Устройство для адаптивного управления станком

(511 С 05 В 19 ОБР ЕТЕЛЬСТ тоты, блокения, подклюиоду фильтраательно соеди специальяжелых ых ильтро подключен; ду первого формировазадержки, оответствен ходам блока мирователя ом элемента блока полоьство ССС 1977. тво СССР 1979выходомильтра н иод е е г ия точностиГО ДОПОЛНИвено и инбочим вхоителя и вхо в, первым и начальн к выходам выходу рел третьему нения, вх йд с выхо од - с т и. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИ САНИ К АВТОРСКОМУ(71) Ульяновское головноеное конструкторское бюрои фрезерных станков(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЦАПТИВНОГОУПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ, содержащее последовательно соединенные датчик колебаний, первый усилитель, первый, блокполосовых фильтров, первый блок детекторов;первый блок сравнения, второйблок сравнения, второй усилитель,третий блок сравнения, четвертый блоксравнения, регулятор и привод, третий усилитель, подключенный входомк датчику мощности, выходом, -к второму входу четвертого блока сравнения, задатчик амплитудывибраций, задатчик мощности, блокограничения, подключенные соответственно к вторым входам второго блокасравнения, третьего блока сравненияи .регулятора, последовательно соединенные фильтр низкой час памяти, пятый блок сравн ченный вторым входом к вь низкой частоты, последов ненные второй блок полосо и второй блок детекторов, ный выходом к второму вхо блока сравнения, а также тель импульсов и элемент подсоединенные выходами с но к второму и третьему в памяти, причем выход фор импульсов соединен с вход задержки, а вход второго сових фильтров соединен с первого усилителя, вход ф кой частоты соединен с вь лятора, о т л и ч а ю щ тем, что, с целью повышен и надежности работы, в не тельно введены релейное з тегратор, подключенный ра дом к выходу второго усил ду формирователя импульсо и вторым входами установк условий - соответственно пятого блока сравнения и ного звена, а выходом - к входу третьего блока срав релейного звена соединен третьего усилителя, а вых вертым входом блока памят1 1 Л 83Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию,в частности к адаптивному управлениюстанками, в особенности к устройствам ограничения вибраций несущей системы станка.Известно устройство для адаптивного управления станком, содержащееконтур стабилизации мощности и контургашения вибраций. При возникновениивибраций больше допустимого уровняустройство для их интенсивного гашения снижает подачу до нуля, а затем восстанавливает до значения, мень"ше исходного на дискрету. При новомвозникновении вибраций больше допустимого уровня этот процесс повторяется. Возврат подачи до исходного знаЪчения производится последовательнымдискретным повышением опорного напря 20жения контура стабилизации мощности Г 11,В указанном устройстве возвратк исходным значениям уставки мощности и подачи производится в функции2.выдержки времени, а не на основанииинформации о фактических параметрахрезания. Вследствие этого приповышении уставки в вибронеустойчивой зоне резания могут возникнутьвибрации больше допустимого уровня,Зочто снижает надежность работы. В виб"роустойчивой зоне резания устройство может работать с заниженной уставкой мощности в течение выдержки вре- .мени(Или нескольких выдержек времени) 35что снижает производительность, Кро-.ме того, гашение вибраций производится последовательным дискретнымсбросом уставки мощности, вследствиечего вибрации несколько раз могут40превышать допустимый уровень, чтоснижает точность и надежность работы.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для адаптивногоуправления станком, содержащее после-45довательно соединенные датчик колебаний, первый усилитель, первый блокполосовых фильтров, первый блок де-текторов, первый блок сравнения,второй блок сравнения, второй усидитель, третий блок сравнения, четвертыйблок сравнения, регулятор и привод,третий усилитель, подключенный входом к датчику мощности, выходом - квторому входу четвертого блока сравнения, задатчик амплитуды вибраций,задатчик мощности, блок ограничения,Гподключенные соответственно к вторым 161 гвходам второго блока сравнения, третьего блока сравнения и регулятора, последовательно соединенные свыходом регулятора фильтр низкой частоты, блок памяти, пятый блок сравнения, подключенный вторым входом к выходу фильтра низкой частоты, последовательно соединенные второй блок полосовых фильтров и второй блок детекторов, подключенный выходом к второму входу первого блока сравне" ния, а также формирователь импульсов и элемент задержки, подсоединенные выходами соответственно к второму и третьему входам блока памяти, причем выход Формирователя импульсов соединен с входом элемента задержки, а вход второго блока полосовых фильтров соединен с выходом первого усилителя 21. Гашенис вибраций производится последовательным дискретным сбросом уставки мощности, вследствие чего вибрации несколько раз могут превыситьдопустимый уровень, что снижаетточность н надежность работы. При воз.врате опорного напряжения контурастабилизации к исходному значениюпосле прохождения вибронеустойчивогоучастка резания может возникнуть следующий режим. Когда подача выйдет на уровень, соответствующий новому значению припуска обработки виброустойчивого участка н новому, повышенно му на одну дискрету (но неравному исходному) значению опорного напряжения, то при дальнейшем постоянном прнпуске Ьбработки повышения подачи происходить не будет, вследствие чего не будет повышаться опорное напряжение, и устройство не будет обеспечивать требуемую производительность обработки. Аналогичный режим может возникнуть прн выходе инструмента иэ вибронеустойчивого участка резания сразу на участок без резания.Цель изобретения - повышение надежности и точности работы устройства,Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены релейное звено и интегратор, под" ключенный рабочим входом к выходу второго усилителя и входу формирователя импульсов, первым и вторым входами установки начальных условий - соответственно к выходам пя-. того блока сравнения и выходу релейного звена, а выходом - к третьему входу третьего блока сравнения, входрелейного звена соединен с выходомтретьего усилителя, а выход - с четвертым входом блока памяти.На фиг. 1 приведена функциональная.схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы е " работы.Устройство содержит датчик .1 колебаний; первый усилитель 2, первыйблок 3 полосовых фильтров, первыйблок 4 детекторов, первый блок 5 сравнения, второй блок 6 сравнения, второй усилитель 7, третий блок 8 сравнения, четвертый блок 9 сравнения,регулятор 10, привод 11, третий усилитель 12, датчик 13 мощности, задатчик 14 амплитуды вибраций, задатчик 15 мощности, блок 16 ограничения,фильтр 17 низкой частоты, блок 18 памяти, пятый блок 19 сравнения, второй блок,20 полосовых фильтров, второй блок 21 детекторов, формирова- .тель 22 импульсов, элемент 23 задержки; релейное звено 24, интегратор25, объект 26 регулирования.На фиг. 1 и 2 приняты обозначения;Ь - припуск обработки; Н - мощностьрезания; Бо - опорное напряжение (ус-.тавка мощности) контура стабилизации мощности; Би - выходное напряжение интегратора; Пу - напряжение З 0управления постоянной времени разряда интегратора; Ббп- напряжение бло-,.ка памяти; А и Ао - фактическое значение вибраций и допустимый уровень;8 - подача. 35Устройство работает следующимобразом.При резании на виброустойчивомучастке с припуском Ь устройство11стабилизирует мощность резания на . 40заданном уровне Я (интервал време 1ни 0 - й.1; фиг. 2).При увеличении припуска до значения Ь 2 (момент времени С 2) подачауменьшается до значения 8 = 82 для 45обеспечения равенства Н = Н 1.В момент С = й вследствие уве 1 2личения припуска возникают вибрацийА 7 А о, Усилитель 7 своим напряжением, вычитающимся из выходного на-. 50пряжения задатчика 15 мощности,уменьшает опорное напряжение до нуля,вследствие чего уменьшается подача,и вибрации становятся меньше допустимого уровня (момент С 5). Одновременно в этот же интервал времений 2 - й интегратор 25 заряжается доойределенного напряжения, пропорционального длительности этого интервала, с постоянной времени заряда Т 5.. Длительность гашения вибраций (т.е. интервал й 2 - С 5) характеризует степень неустойчивости возникшего процесса вибраций и может служить мерой необходимого снижения опорного напряжения контура стабилизации. В момент С выходной сигнал усилителя 7 становится равным нулю, а новое значение опорного напряжения становится меньше исходного на величину напряжения интегратора 25. Подача повышается до нового уровня 8 = 83 дновременно в момент й от отрица 3 ,тельного перепада .напряжения на входе срабатывает формирователь 22 импульсов и устанавливает в блоке 18 памяти максимальное выходное напряжение Пбп если ранее оно не быловаустановлено), При помощи элемента 23 задержки через выдержку времени С З =- С производится запомина 43ние выходного напряжения фильтра 17, которое пропорционально. текущему значению подачи 8 = 8 З (момент времени, й). Постоянная времени разряда Т интегратора.25 при напрркении на его первом управляющем входе, равном или меньше нуля П( О, очень великаи может быть обусловлена, например,сопротивлением утечки емкости интегратора 25,В интервале времени С - С устрой"Ф 5ство стабилизирует мощность резанияна уровне, соответствующем опорномунапряжению По.После прохождения вибронеустойчивого участка (момент времени й 5)подача вследствие уменьшения припуска повышается, на .выходе блока 19сравнения формируется положительныйсигнал П,. который уменьшает постоянную времени разряда интегратора 25тем больше, чем больше но величинеположительный сигнал. Интеграторразряжается до нуля, с постояннойвремени Т = Г(П), при этом опорноенапряжение и мощность резания восстанавливается до исходного значения (момент г. ). При выходе на холостой ход (момент й) релейное звено24, ранее включенное от сигналаусилителя 12, отключается и своимвыходом устанавливает нулевые начальныеусловия в интеграторе 25 имаксимальное выходное напряжение в блоке 18 памяти для того, чтобы навыходе блока 19 сравнения преждевременно не существовал положительный управляющий сигнал +О, который регулирует постоянную времени разряда интегратора, Устройство подготовлено к следующему циклу работы,Применение предлагаемого устройства позволит уменьшить время существования вибраций с амплитудой больше допустимого значения и вести обработку вибронеустойчивых участковна участках мощности, близких к оп тимальным. Это повышает надежность работы инструмента истанка и производительность обработки., ВНИИПИ Гос йо делам 113035, МоскТираж венног етений 35, Ра омитета ССоткрытийкая наб.,