Самонастраивающаяся система управления продольной подачей токарного станка

и 439847 ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социадистичееких Республикс присоединение;1 заявки асударственный комет Совета Министров ССС оо делам изобретенийи открытий(32) ПриоритетОпубликовано 15.03.74. Вюллетень М 1 ОДата опубликования описания 08.08.74 53) УДК 621,316,7(088.8) М. Абакумов, В. И Видманов и В. И. Паьлов технический институт им. ибышева(54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСГЕМА УПРАВЛЕНИ ПРОДОЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ТОКАРНОГО СТАНКА(72) Авторыизобретения В, Н. Михелькевич,Ю 71) Заявнгель Куйбышевский п Предлагаемое устройство относится к технологии и технике автоматизации процесссв механической обработки металлов на токарных станках и может быль использовано в станкостроительной, машиностроительной, авиационной, подшнпниковой и других отраслях промышленности.Известны системы автоматического управления продольной подачей токарных станков, позволя 1 огцие стабилизировать или изменять по определенной программе упругие деформации системы станок - приспособление - инструмент - деталь (СПИД) и за счет этого увеличить производительность и точность обработки изделий.Известные системы содержат элемент сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком величины упругого перемегценни СПИД, второй вход - с датчиком величины упругого перемещения СПИД, а выход со входом усилителя, охваченного звеном обрагной связи, электропривод, вход которого соединен с выходом усилителя, выход подключен к устройству СПИД, а также содержит второй элемент сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком коэффициента передачи устройства СПИД, а выход - с управля ощим входом звена обратной связи.В известных системах рассматриваемого класса в качестве регулируемого (выходного) параметра принимается величина упругого перемешения размерных звеньев системы СПИД, и отрицательная обратная связь в системе автоматического регулирования осуше ствляется по этой величине. Регулирующимвоздействием являстся скорость продольной подачи суппорта.Существенным недостатком известных устройств автоматического управления является 10 то, что нх параметры и, в частности, коэффициент уснлснпя разомкнутой системы (Кр), не остается постоянным при вариациях припуска на обработку, твердости обрабатываемого материала, изменении числа оборотов шпинделя 15 и других факторов. Это приводит к ухудшению статических и динамических показателей работы системы управления упругими перемегцениями систечы СПИД, и в пределе - к потере системой устойчивости.20 В извес"ных устройствах при наличии указанных недостатков удовлетворительные результаты могут быть получены лишь за счет соответствующей перенастройки коэффициентов передачи одного нз звеньев системы уп равления станком при переходе па другой реобраооткн. Такая перенастройка системы производится вручную, требует дополнительных затрги вреенн и определенной квалификации обслужива;огцего персонала и, со 30 ответственно, несколько снижает эксплуа гаЛ =- Уз - У ционные характеристики и технические возможности токарных станков.Как известно, величина статической ошибки в поддержании заданного значения выходной величины определяется коэффициентом усиления разомкнутой системы автоматического управления;К р - КпуКвпК спидКдгде Ку, Кп, К, - коэффициенты передачи, соответственно, промежуточного усилителя, датчика упругих перемещений и электропривода механизма продольной подачи станка;Ксппд коэффициент передачи системы СПИД, равный:ЛЯ,пКспид =нн где Л 5 уд - приращение регулируемой величины упругого перемещения; Лгпп - приращение скорости продольной подачи,Как известно коэффициент передачи системы СПИД является функцией физических констант обрабатываемого материала, глубины резания, скорости резания и скорости шпинделя. Следовательно, изменение режима обработки детали ведет к изменению Кпппи вызывает необходимость перенастройки системы управления с целью сохранения заданного коэффициента усиления разомкнутой системы (Кр -- сонэк;).Как уже отмечалось, в существующих системах это достигается сооветствующим изменением коэффициента передачи одного из звеньев, например перенастройкой коэффициента передачи промежуточного усилителя. Но такая настройка принципиально не может обеспечить точной стабилизации К,п, т. к. даже в процессе точения одной детали припуск на обработку детали и твердость обрабатываемого материала могут варьироваться. Вариации Кпведут к значительному снижению точности стабилизации величины упругого перемещения, а следовательно, к определенному понижению точности обработки деталей, к недоиспользованию возможностей станка по производительности,Предлагаемая система отличается тем, что она содержит датчик скорости продольной подачи, например тахогенератор, установленный на выходном валу электропривода, и делитель, первый вход которого соединен с выходом тахогенератора, второй вход - с выходом датчика величины упругого перемещения СПИД, а выход подключен ко второму входу второго элемента сравнения.Эти отличия позволяют повысить производительность и точность обработки деталей,На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы; на фиг, 2 - упрощенная электрическая схема блока, состоящего из звена обратной связи, второго элемента сравнения, задатчика коэффициента передачи устройства СПИД и делителя,5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Самонастраивающаяся система содержит задатчик 1 величины упругого перемещения СПИД, усилитель 2, электропривод 3, объект регулирования - устройство СПИД 4 и датчик 5 величины упругого перемещения СПИД, датчик 6 скорости продольной подачи (например, тахогеператор), делитель 7, задатчик 8 величины коэффициента передачи устройства СПИД, звено 9 обратной связи, включенное в цепь отрицательной обратной связи усилителя 2, элементы сравнения 10 и 11,На вход делителя 7 поступают сигналы, один - пропорциональный скорости продольной подачи (Упп) и второй - пропорциональный величине упругого перемещения (У).Делитель 7 осуществляет операцию деления сигнала Уз на сигнал Ьпп. В результате сигнал на выходе его И пропорционален коэффициенту передачи устройства СПИД. Напряжение, равное алгебраической сумме сигналов с задатчика 1 и делителя 7:- 7 зк Аг поступает на вход звена 9 обратной связи. При вариациях режима работы станка коэффициент усиления усилителя 2 изменяется за счет изменения величины коэффициента передачи звена 9 таким образом, что коэффициент усиления разомкнутой системы остается постоянным.Блок на фиг. 2 содержит делитель, когорый может быть выполнен, например, на комплектном решающем усилителе 12 постоянного тока, в цепь обратной связи которого включено множительное устройство 13, образованное блоком модуляторов 14 и квадратичным функциональным преобразователем 15, Задатчик 8 может быть выполнен на постоянном токе и позволяет заранее устанавливать с помощью резистора 1 б необходимые значения коэффициента передачи, В качестве звена обратной связи может быть применен транзистор 17, включенный по схеме с общим эмиттером. На вход этого транзистора подается сигнал: Предмет изобретенияСамонастраивающаяся система управления продольной подачей токарного станка, содержащая элемент сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком величины упругого перемещения станок - приспособление - инструмент - деталь - СПИД, второй вход - с датчиком величины упругого перемещения СПИД, а выход - со входом усилителя, охваченного звеном обратной связи, электропривод, вход которого соединен с выходом усилителя, выход подключен к устройству СПИД, а также содержит второй элемент сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком коэффициента передачи устройства СПИД, выход - с управляющим входом звена обратной связи, отличающаяся тем, что, сКорректор Н. Торкина актор Б. Нанкина Изд.1392 Тираж 760ИПИ Государственного комитета Совета Мини по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 аказ 1913/12 Подписноеов СССР Типография, пр. С нова,целью повышения производительности и точности обработки деталей, система содержит датчик скорости продольной подачи, например тахогенератор, установленный на выходном валу электропривода, и делитель, первый вх д которого соединен с выходом тахогенератора, второй вход - - с выходом датчика величины упругого перемещения СПИД, а выход подключен ко второму входу второго элемента 5 сравнения.