобразователь 8 соединен с пороговыми элементами 9. Пороговые элементы совместно с задающим блоком 10 частоты вращени привода шлифовального круга, через блок индикации наибольшего напр жени 11 подключены к регул тору 4 электродвигател привода шлифовального круга.The motor 1 of the grinding wheel drive 2, mechanically connected to the pulse frequency sensor 3, receives power from the controller 4. The output of the sensor 3 is connected to the comparator unit 5, to the second input of which the pulse generator 6 is connected. The output of the comparator unit through the pulse counter 7 and discretely -Analog converter 8 is connected with threshold elements 9. Threshold elements together with the master unit 10 of the rotation speed of the grinding wheel drive are connected to the controller 4 of the elec- ktrodvigatel drive the grinding wheel.

Устройство работает следующим образом. Дл пуска шпиндел шлифовального станка включаетс регул тор 4, питающий двигатель 1 привода шпиндел . Начинаетс разгон электродвигател с закрепленными на его валу шлифовальным кругом 2 и импульсным датчиком частоты вращени 3, который представл ет собой, например, жестко соединенный с валом двигател металлический диск с равномерно распределенными по окружности зубцами и бесконтактный индуктивный датчик. В качестве импульсного датчика частоты вращени можно примен ть любой датчик, частота импульсов которого пропорциональна частоте вращени контролируемого вала.The device works as follows. To start the grinding machine spindle, the regulator 4 is turned on, feeding the spindle drive motor 1. The motor starts acceleration with grinding wheel 2 fixed on its shaft and pulse frequency sensor 3, which is, for example, a metal disk rigidly connected to the engine shaft with teeth evenly distributed around the circumference and a non-contact inductive sensor. As a pulse frequency sensor one can use any sensor whose pulse frequency is proportional to the frequency of rotation of the monitored shaft.

Одновременно с началом разгона привода включаетс генератор импульсов 6,и на входы блока сравнени 5 поступают импульсы fiun переменной частоты от датчика 3 и импульсы ги посто нной частоты от генератора 6. Импульсы от генератора 6, частота которых больще частоты импульсов, поступающих от датчика 3, проход т через блок сравнени бив счетчик .импульсов 7.Simultaneously with the start of acceleration of the drive, the pulse generator 6 is turned on, and the inputs of the comparator unit 5 receive variable frequency fiun pulses from sensor 3 and pulses of constant frequency from generator 6. The pulses from generator 6, whose frequency is greater than the frequency of pulses from sensor 3, pass through the comparison unit biv counter pulses 7.

По мере разгона привода щпиндел частота импульсов, поступающих от датчика 3, увеличиваетс ,и при некоторой частоте вращени шпиндел наступит равенство частот импульсов генератора 6 и датчика 3. В этот момент прекращаетс поступление через блок сравнени 5 импульсов fm генератора 6 в счетчик 7. Таким образом, количество полученных счетчиком 7 импульсов зависит от времени разгона привода до выбранной контрольной частоты вращени на линейном участке динамической скоростной характеристики привода шпиндел . Контрольную частоту вращени можно изменить, изменив частоту генератора 6 импульсов.As the spindle drive accelerates, the frequency of the pulses coming from sensor 3 increases, and at a certain spindle speed, the frequencies of the pulses of the generator 6 and the sensor 3 become equal. At this point, the flow of the generator 6 into the counter 7 through the comparison unit 5 stops. , the number of pulses received by the counter 7 depends on the acceleration time of the drive to the selected reference speed of rotation in the linear portion of the dynamic speed response of the spindle drive. The reference frequency of rotation can be changed by changing the frequency of the generator 6 pulses.

Количество импульсов , поступающих от счетчика импульсов 7, преобразовываетс The number of pulses from pulse counter 7 is converted

дискретно-аналоговым преобразователем 8 в напр жение , которое подаетс на входы пороговых элементов 9. Установлено, что в шлифовальных станках врем разгона привода шпиндел нелинейно зависит от диаметра шлифовального круга D, т. е. от износа круга. Количество пороговых элементов выбираетс равным числу аппроксимированных участков нелинейной зависимостиa discrete-analog converter 8 to a voltage that is fed to the inputs of the threshold elements 9. It has been established that in grinding machines the spindle drive acceleration time is non-linearly dependent on the diameter of the grinding wheel D, i.e. the wear of the wheel. The number of threshold elements is chosen equal to the number of approximated areas of nonlinear dependence

(DK),(DK),

где tpAj - врем разгона привода шпиндел до контролируемой частоты вращени .where tpAj is the spindle drive acceleration time to a controlled rotational speed.

Выходное напр жение дискретно-аналогового преобразовател 8 открывает пороговый элемент, выходное напр жение которого Vtt подключено к блоку индикации наибольшего напр жени 11, второй вход которого подключен к задающему блоку 10, напр жение с которого выражено законом:The output voltage of the discrete-analog converter 8 opens a threshold element, the output voltage of which Vtt is connected to the display unit of the highest voltage 11, the second input of which is connected to the specifying unit 10, the voltage from which is expressed by law:

Vj Ki -шз,Vj ki shw

где Ki - коэффициент пропорциональности; 0 (03 - задающа частота вращени привода щпиндел при , неизношенном шлифовальном круге При неизнощенном шлифовальном круге напр жени Уз и Уш равны и разгон привода шпиндел продолжаетс до номинальной частоты вращени сонПрй разгоне привода шпиндел с изношенным щлифовальным кругом уменьщаетс врем разгона привода до контролируемой частоты вращени , так как уменьшаетс 0 момент инерции привода. При этом в счетчик импульсов 7 поступит меньщее количество импульсов feu от генератора 6. Дискретно-аналоговый преобразователь 8 напр жением y|ip Упр откроет следующий пороговый элемент, выходное напр жение которого УШ Уео подаетс на блок индика . Ции наибольшего напр жени 11.where Ki is the proportionality coefficient; 0 (03 - specifies the rotation frequency of the drive of the spindle when the grinding wheel is not worn. When the grinding wheel is not preserved, the stress Uz and Ush are equal and the spindle drive acceleration continues to the nominal sleep speed. since the moment of inertia of the drive is reduced 0. In this case, the pulse counter 7 will receive a smaller number of feu pulses from the generator 6. The discrete-analog converter 8 has a voltage m y | ip Upr will open the next threshold element, the output voltage of which by the ushe Wihe is fed to the indication block.

Это напр жение Уи через блок 11 поступает на регул тор 4 и обеспечивает разгон привода шпиндел до частоты вращени 0 О) (, при которой скорость резани неизменна .This voltage Ui through the block 11 enters the regulator 4 and provides the acceleration of the spindle drive to a rotational speed of 0 o) (at which the cutting speed is constant.

Поскольку врем разгона привода зависит не только от момента инерции, но и от статического момента, в устройство вводитс узел коррекции, содержащий датчик нагрузки 12 электродвигател 1. Выход датчика нагрузки 12 подключен к задающему входу генератора импульсов 6. Если мощность нагрузки в процессе разгона приводаSince the acceleration time of the drive depends not only on the moment of inertia, but also on the static moment, a correction node containing the load sensor 12 of the electric motor 1 is inserted into the device. The output of the load sensor 12 is connected to the driver input of the pulse generator 6. If the load power during the drive acceleration

JJ соответствует мощности настройки, то генератор импульсов 6 вырабатывает частоту импульсов Ггц. При возрастании мощности нагрузки частота импульсов, поступающих от генератора 6 уменьшаетс , и наоборот, при уменьшении мощности нагрузки частотаJJ corresponds to the tuning power, then the pulse generator 6 produces the frequency of pulses GHz. As the load power increases, the frequency of the pulses from the generator 6 decreases, and vice versa, as the load power decreases, the frequency

5 импульсов генератора 6 увеличиваетс . Следовательно , контролируемое число импульсов nij счетчиком импульсов 7 будет зависеть только от момента инерции привода, т. е. от диаметра шлифовального круга.5 pulses of the generator 6 is increased. Consequently, the controlled number of pulses nij by the pulse counter 7 will depend only on the moment of inertia of the drive, i.e. on the diameter of the grinding wheel.

Claims

Invention Formula

A device for adaptive control of the grinding machine, comprising an electric motor with a regulator, a speed sensor for the grinding wheel connected to the comparison unit, the second input of which is connected to the driver unit, and its output connected to the series-connected pulse counter and the discrete-conversion unit, characterized by that, in order to simplify the construction, the device is equipped with successively connected to the output blocks of threshold elements and

indication of the highest voltage with two inputs, the output of which is connected to the motor controller, voltage regulator connected to the second input of the display unit, a load sensor installed in the motor circuit and connected to the output of the master unit in the form of a pulse generator.

Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate in application no. 2590166/08, cl. B 24 B 49/04, 1978.