Устройство для адаптивного управления шлифовальным станком

О П И С А Н И Е745661 Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУоо делам иэобретеиий и открытийДата опубликования описания 10.07.80(72) Авторы изобретения В. В. Булгар, А. М. Корытин и Н. К. Шапарев Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМИзобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами металлообработки и может быть применено в станкостроении в системах поддержания постоянства скорости шлифования с целью повышения производительности обработки и улучшения чистоты обработанной поверхности при износе шлифовального круга.В плоскошлифовальных станках с обработкой периферией круга износ шлифовального круга при постоянной его частоте,вращения приводит к уменьшению скорости резания и в результате - к снижению производительности и ухудшению чистоты обработки, Постоянство скорости резания при износе шлифовально го круга может быть обеспечено посрчством системы управления, осуществляющей задание частоты вращения шлифовального круга по законук1 кгдк К - коэффициент пропорциональности;Р - текущее значение диаметра шлифовального круга,При соблюдении этого условия окружная скорость круга, т. е. скорость резания, сохраняется неизменной. 2Для реализации приведенного выше закона необходимо располагать информациейо текущем значении диаметра шлифовального круга Э,Известно устройство задания частотывращения шлифовального круга в функцииего диаметра, основанное на контроле частоты вращения круга при помощи тахогенераторов и содержащее электродвигательс регулятором, датчик частоты вращения,блок сравнения, на которую поступает сиг 10 нал с задающего блока, счетчик импульсовдискретно преобразовательный блок и блокизадачи коэффициентов, связанных с динамикой станками.Недостатком известного устройства является сложность изготовления и подключения в схему блоков задачи коэффициентов.Целью настоящего изобретения являетсяупрощение механической конструкции устройства.Поставленная цель достигается тем, что,гв устройство снабжено последовательно включенными к выходу дискретно-преобразовательного блока блоком пороговых элементови блоком индикации наибольшего напряжения с двумя входами, выход которого подключен к регулятору электродвигателя, задатчиком напряжения, включенным ко вто- рому входу блока индикации, датчиком нагрузки, установленным в цепи электродвигателя и подключенного своим выходом к входу задающего блока, выполненного в виде генератора импульсов.Принципиальная схема устройства показана на чертеже.Двигатель 1 привода шлифовального круга 2, механически соединенный с импульсным датчиком частоты вращения 3, получает 1 О питание от регулятора 4. Выход датчика 3 подключен к блоку сравнения 5, к второму входу которого присоединен генератор импульсов 6. Выход блока сравнения через счетчик импульсов 7 и дискретно-аналоговый преобразователь 8 соединен с пороговыми элементами 9. Пороговые элементы совместно с задающим блоком 10 частоты вращения привода шлифовального круга, через блок индикации наибольшего напряжения 11 подключены к регулятору 4 электродвигате- . 20 ля привода шлифовального круга.Устройство работает следующим образом.Для пуска шпинделя шлифовального станка включается регулятор 4, питающий двигатель 1 привода шпинделя, Начинается2 разгон электродвигателя с закрепленными на его валу шлифовальным кругом 2 и импульсным датчиком частоты вращения 3, который представляет собой, например, жестко соединенный с валом двигателя металлический диск с равномерно распреде- зв ленными по окружности зубцами и бесконтактный индуктивный датчик. В качестве импульсного датчика частоты вращения можно применять любой датчик, частотаимпульсов которого пропорциональна частоте вращения контролируемого вала.Одновременно с началом разгона привода включается генератор импульсов 6,и на входы блока сравнения 5 поступают импульсы оп переменной частоты от датчика 3 и импульсы 1 ри постоянной частоты от генератора 6. Импульсы от генератора 6, частота которых больше частоты импульсов, поступающих от датчика 3, проходят через блок сравнения 5 и в счетчик, импульсов 7.По мере разгона привода шпинделя частота импульсов, поступающих от датчика 3, 4 увеличивается,и при некоторой частоте вращения шпинделя наступит равенство частот импульсов генератора 6 и датчика 3. В этот момент прекращается поступление через блок сравнения 5 импульсов Ьц генератора 6 в счетчик 7. Таким образом, количество полученных счетчиком 7 импульсов зависит от времени разгона привода до выбранной контрольной частоты вращения на линейном участке динамической скоростной характеристики привода шпинделя, Контрольную и частоту вращения можно изменить, изменив частоту генератора 6 импульсов.Количество импульсов п 1, поступающих от счетчика импульсов 7, преобразовывается дискретно-аналоговым преобразователем 8 в напряжение Чпр, которое подается на входы пороговых элементов 9, Установлено, что в шлифовальных станках время разгона привода шпинделя нелинейно зависит от диаметра шлифовального круга Р, т. е. от износа круга. Количество пороговых элементов выбирается равным числу аппроксимированных участков нелинейной зависимостиРч ( к)где 1 р - время разгона привода шпинделя до контролируемой частоты вращения.Выходное напряжение дискретно-аналогового преобразователя 8 открывает пороговый элемент, выходное напряжение которого % подключено к блоку индикации наибольшего напряжения 11, второй вход которого подключен к задающему блоку 10, напряжение с которого выражено законом:Ч=К вз,где К- коэффициент пропорциональности;ь- задающая частота вращения привода шпинделя при,неизношенном шлифовальном круге."При неизношенном шлифовальном круге напряжения Чз и Ч равны и разгон привода шпинделя продолжается до номинальной частоты вращения внПри разгойепривода шпинделя с изношенным шлифовальным кругом уменьшается время разгона привода до контролируемой частоты вращения, так как уменьшается момент инерции привода. При этом в счетчик импульсов 7 поступит меньшее количество импульсов 1 ц от генератора 6. Дискретно-аналоговый преобразователь 8 напряжением Ч ( Чщ откроет следующий пороговый элемент, выходное напряжение которого Ч )Ч подается на блок индикации наибольшего напряжения 11,Это напряжение Ч через блок 11 поступает на регулятор 4 и обеспечивает разгон привода шпинделя до частоты вращения со )ь; при которой скорость резания неизменна. Поскольку время разгона привода зависит не только от момента инерции, но и от статического момента, в устройство вводится узел коррекции, содержащий датчик нагрузки 12 электродвигателя 1. Выход датчика нагрузки 12 подключен к задающему входу генератора импульсов 6. Если мощность нагрузки в процессе разгона привода соответствует мощности настройки, то генератор импульсов 6 вырабатывает частоту импульсов 1 ц. При возрастании мощности нагрузки частота импульсов, поступающих от генератора 6 уменьшается, и наоборот, при уменьшении мощности нагрузки частота импульсов генератора 6 увеличивается. Следовательно, контролируемое число импульсов пФщ счетчиком импульсов 7 будет зависеть только от момента инерции привода, т. е. от диаметра шлифовального круга,745661 5Формула изобретения,Устройство для адаптивного управления шлифовальным станком, содержащее электродвигатель с регулятором, датчик частоты вращения шлифовального круга, подключенный к блоку сравнения, второй вход которого подключен к задающему блоку, а его выход подключен к последовательно включенным счетчику импульсов и дискретно-преобразовательному блоку, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство снабжено последовательно подключенными к выходу блоками пороговых элементов и индикации наибольшего напряжения с двумя входами, выход которого подключен крегулятору электродвигателя, задатчикомнапряжения, включенным к второму входублока индикации, датчиком нагрузки, установленным в цепи электродвигателя и подключенного своим выходом к входу задающего блока, выполненного в виде генератораимпульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеи . 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке2590166/08, кл. В 24 В 49/04,1978.СоставителТехред К.ШТираж 943 В.Жигановфрич КоП рректодписнССР д. 4/5 ктная,Редактор О. ИвановаЗаказ 3862/1 ОЦНИИПИ Гопо дела113035, МосквФилиал ППП Па комитета Си .открытийшская наб.,род, ул. Про сударственного м изобретений а, Ж - 35, Рау тент, г, Ужго