Устройство для программного управления толщиной стенки заготовки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Зб 9 В 29 Р 3 00,9/4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГОУПРАВЛЕНИЯ ТОЛЩИНОЙ СТЕНКИ ЗАГОТОВКИ, содержащее .блок набора программы, подключенный входами к соответствующим выходам регистра сдвига,генератор импульсов, следящий гидропривод, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью, повышения точности устройства, в него введены цифроаналоговый преобразователь, блокэлементов ИЛИ, сумматор, блок деления, интегратор, вычитающий счетчик импульсов, одновибратбр и задатчик временного интервала, подключенный выходами к установочным входам,Я 01074733 вычитающего счетчика импульсов, соединенного счетным входом с выходом генератора импульсов, а выходом обнуления - с входом одновибратора, подклюЧенного, выходом к входу синхронизации вычитающего счетчика импульсов и к входу регистра сдвига, причем входы блока элементов ИЛИ связаны с соответствующими выходами блока набора программы., а выходыс входами цифроаналогового преобразователяподключенного выходом к суммирующему входу сумматора, соединенного выходом с входом делимого блока деления, подключенного входом делителя к выходу вычитающего счетчика, а выходом - к входу интеграто- Я ра, связанного выходом с вычитающим входом сумматора и входом следящего привода.2. Устройство по п. 1, о т л и- С, ч а ю щ е е с я тем, что блок набора программ содержит двоично-десятичные цифровые переключатели по числу выходов регистра сдвига.СР50 Изобретение относится.к устройствам для изготовления трубчатых заготовок из пластиков методом экструзии с программным управлением толщиной стенки заготовки.Известны устройства программного 5 управления толщиной стенки трубчатой заготовки, в котором ход программы осуществляетсяв функции от сигнала аналогового .датчика перемещений, механически соединенного с плунжером 10 копильника, либо от сигнала электронного или электромеханического интегратора. Указанный сигнал формируется электронным интерполятором в последовательность импульсов тре угольной формы. Восходящая ветвь каждогоимпульса и нисходящая ветвь предыдущего импульса соотнетствует опоеделенной позиции программы. Юля этой цели н интерполяторе имеется определенное количество каналов, равное числу позиций програюж. Каждый канал состоит из пропорционального усилителя и усилителя выделения мОдуля с диОдами на входе и выходе. 25 Смещением на входе пропорциональных усилителей задается последовательность ввода их в действие Г 11.Начало ионой позиции и, соответственно, окончание предыдущей насту. пает в момент, когда входной сигнал достигает уровня соответствующего смещения. Напряжение треугольной формы присутствует на выходе каждого усилителя выделения модуля только при прохождении соответствующей З 5 и следующей за ней позиции програмьаю. Выходы усилителей выделения модуля через переменные резисторы, задающие величину рабочего зазора между дорном и мундштуком, от которого 40 зависит толщина стенки заготовки. подаются на входы общего суммирующего усилителя. С выхода этого Усилителя подается задание на гидропривод изменения рабочего зазора. 45В качестве переменных резисторов задания рабочего зазора используются цепи последовательно соединенных постоянных ризисторов. коммутируемых штеккерным коммутатором.Недостатком этого Устройства является невысокая точность воспроизнедения программы по величине рабоче го зазора. Использование в качестве задающегО элемента штеккерного коммутатора не позволяет задавать величину рабочего зазора с достаточно малой дискретностью, так как при этом резко возрастают габариты коммутатора и восприимчивость схемы к внешним помехам. Так,. например, при 60 20 позициях поограмьы и установке с дискретностью 1 коммутатор должей иметь 2000 гнезд, а пои дискретности 0,1 - 20000 гнезд. Реально такие устройства делают с коммутато-. 65 рами, имеющими до 50 гнезд на каждоьпозиции программы, что только за .счет установки дает погрешность до2,Падение напряжения надиодах и на.входах и выходах усилителей выделения модуля приводит к деформации импульсов треугольной формы, что непосредственно влияет на величину зада-,ния рабочего зазора. Реальное изменение напряжения на диоде 0,2 В примаксимальном напряжении 10 В (уровень рабочего напряжения операционных усилителей) дает ошибку 2..Поскольку на вход суммирующегоусилителя подаются выходы усилителейвыделения модуля не только функционирующей в настоящий момент позициипрограммы, но остальных позиций, тодрейф нуля нефункционирующих в данный момент усилителей суммируетсяи создает погрешность в задании,подаваемом на гидропривод. Так, например, при 20 позициях программыдрейф нуля одного усилителя на 1012 МВ создает погрешность 0,2 В,что при максимальном сигнале на выходе суммирующего усилителя 10 Всоответствует 2-ам.Недостатком, снижающим точностьустановки рабочего зазора, являетсяотсутствие отрицательной обратнойсвязи, охватывающей интерполятор.Поскольку погрешности отдельныхзвеньев суммируются, общая погрешнодть устройства составляет около5.Недостатком этого устройства является также применение контактногопотенциометрического датчика положения плунжера копильника, либоэлектромеханического интегратора сконтактным потенциометром, поскольку их надежность значительно ниже,чем у бесконтактных датчиков, Применение же электронного интеграторапри времени интегрирования около1 мин дает погрешность не менее 1.Наиболее близким техническимрешением к изобретению является устройство, состоящее иэ следящего гидропривода изменения зазора междудерном и мундштуком регистра сдвигапозиций программы, электронногоВ-С-генератора с регулированием частоты и штеккерного блока набора программы задания рабочего зазора, Импульсы В-С-генератора подаются навход регистра сдвига, который последовательно выбирает позиции программы. Задание величины рабочего зазораосуществляется при помощи штеккерного блока набора программы от цепочки последовательно соединенных резисторов 12 3.Недостатком известного устройстваявляется невысокая точность программмирования толщины стенки заготовки,обусловленная тем, что отсутствиеинтерполяции позволяет,программиро.вать толщину "тенки заготовки только ступенчато, что приводит к погрешностям, значительно превышающимпогрешности обоих описанных устройств 5использование в качестве задающегоэлемЕнта штеккерного блока наборапрограммы дает погрешность по величине зазора до 2, погрешность вдлительности программы и. ее позиции 10определяется нестабильностью частоты регулируемого В-С-генератора исоставляет около 1.Целью изобретения является повышение точности устройства. 35Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для программного управления толщиной стенкизаготовки, содержащее блок наборапрограммы, подключенныи входами ксоответствующим выходам регистрасдвига, генератор импульсов,.следящий гидропривод, введены цифроаналоговый преобразователь, блок элементовИЛИ, сумматор, блок деления, интегра-:25тор, вычитающий счетчик импульсов,одновибратор и задатчик временногоинтервала, подключенный выходами кустановочным входам вычитающего счетчика импульсов, соединенного счетнымвходом с выходом генератора импульсова выходом обнуления - с входом одновибратора, подключенного выходом квходу синхронизации вычитающего счетчика импульсов и к входу регистрасдвига, причем входы блока элементовИЛИ связаны с соответствующими выхо., дами блока набора программы, а выходы - с входами цифроаналогового преобразователя, подключенного выходомк суммирующему входу сумматора, соединенного выходом с входом делимого блокаделения, подключенного входом делителя к выходу вычитающего счетчика, а выходом - к входу интегратора,связанного выходом с вычитающим входом сумматора и входом следящегогидропривода.Блок набора программы содержитдвоично-десятичные цифровые переключатели по числу выходов регистра сдвиОга.На чертеже показана функционаяьнаясхема устройства.Устройство содержит генератор 1 импульсов, вычитающий счетчик 2 импульсов, задатчик 3 временного интервала, одновибратор 4 окончания пози-:. ции программы, регистр 5 сдвига, блок б набора программы, блок 7 элементов ИЛИ, цифроаналоговый преобразователь 8, сумматор 9, блок 10 деле ния, интегратор 11, следящий гидро- привод 12. Наличие в устройстве кварцевого генератора и вычитающего счет. чика, определяющего длительность позиции программы В зависимости от со- Я стояния цифровых переключателей, поз валяет обеспечить практически любую точность длительности программы.Задание величины рабочего зазора цифровыми переключателями позволяет повысить точность программирования до практически любого уровня с сохранением компактности устройства.Интерполяция, выполняемая сумматором, блоком деления и интегратором с общей отрицательной обратной связью осуществляемая с выхода интегратора на вычитающий выход сумматора, Обеспечивает высокую точность задания. подаваемого на следящий гидропривод.Следящий гидропривод 12 изменения зазора между дорном и мундштуком,состОит из силовОГО гидроцилиндра,электрогидравлического усилителя,датчика положения плунжера гидроцилиндра и регулятора положения плувже ра гидроцилиндра.Задатчик временного интервала 3 может быть выполнен на цифровых переключателях.Устройство, работает следующим образом; В начале программы в схему устройства подается импульс, устанавливающий регистр 5 сдвига в исходное .положение, соответствующее первой позиции программы. Этим же импульсом в вычитающий счетчик 2 записывается число, установленное на цифровых переключателях 3 длительности позиции программа.В качестве этого импульса используется сигнал окончания предыдущего цикла программы.По мере поступления на счетный вход вычитающего счетчика 2 импульсов от кварцевого генератора 1 число на информационных выходах счетчика уменьшается и в каждый момент оно равно времени, которое осталось до окончания данной позиции програюы.Когда число в счетчике становится равным нулю, на выходе обнуления счетчика появляется сигнал, форг ируемый одновибратором 4 в сигнал фиксированной длительности, который вновь записывает в вычитающий счетчик 2 число, установленное на цифровых переключателях задатчика 3 временного интервала.Этим же импульсом регистр сдвигается в положение, соответствующее второй позиции программ. Сигнал на первом выходе регистра исчезает одно временно с появлением сигнала на втором выходе.Процесс продолжается, и регистр сдвига последовательно переходит от позиции к позиции вплоть до окончания цикла программа. Количество двоично-десятичных разрядов вычитающего счетчика 2 импульсов и, соответствйнно, количество цифровых переключателей задатчика 3 временного интервала установки длительности позиции програмяя выбирается исходя из требуемой дискретности и точности. Таким образом, может быть обеспечена любая требуемая дискретность установки и точности длительности программы,Сигнал, присутствующий на определенном выходе регистра 5 сдвига, проходит через блок набора програюы и поступает на цифроаналоговый преобразователь 8. Поскольку на остальных выходах регистра 5 сигнал отсутствует, цифроаналоговый преобразователь 8 принимает цифровую информацию о текущей позиции Программы. По мере сдви га регистра 5 к цифроаналоговому преобразователю 8 подключаются цифровые переключатели блока б последующих позиций программы. В результате этого на выходе цифроаналогового преоб раэователя, который является высокоточным преобразователем код - напряжение, имеется напряжение, соответ-, ствующее заданию текущей позиции программы. 25Количество разрядов цифроаналогового преобразователя так же, как и количество цифровых переключателей на каждой позиции программы, определяется исходя иэ требуемой дискретности установки и точности задания рабочего зазора. При двух разрядах преобразователя и двух переключателях на каждой позиции программы обеспечивается точность 1, при трех - 0,1, При количестве позиций программы п = 20 и точности установки зазора 1 устройство программного управления содержит 40 цифровых переключателей установки зазора, которые на панели управления устройства занимают площадь 40 260 см , при точности установки за 2зора 0,1 - б 0 переключателей, которые занимают площадь 390 см , что приемлемо.интерполирование ступенчатого сигнала, появляющегося на входе цифроаналогового преобразователя при смене,позиций программы, осуществляется. сумматором 9, блоком 10 деления и интегратором 11. 50Интерполирование производится по выражениюУЗ-.УТигде у - интерполированный сигнал навыходе интегратора;у - сигнал на выходе цифроана 3логового преобразователя,соответствующий заданию рабочего зазора на даннойпозиции программы;Т - длительность позиции проиграмьы;влекущее время от началапозиции программа 1 Т) число на информационныхвыходах вычитаюшего счетчпка, равное времени от текущего момента до конца позиции программы.Дифференцирование укаэанного выражения даету =2 - : - Хас.Решаем дифференциальное уравнение61у-у т3 ипосле интегрирования получаем1 п(у - у) = Хп(Т и - 1) + 1 пС,где С - постоянная интегрирования.Откудау - у = С(Т - 1),3 иОпределяем С иэ начальных условийпри С = О, у = УооткудаЖ,Т Подставляя значение С, получаему = +уо Т Из полученного выражения видно, что у является линейной функцией оти к концу позиции достигает значе,ния у.Погрешность известных устройств программного управления достигает 5, В связи с этим толщина стенки заготовки должна превышать на 5 минимальное значение во избежание недопустимого утоньшения стенок заготовки, которое приводит к браку изделия.Поскольку предлагаемое устройство дает погрешность до 1, толщина стенки заготовки должна в этом случае превышать на 1 минимальное значение. Это позволяет уменьшить допуск по толщине стенки заготовки, что дает экономию сырья или позволяет из того же количества сырья выпустить больше изделий ./1 ВН Зака и оушск 113 илиад ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Тираж 640 ИПИ Государственного о делам изобретений 5, Иосква, Ж, Ра Подписноитета СССРкрытийя наб., д. 4/5