Устройство для адаптивного управления станком

(22) Заявлено 24.05,77(2 2490224/18-24 505 В 19/ 6 05 В 13/ с присоединением зая т осудоротоонноа коиотот СССР оо делам иэобрвтвний н открытий(088.8) Дата опубли вания описания 08 09 7(72) Авторы изобретен Заявитель Ульяновское головное сптяжелых и фрезе РОИСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНт(Я СТАНКО 4 третий усилитель к дсти, регулятор, подсоед ный чере ч ику моши ненный к трасли авегулирования,. управлению особеннос- несущей тносится к равления и адаптивном и станками, ия колебани Изобретениетомвтического упв частности кметаллорежущимти для ограниче аниче ач бло(31,риво ний нв однойей системыовня на вы -жениТа у мощности. к ции мощности запем ских возмущений,уменьшающее уставк как контур ствбилиза фирован от периодпче обусловленных преры процесса резания и э струмента или загото шее воздействие (ск характеромситетом инистым сцйнтр вки, то рег ул ир уюодачи) будеттем, автокорастают .ладьно превыом уровень. орость и Между танка нвумньшаться медленнолебания (вибрации) свинообраэно и могутсить установленный значите адвтчик игнала задания оследующей остаплнтуда ввтокоЭто гриводит к сбросу мощности до нуля и к новке привода подач, А тебвний спадает, а нвп ение звдатчик системы станка,Известны устройства для адаптивногоуправления с ограничением уровня колебаний несущей системы станка, содержащие датчик колебаний, усилители, исполнительный орган и полосовые фильтры(1 Ц 2 .Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройстводля адаптивного управления станком, содержащее последовательно соединенныедатчик колебачий, первый усилитель, блокполосовых фильтров, блок детекторов,первый блок сравнения, второй блок сравнения, подключенный к задатчику допустимого уровня ввтоколебаний, вто-рой усилитель, третий блок сравненияподключенный к задатчику мотцности,четвертый блок сравнения подключеициальное конструкторское бю ых станков При возникновении колебвиз резонансных частот несущстанка больше допустимого урходе усилителя появляется н3мощности повышается. Этот процесс приобработке многократно повторяется,Недостатки устройства состоят в том,что происходит превышение заданногодопустимого уровня амплитуды автоколебаний в течение длительного времени(пока вариации глубины и ширины обрвботки не изменятся таким образодл, что ввтоколебания при данной уставке мощности не возникают) и что нерввцомерность 10подачи велика при возникновении ввтоколебений в станке.Эти недостетки снижают надежностьработы устройства, а следовательно, инадежность инструменте и станке.Целью изобретения является повы 1 цециенадежности устройства.Поставленная пель достигается тем,что в устройство введены коммутатор,20реле времени, формирователь импульсов,элемент И-НЕ и реверсивный счетчик,прямые выходы которого через коммутатор соединены со входом задвтчикв мощности, инверсные выходы - через элемент25И-НЕ и первый формирователь импульсовс соответствующими входа 1 ли реле времени, выход которого через второй формирователь импульсов, а выход третьего блока сравнения через третий формировательимпульсов подключены к вычитвющему исуммируюшему входам реверсивного счетчика соответственно. 13усилители 16 и 23 и задатчик 22 - контур ограничения уровня колебаний 30.Нв фиг, 1 и фиг. 2 приняты следуюц 1 ие обозначения: 115 - управляющее нвпряжецие для приводе, Ь - подача, К мощность, У 4 - напряжение обратной связи, У - ограничивающее напряже- ИС 1 К 11ние, А- амплитуда колебаний, 0 - напряжение, пропорциональное наибольшей амплитуде колебаний нв резонансных частотах несущей системы, У - напряжение,опропорциональное заданноМу допустимому уровню ввтоколебаций, Ц - рвэцостцый сигнал с Усилители 23, 11 о - цвпРЯжецие звдвтчцкв Й Ы -У - выходцые цапряжеЪ 7ция соответстоеццо формирователей 3, 4 и 5, элеме 11 те 6 и реле 7, а Ы 2 р - 37 грвцпч 1 ое вь 1 ходцое цвпряжеццо реле 7.Устройство работает следующим обрв, -эом,При включении устройства счетчик 1устанавливается в нулевое состояние, прикотором нв прямых выходах счетчика 1 -потенциальные уровни логического нуля,в це инверсных - единицы. Реле времени7 це отсчитывает выдержку времени, текквк нв его управляющем входе "отсчетЬ 1 - нуль,После врезвция устройство стабилизирует заданное зцвчецце мощности Н =На фиг. 1 представлена фуцкциональ 35ная схема устройства, а нв фиг. 2 - временные диаграммы его работы,Устройство включает реверсивцый счетчик 1, коммутатор 2, выполненный нвреле, третий 3, второй 4 и первый 5 формирователи импульсов, элемент И-НЕ 6,реле времени 7, задатчик мошности 8,регулятор 9, привод 1.0, объект управления (процесс резания) 1 1, датчик мощности 12, третий усилитель 13, блок ограничения подачи 14, датчик колебаний15, первый усилитель 16, полосовыефильтры 17 и 18, детекторы 19 и 20,первый блок сравнения 2 1, эадвтчик допустимого уровня автоколебений 22, втоРой усилитель 23, и второй 24, третий25 и четвертый 26 блоки сравнения.фнльтры 17 и 18 образуют блок полосовых фильтров 27, детекторы 19 и 20 -блок детекторов 28, блоки 25, 26, 14,задатчик 8, регулятор 9, привод 10,объект 11, датчик 12 и усилитель 13контур стабилизации мошности резания29, а блоки 24,. 21, 27, 28, датчик5,Если вариации глубины и ширины обработки изменились таким образом, что возникают колебания ца одной из резонансных частот несущей системы станке больше, чем заданный блоком 22 допустимый уровень, появляется рвзностный сигнал 11 р= КФе 13 ), где Крд - коэффициентОусиле 1 ия усилителя 23 (момент временицв фиг. 2), Устввка мощности, равная разности напряжений 1)о и У, спадает до пуля. Б этот момент ( 12 ) формирователь3 полает цв суммирующий вход счетчика1 пллц 1 ульс, Состояние счетчика 1 изменяется и оц подает соответствующий сигнал ца коммутатор 2, который коммутирует цепь звдвтчикв 8 таким образом, что напряжение Уо уменьшается на заранее выбранную величину. На выходе элемента 6 И-НЕ появляется потенциальный уровень логической единицы, и реле времени7 начинает отсчет выдержки времени. Предварительно реле времени 7 было приведено в исходное состояние при помощиформирователя 5, выдающего импульсы 16 Я 4;о 1 при каждом изменени состояния счетчике 1Тек как прежде разность 1 г и Убыла равная нулю (фиг. 2, 1 - .-1, подача Я уменьшается до нуля а мощностьИ - до уровня холостого хода, При этомколебания спадают и разностный сигналпропадает. вновь вступает В работуФ рконтур 29, но мощность резения теперьравно ЯЯ (фг, 2, Г- - . ) Вследми .,ствие уменьшения О,Если этого снижегп:я мощности недостаточно ино и колебагпля вновь превьгшаютзаланцый допустимый уровень в .гюментто описанный цкд повторяется и .15ГО: юшость р.,зс вс;"ня снжеется ло ВеличиныЬГ,/ угЧ )4,: Г.Л О Мейпностиггде гг - Вазрял счетчка 1, 11 ри этом скаждым снисниженем могцности просходитстирание выдержки Времени в реле 7 иотсчет ()На какой-то ступени Я, снижеггия мошности колебания герсстают превыцить заданный допустимый уровень . и начинается отсчет выдержквремени на возвратк мошности Н . При превышении эксЛ поненциально-нарастаюшгьм напряжениемреле времени 7 некоторого пороговогозначения 1-.)р не Вычитаюцгий ВхОд счетчка 1 подается г,;пульс, возвре:цаюшийв -остояние 1 - ,л. ). 11 вии:,лпульс с фоомроаателя -. всзврашеетреле ВоемециВ исх",дное состояние (с ), иснова начинается разностный Отсчет на возврат к мошцости К, , Если при мошности М кодебаня цс рсвышеют зеданныйдопустмый уровень., то через время выле 1 жки ьг" реле 7;:ошность резания поВышается до значения М т,д, до ис о1-3ходной мощности г 4, При этом реверсивный счетчик .) устанавливается в нулевоесостояние и на упревляюшем входе релеУвремени 7 "отсчет Выцсржки временипоявляется нуль. 45Рассмотренное свойство устройстваадаптивного управлегпгя - ступенчатоеугиеньшение и увеличение устевк .гошности с необходимой длитель,юстью- окраша.ет длтель;юсть режима автоколебенй 5 останка с амплитудой больше заданной 3 6дОпустимой и работу с резкО переменной скоростью подачи, что существенно повышает надежность работы инструмента и стеггка, уменьшает износ инструмента и в конечном счете, повышает производительность обработки. Формула изобретения Устройство для алептивцого управления станком, содержашее последовательно соединенные датчик кодебаций, первый усцлитель, блок полосовых фльтров, блок детекторов, первый блок сравнения, Второй блок сравненя, тгодключеннгий к зев датчику допустимого уровня автоколсбений, второй усилитель, третий блок сравнения, полкдючецный к задатчику мошости, четвертый блок сравнения, подключенный через третий усилитель к датчику мошност, регулчтор, полсоедценный к блоку огранченя подач, и првод, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что,с целью повышения надежности устройства, в него введены коммутатор, реле Времецгг, формирователгл импульсов, элсмег;т 11-11 Е и реверсивный счетчик, пряхгые Выходы которого через коммутатор соединены со входом задатчика могццости, цвсрсцые Выходы - через элемент 11-11 Г первый формирователь импульсов с соотвстству;оцгигли входами реле врех.е.п Выход котор ого через второй формрователь мпульсов, а выход третьего блока сравненя через третий формирователь Х.пульсов подключен к вычитающек;у суммруюшему входам реверсивцого счетчика соответственно.Источники информецигг, ирнятые во вниллание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Иг 366380, кл, 6, 05 1 13/02. 1070. 2. Авторское свидетельство СССРх,о 420693, кл, В 2 Э Б 25/СС,1 Э 7 Р.3. Сб, "Автоматическое управлениеи оптимизация техцологическх процессов",