Устройство регулирования мощности резания

ЕТЕНИ с Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ(71) Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ РЕЗАНИЯ(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использованов системах управления при токарнойобработке. Целью изобретения являет,Я 015410 ся повышение производительности засчет возможности вести обработкупри максимально возможной мощностиглавного привода. Для этого в устройстве регулирования с помощьюзадатчиков 9, 10, 11, 12, 13 и 14устанавливаются предельные значениячастоты вращения главного привода1 и усилия привода 3 подачи и с помощью двух блоков сравнения и четьгрех блоков суммирования, умножителя,схемы ограничения, двух делителейна два устанавливаются режимы обработки, позволяющие максимально использовать мощность главного привода. 1 ил.Изобретение относится к машицостроецин; и может быть использованов системах управления при токарнойобработке,Цель изобретения - повышение производительности за счет возможностивести обработку при максимально возможной мощности главного привода.Ва чертеже изображена фуцкциоцальная схема устройства,Устройство регулирования мощностирезания содержит главный привод 1с механизмом вращения обрабатываемойдетали 2, привод 3 подачи с механизмом перемещения резцедержателя 4,датчик 5 частоты вращения, тахогенератор и регулятор 6 частоты вращенияглавного привода 1, датчик 7 силырезания, установленный в резцедержателе 4, и регулятор 8 подачи, соединенный с приводом 3 подачи, первыйзадатчик 9 наименьшей частоты вращения, второй задатчик 10 наибольшейчастоты вращения главного привода, 25третий задатчик 11 наименьшей подачи,четвертый задатчик 12 наибольшейподачи, пятый задатчик 13 мощностирезания, датчик 14 обрабатываемогодиаметра, блок 15 умножения, выходыкоторого связаны с выходами датчиков 5, 7 и 14, первый элемент 16 сравнения, выходы которого соединены сзадатчиком 13 и выходом блока 15 умножения, а выход через аналоговыйключ 17 подключен к входу регулято 35ра 18 напряжения, в качестве такогорегулятора используется, в частности,потенциометр с микродвигателем постоянного тока, первый элемент 19 суммирования, первый вход которого связанс регулятором 18 напряжения, а второй вход через второй делитель 20соединен с выходом элемента 21 суммирования, двухпредельцый ограничитель 22 напряжения, рабочий вход ивыход которого соединены с входамиэлемента 23 сравнения, элемент 24суммирования, первый вход которогосвязан с выходом элемента 23 сравце 50ния через усилитель 25, элемент 26суммирования, выход которого черезделитель 27 соединен с вторым входомэлемента 24, двухпредельная пороговая схема 28 рабочий вход которойСс 5связан с выходом элемента 24 суммирования, а выход - с управляющимвходом ключа 17. Залятчики 9 ц 10связаць 1 с таходами элемента 26 суммирования и задающими входами пороговой схемы 28, связь задатчиков 11и 12 с входами элемента 21 суммирования и задающими входами двухпредельного ограничителя 22 напряжения, выход элемента 24 суммирования подключен к регулятору частоты 6 вращенияглавного гривода 1 и выходу ограничителя 22 и регулятору 8 подачи,Устройство работает следующим образом.В зависимости от допустимых диапазонов изменения частот вращения главного привода 1 и величин подач с помощью задатчиков 9-12 в устройствовводятся предельные значения величинчастоты вращения главного привода 1:задатчиком 9 - минимальное значениечастоты (и ), задатчиком 10 - максимальное значение частоты (п ,),задатчиком 11 - минимальной величиныподачи (Б .), задатчиком 12 - максимальной величины подачи. Далее наосновании предварительных расчетовили экспериментов определяется требуемая мощность резания (И) и устанавливается с помощью задатчика 13.При включении системы и и п,с,ксустанавливают нижний и верхний пороги срабатывания пороговой схемы 28и суммируются элементом 26 суммирования. Выходной сигнал последнегоделится на два делителем 27 и становится численно равным й - среднемузначению допустимого диапазона частоты вращения привода 1Проходя через элемент 24 суммирования и складывваясь в нем с величиной ап, которая в данный момент равна нулю, сигнал й поступает на регулятор 6 частоты вращения главного привода 1 изаставляет его вращаться с частотойй. Одновременно с этим задатчиками11 и 12 устанавливаются Б,и и Бкст,е. нижнее и верхнее ограниченияна изменение выходного сигнала двух-.предельным ограничителем 22 напряжения, и суммируются элементом 21 суммирования. Выходной сигнал элемента21 суммирования делится на два делителем 20 и становится численно равнымБ - среднему значению допустимогсдиапазона изменения подачи. Складываясь элементом 19 суммирования ссигналом ЙБ, который в данный-момент равен нулю, сигнал Б проходитчерез двухпредельный ограничитель22 напряжения, поступает ца регуля15415тор 8 подачи и заставляет привод 3подачи работать со скоростью, обеспечивающей подачу Б. На выходе пороговой схемы 28 сигнал при этом равенединице и ключ 17 включен,5Как только приводы начинают работать, датчик 5 выдает сигнал и , характеризующий фактическую частотувращения главного привода 1, а датчик 7 выдает сигнал, характеризующийсилу резания Р, Эти сигналы перемножаются между собой и с сигналом,введенным датчиком 14 значения обрабатываемого диаметра с помощью блока 15 умножения, результат умножения,характеризующий фактическую мощностьрезания Иф, сравнивается элементом1 б сравнения с сигналом заданной мощности И, поступающим с задатчика 13,и образует сигналЛИ = И - Иф. Проходя через ключ 17 и регулятор 18,дается поправка к подаче ДБ. Величина ЙБ изменяется (увеличивается илиуменьшается в зависимости от знака 25ЛИ).и, суммируясь элементом суммирования 19 с сигналом Б, образуя приэтом сигнал Б = Б + ДБ, проходит через ограничитель 22 напряжения и корректирует величину подачи резцедер- ЗОжателя 4. Коррекция продолжается дотех пор, пока сила резания Р не изменится так, что будет иметь местоИ = И,. Тогда ДИ станет равным нулю, на выходе регулятора 18 напряжения сигнал будет равен йБ, обеспечивая указанное равенство.Таким образом работает система,,если заданная мощность лежит в диапазоне значений, которому соответству Оет подача, не выходящая за пределыБи Б. Если е мощность И ле-жит вне этого диапазона, то работасистемы протекает несколько иначе.Когда Б + 4 Б на выходе элемента 45суммирования 19 превысит Били станет меньше Б , на выходе ограничителя 22 появится сигнал БилиЯ. Поступая на элемент 23 сравнения, сигналы Б + гБ и Бмс,асили Бмчн 5 Опреобразуются в нем так, что на еговыходе сигнал равен Я +ЛБ - Били Б -ЬБ - Б,. Проходя черезсогласующий усилитель 25, этот сигнал станет равным дп, отличным 55от куля. Суммируясь с й в элементе24 суммирования, он будет равен и == и + бп и с помощью регулятора частоты 6 скорректирует частоту враще 01 б6ния главного привода 1, коррекциябудет продолжаться до тех пор, покадатчик 5 не выдаст сигнал пф, обеспечивающий равенство Иф = И. Такимобразом происходит работа системы,если И лежит в диапазоне, которомусоответствует п, удовлетворяющиесоотношению п(п 4 п ,. В случае, когда п окажется меньше иили больше и сигнал п, поступающий на вход пороговой схемы 28, вызовет ее срабатывание, выражающеесяв смене выходного сигнала "Единица"на "Нуль". Ключ 17 выключится, ЛИстанет равным нулю, регулятор напряжения 18 работу прекратит и дальнейшее изменение остановится.Работа устройства возможна безкаких-либо ограничений, априорнонакладываемых на мощность. В устройство можно вводить любые величинымощности, Если для обеспечения равенства И и И окажется достаточно изфменить в допустимых пределах подачу,то устройство это выполнит. Если изменения подачи будет недостаточно,устройство изменит частоту вращениягпавного привода 1, Если пределоврегулирования частоты также не хватит, устройство установит предельныезначения частоты вращения и подачи,а значит и мощности, ближайшие к наи"лучшим, не выходя за допустимые преде лы,Формула изобретенияустройство регулирования мощности резания, содержащее главный привод, датчик частоты вращения главного привода, привод подачи, регулятор подачи рабочего органа станка, выход которого соединен с приводом подачи, первый элемент сравнения, задатчик мощности резания, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, датчик силы резания и второй элемент сравнения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования мощности, устройство снабжено регулятором, двухпредельным ограничителем напряжения, задатчиками наибольшего и наименьшего значений подачи, задатчиками наибольшей и наименьшей частоты вращения главного привода, первым, вторым, третьяк и четвертым элементами суммирования, первым и1541016 Составитель А, ГришинРедактор Л. Зайцева Техред М,Ходанич Корректор И. Мус аж 667 Подписное аКаз 25 НИИПИ Г ри ГКНТ ССС дарственного комитета по нзоГретениям и открытиям 113035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5 1 ронзводственно-издателъскнй комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,10 вторым делителями, блоком умножения, упилителем, ключом, двухпредельной пороговой схемой, регулятором частоты вращения главного привода и датчиком обрабатываемого диаметра, щичем второй вход первого элемента сравнения подключен к выходу блока уиножения, первый вход которого подключен к задатчику обрабатываемогоаметра, второй вход блока умножен подключен к датчику силы резани, а третий его вход соединен с датчиком частоты вращения, выход первого элемента сравнения подключен к первому входу ключа, выход которого че ез регулятор соединен с первым вх дом первого элемента суммирования, вт рой вход ключа соединен с выходом дв предельной пороговой схемы, второ вход первого элемента суммирован через первый делитель подключен к ыходу второго элемента суммировани , первый вход которого объединен с первым входом двухпредельного ограничителя напряжения и подключен к адатчику минимального значения по 4 ачи, выход двухпредельного ограничителя напряжения подключен к регулятору подачи и к первому входу второгоэлемента сравнения, второй вход второго элемента суммирования объединен 5с вторым входом двухпредельного ограничителя напряжения и подключен к задатчику максимального значения подачи,выход первого элемента суммированияобъединен с третьим входом двухпредельного ограничителя напряжения иподключен к второму входу второгоэлемента сравнения, выход которогочерез усилитель соединен с первымвходом элемента суммирования, выходкоторого подключен к Регулятору частоты и первому входу двухпредельнойпороговой схемы, второй вход которойподключен к первому входу четвертогоэлемента суммирования и задатчикуминимального значения частоты, третий вход двухпредельной пороговойсхемы подключен к задатчику максимального значения частоты и второмувходу четвертого элемента суммирова ния, выход которого через второй делитель подключен к второму входутретьего элемента суммирования, выходрегулятора частоты соединен с главным приводом.