Самонастраивающаяся система автоматического управления упругими перемещениями токарногостанка

Союз Советских Социалистических Республикс присоединением заявк асударственныи комет Совета Министров ССС по делам изобретенийи открытий 2) ПриоритетОпубликовано 15.03.74. Бюллетень М 1 Дата опубликования описания 08.08.74 ЦПТБ рман 54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОУПРАВЛЕНИЯ УПРУГИМИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯМИ ТОКАРНОГОСТАНКА 2 риваемог метров с с переме твердость 5 щественн системы ционален батывае ведут к О ской точ перемещеПредлагаемое устройство относится к технике автоматизации механической обработки металлов при продольном точении на токарных станках и может быть использовано в станкостроительной, автомобильной, авиационной, подшипниковой и других отраслях промышленности.Известны системы автоматического управления упругими перемещениями токарных станков, содержащие первый элемент сравнения, входы которого соединены соответственно с задатчиком и с датчиком величины упругого перемещения системы СПИД, а выход -- с первым входом первого ключа, второй управляющий вход которого соединен с выходом нуль-органа, подключенного к датчику упругого перемещения системы СПИД; уси - литель, выход которого соединен с первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом зада-.чика величины подачи врезания, и второй ключ, первый вход которого подключен к источнику питания постоянного тока, а второй управляющий вход - к выходу нуль-органа; электропровод, вход которого соединен с выходом второго узла сравнения, а выход - со входом механизма продольной подачи, выход последего соединен со входом системы СПИД.Существенными недостатками известных систем автоматического управления рассматакумов, Ю. А. Чабанов, В. Г, Купеов и В. А, Денкевицеский институт им. В. В. Куйбыше о класса является изменение пара стем в процессе обработки деталей ным припуском и изменяющейся ю металла. Г 1 ри этом наиболее су о изменяется коэффициент передачи СПИД (КСПИД), который пропор глубине резания и твердости обра ого материала Вариации КСПИД сниженшо статической и динамиче гости системы управления упругими пиямн. С целью повышения производительностистанка и улучшения качества обработанных 15 деталей, а также обеспечения статической идинамической точности при изменении глубины резания илн режимов работы станка система содержит нелинейный элемент, вход которого подключен к выходу первого ключа, а 2 О выход - ко входу усилителя, орган настроикикоторого механически связан с задатчиком величинь упругого перемещения системы СПИД.Кроме этого, самонастраивающаяся систе ма отличается тем, что она содержит задатчик темпа снижения подачи врезания, вход которого соединен с выходом второго ключа, выход - со входом задатчика величины подачи врезания, а орган настройки механически ЗО связан с задатчнком подачи врезания.15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 На фиг. 1 представлена функциональная схема системы; на фиг. 2 - упрощенная принципиальная электрическая схема блоков, осуществляющих автоматическую ко 11 пенсацию измепештя коэффициента передачи системы СПИД и автоматический переход системы с режима врезания на рабочую подачу.Самонастраивающаяся система автоматического управления упругими перемещениями содержит: задатчик величины упругой деформации 1, первый ключ 2, нелинейный элемент 3, усилитель 4, электропривод продольной подачи 5, механизм продольной подачи 6, систему станок в приспособление - инс 1 румент - деталь (СПИД) 7, датчик величины упругой деформации 8, задатчик величины подачи врезания 9, задатчик темпа снижения подачи врезания 10, второй ключ 11, источник постоянного тока 12, нуль-орган 13, резисторы 14 - 16, конденсатор 17, диоды 18,Самонастраивающаяся система автоматического управления упругими перемещениями представляет собой замкнутую автоматическую систему стабилизации вели пшы упругой деформации, которая задается задатчико;1 1 (резистор 14, фиг. 2). Дейс:вительиая вели- чиня упругой деформации измеряется при помощи датчика 8, и результат измерения в ви- дЕ НяПряжЕПИя ПОСТояННОГО ТОКя Уе яЛГсбряически суммируется с задающим напряжением Уаа. Сигнал ошибки У =Уаа - Уе подастся через ключ 2 на вход нелинейного элемента 3, Ключ 2 замыкается при наличии комапды па его управляющем входе от нуль-органа 13, контролирующего по сигналу датчика 8 мо мент врезания инструмента в деталь, Сигнал с выхода нелинейного элемента 3 поступает на вход усилителя 4, усиливается последним и выходной сигнал усилителя алгебраически суммируется с сигналом, пос 1 упающим от задатчика подачи врезания 3. Результат суммирования поступает на вход элекгроприводя продольной подачи 5, скорость вра цения которого пш преобразуется в скорость продольной подачи 1 пп посредством механизма продольной подачи 6. Скорость продольной подачи является регулирующим воздействием на систему СПИД 7, выходной координатой которой является величина упругой деформации, а типичными возмущающими воздействиями - изменение глубинь 1 резания Б и твердости материала обрабатываемой заготовки ББ.В момент врезания инструмента в деталь одновременно с замыканием системы, осуществляемым ключом 2, отключается источник напряжения питания 12 задатчика величины подачи врезания 9 (регулируемый резистор 15, фиг. 2) посредством ключа 11. Ключ 11 размыкается при наличии команды ня его управляющем входе от нуль-органа 13. В качестве ключей 2, 11 могут быть использованы соответственно замыкающий и размыкаюгций контакты электромагнитного реле, получающего команду па срабатывание от пуль-органа. После отключения источника папряже 11 пл питяпи;1 12 темп спадания напряжения ня Выходе задятчика величины подачи врезания Ьареа определяется постоянной времени разр:;да цепочки резистор 15 - резистор 16 - емкость 17. Величина пос 1 оянпой времени задается регулируемым резистором 16, движок которого связан механически с движком задатчикя величины подачи врсзания 9 таким образом, е 1 то при увеличении напряжения 11 врез уменьшается постоянная времени разряда цепочки 15 - 16 - 17.При работе системы в замкнутом состоянии сигнал ошибки численно равену е аад1+ игр где Уаа - сигнал задатчика величины упругой деформации,Йр - коэффициент усиления разомкнутой системы.При определенном значении задающего сигнала Уа и достаточном большом коэффициенте усиления разомкнутой системы Йр 1, что имеет место на практике, сигнал ошибки У;, обратно пропорционален величине ер. Включением в пряму 1 О цепь системы нелинейного элемента 3, коэффициент передачи которого пропорционален величине сигнала Г;, достигается компенсация вариаций Йр, обусловленных изменением коэффициента передачи КСПИД.При изменении задающего сигнала для выполнения условий компенсации вариаций КСПИД за счет изменения коэффициента передачи нелинейпого элемента необходимо изменять характеристику последнего. Это достигается за счет механической связи между рукояткой ступенчатого з ада тчика величины упругой деформации (фиг. 2) и рукояткой ступенчатого переключателя цепи нелинейных элементов, В качестве нелинейных элементов могут использоваться полупроводниковые диоды 18, работающие на нелинейном участке характеристики. Предмет изобретения 1. Самонастраивающаяся система автоматического управления упругими перемещениями токарного станка, содержащая первый элемент сравнения, входы которого соединены соответственно с задатчиком и с датчиком величины упругого перемещения системы СПИД, а выход - с первым входом первого ключа, второй управляющий вход которо 1 о соединен с выходом нуль-органа, подключенного к датчику упругого перемещения системы СПИД, усилитель, выход которого соединен с первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого соединен с вь 1- ходом задатчика величины подачи врезания, и второй ключ, первый вход которого подключен к источнику питания постоянного тока, а второй управляющий вход - к выходу нуль- органа; электропривод, вход которого соеди. Цветко Редак Тираж 760Совета Министров ССоткрытийнаб., д. 45 92 го комитетзобретений5, Раушска За 191313ЦН дписное Изд. М 13ПИ Государственнпо деламМосква, Ж ипография, пр. Сапунова нен с выходом второго узла сравнения, а выход - со входом механизма продольной подачи, выход последнего соединен со входом системы СПИД, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности станка и улучшения качества обработанных деталей, а также обеспечения статической и динамической точности при изменении глубины резания или режимсв работы станка, она содержит нелинейный элемент, вход которого подключен к выходу первого ключа, а выход - ко входу усилителя, а орган настройки которого механически связан с задатчиком величины упругого перемещения системы СПИД.5 2, Самонастраивающаяся система по п. 1,отл ич а ю щ а я с я тем, что она содержит задатчик темпа снижения подачи врезанпя, вход которого соединен с выходом второго клоча, выход - со входом задатчнка велнчшы пода чи врезания, а орган настройки механическисвязан с задатчиком подачи врезания.