Устройство для позиционирования рабочих органов деревообрабатывающих станков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК А 09) 01) 27 В 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ 28ехническ инНовик ельство СССР27/00, 1984. ьство СССР 5/04, 1977. ПОЗИЦИОНИРОВАВ ДЕРЕВООБРАБА(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОТЫВАКЦИХ СТАНКОВ(57) Изобретение относится к деревообрабатывающему оборудованию. Цельизобретения - повьппение точностипозиционирования. Устройство содержит рабочий орган (суппорт) 1, гидроцилиндр 3 его перемещения, управляемый дросселирующим гидрораспределителем 4, плунжер которого связан сшаговым электродвигателем 5. С рабочим органом 1 кинематически связанподвижный элемент импульсного датчика 10, Выходы датчика 10 совместно свыходами блока 16 задания перемещения подключены к входам блока 17сравнения числа импульсов, выходы(56) Авторское свидеУ 1209434, кл, В 27 ВАвторское свидетелВ 704782, кл. В 27 В которого подключены к входам блока 18 управления шаговым двигателемПри задании перемещения блок 16 в зависимости от требуемого направления перемещения выцает с одного из своих выходов последовательность импульсов, количество которых соответствует величине перемещения, Импульсы проходят на блок 18, который коммутирует их по фазам шагового двига" теля 5, плунжер гидрораспределителя 4 сдвигается иэ нейтрального положениячто приводит к перемещению штока гидрораспределителя 4 и связанного с ним рабочего органа 1. На соответствующем направлению движения вы- а ходе датчика 10 появляются импульсы, количество и частота которых соответствует величине и скорости перемещения рабочего органа 1. Блок 17 проводит операцию вычитания (сравнения) импульсов, поступающих с блока 16, и импульсов, поступающих с датчика 10. После прекращения выдачи импульсов блоком 16 гидрораспределитель 4 закрывается импульсами от датчика 10 при этом количество импульсов от датчика 10 равно количеству импульсов, выданных блоком 16. 1 зепе ф лы 3 илеИзобретение относится к деревообрабатывающей промьппленности и можетбьггь применено, например, в оборудоВании для лесопиления.Цель изобретения - повышение точности позиционированияНа фиг,1 изображена гидрокинематическая схема устройства; на фиг.2 -структурная схема устройства; на 10фиг.З - функциональная схема блокасравнения числа импульсов.Перемещение рабочего органа (суппорта) 1 по направляющим 2 осуществляется гидроцилиндром 3, управляемым 15четырехкромочным дросселирующим гидрораспределителем 4 с винтовым пре,образователем и шаговым электродвигателем 5 на входе (фиг.1).Плуижер 6 дросселирующего гидрораспределителя 4 кинематически связан,посредством валика 8 управления иподпружиненных торцовых шайб 9,Положение перемещаемого рабочего 25органа контролируется бесконтактнымимпульсным измерительным преобразователем (датчиком) 10, ротор которогокинематически связан с винтом 11 обратимого винтового механизма обратной связи, Бинт 11 смонтирован в радиально-упорных шарикоподшипниках 12и взаимодействует с гайкой 13, закрепленной в суппорте 1, При поступательном перемещении суппорта 1 с гайкой13 винт 11 поворачивается в опорах:перемещению на шаг резьбы Б соответствует один полный оборот винта и связанного с ним ротора измерительногопреобразователя 10.40Рабочая жидкость подводится к гидрораспределителю 4 по напорной линии,14, а по линии 15 поступает на слив.В среднем (нейтральном) положенииплунжера б дросселирующего гидрораспределителя 4 его выходные окна перекрыты и поршень гидроцилиндра 3 зафиксирован в определенном положении,Управление позиционированием рабочего органа 1 осуществляется с помощью замкнутой импульсно-шаговои сис 50темы (фиг.2). Импульсно-шаговая система управления содержит блок 16 задания переме щений с пультом преднабора координат, блок 17 сравнения числа импульсов, блок 18 управления шаговым электродвигателем (БУЩЦ) 5. В качестве блока задания перейе- - щений может бьггь использована стандартная система ЧПУ импульсно-шагового действия, которая позволяет задать величину Ь перемещения числом Ы однородных электрических импульсов, а скорость чперемещения - частотойих следования, При этом1,=л Ы,;33 3где л - цена одного импульса или дискрета системы,Выходы БЛД 18 подключены к обмоткамуправления шагового электродвигате"ля 5,Поступательные перемещения рабочего органа 1 с помощью импульсногопреобразователя 10 преобразуются впоследовательность однородных электрических импульсов, которые по каналам обратной связи поступают на входыблока 17 сравнения числа импульсов.Электронный блок сравнения числа импульсов (фиг,З) выполнен на базе КБтриггера 19 с инверсными входами илогической схемы, состоящей из элементов И 20-23, ИЛИ 24 и 25 и инверторов 26 и 27,Блок сравнения числа импульсов.имеет два прямых входа 28 и 29, двареверсивных входа 30 и 31, прямой выход 32 и реверсивный выход 33. Связьэлементов блока сравнения отраженана функциональной схеме, показаннойна фиг,ЗПрямой вход 28 и реверсивный вход30 соединены соответственно с прямыми реверсивным выходами блока 16 задания перемещений.Прямой вход 29 и реверсивный вход 31 соединены соответственно с ревер- сивным и прямым выходами импульсного измерительного преобразователя 10,Выходы 32 и 33 блока 17 соединены соответственно с прямым и реверсивным входами БЛД 18.Устройство работает следующим об-, разом.Величина и направление требуемого перемещения вводятся оператором с пульта преднабора блока 16.При команде "Пуск" в зависимости от заданного направления перемещения на одном из выходов блока 16 задания перемещений появляется последовательность задающих импульсов.В случае задания направления перемещения Вперед , импульсы подаютсяс прямого выхода блока 16 на прямойвход 28 блока 17 сравнения числа им 5пульсов, проходят на его прямой выход 32 и поступают на прямой входБЛД 18,В БУПЩ 18 импульсы распределяютсяпо Аазам шагового электродвигателя 5в последовательности, определяемойзаданным направлением перемещения,усиливаются по мощности и подаютсяна управляющие обмотки шаговогоэлектродвигателя 5. 15Ротор шагового электродвигателя 5начинает поворачивать связанную сним гайку 7 винтового преобразоватедя,При этом плунжер 6. дросселирующегогидрораспределителя 4 смещается изнейтрального положения и открываетвыходные окна. В результате поршневая полость гидроцилиндра 3 соединяется с напорной линией 14, а штоковая полость - со сливной линией 15. 25Поршень гидроцилиндра 3 и связанныйс ним посредством штока суппорт 1приходят в движение.Поступательное перемещение суппорта 1 с помощью измерительного преобразователя 10 преобразуется в последовательность импульсов обратной связи, число которых Х пропорциональновеличине, а частота Г - скоростиперемещения суппорта 1.Импульсы по каналу обратной связи35поступают на вход 31 блока 17 сравнения числа импульсов. Этот блок производит операцию вычитания импульсов,следующих по реверсивномувходу 31,из импульсов, следующих по прямомувходу 28,Если ГКос, то импульсный сигнал Ь Г= Й - Г, поступает с выхода 32 блока 17 на прямой вход БУЩЦ 18, обеспечивая смещение плунжера 6 дросселирующего гидрораспределителя 4 из нейтрального положения. При ЙГ сигнал дй = Г - Г поступает с выхода 33 на реверсивный вход БУЩЦ 18,50 что приводит к возвращению плунжера 6 в нейтральное положение. Если К =что соответствует моменту, когда скорость суппорта 1 достигла заданного значения ч , на выходах бло 5 ка 17 импульсы отсутствуют и плунжер 6 останавливается в определенном положении. Принцип действия блока 17 сравнения числа импульсов основан на том, что импульсы, поступающие на его входы, проходят на его выходы через элементы И 21 и 23 только при сигналах разрешения с триггера 19. Логическая схема пропускает на выход импульс только в том случае, когда на один вход блока 17 поступает подряд два импульса, а на другой вход - только один, проводя тем самым операцию вычитания или сравнения импульсов,Инверторы 26 и 27 и элементы И 20 и 22 исключают одновременную подачу импульсов на входы К-и Я-триггера 19, Элементы ИЛИ 24 и 25 позволяют производить логическое сложение сигналов, следующих по прямым входам 28 и 29 на вход Б, КБ-триггера 19, и сигналов, следующих по реверсивным входам 30 и 31 на вход Р. триггера 19, Это обеспечивает работу устройства как в режиме отработки команды Вперед , так и команды Назад.После того, как подача задающих импульсов с блока 16 прекращается, ротор шагового электродвигателя 5 начинает поворачиваться всторону уменьшения рассогласования, при этом плунжер 6 дросселирующего гидрораспределителя 4 начинает возвращаться в нейтральное положение, постепенно перекрывая выходные окка.При отработке суппортом 1 задач- ного перемещения Е число Ио импульсов обратной связи становится равным числу М задающих импульсов, В результате плунжер 6 возвращается в нейтральное положение, полностью перекрывая выходные окна дросселирующего гидрораспределителя 4, При этом происходит останов и фиксация в заданном положении поршня гидроцилинд-, ра 3 и связанного с ним суппортаАналогично происходит отработка команды Назад , но в этом случае задающие импульсы поступают с реверсивного выхода блока 16 на вход 30 блока 17, а импульсы обратной связи с реверсивного выхода преобразователя 10 на вход 29 блока 17.Повышение точности позиционирования при применении предлагаемого устройства достигается благодаря замене механической обратной связи к плунжеру дросселирующего гидрораспре 1 делителя (в прототипе - обратимая . винтовая передача) электрической вВиде импульсного измерительного преобразователя, вырабатывающего импульсные сигналы в соответствии с величиной и скоростью перемещения рабочегоОргана блока сравнения числа поступающих на его входы задающих импульсовн импульсов обратной связи, Зона нечувствительности данных элементов обф,ратной связи определяется дискретой 10устройства, которая может быть выбраНа сколь угодно малой, Кроме того,импульсный измерительный преобразователь в предлагаемом устройстве контролирует положение непосредственнорабочего органа, что позволяет устра 1 п 1 ть погрешности, возникающие из-залюфта и деформаций в соединении штока с рабочим органом.20из обр ет ения Формула 1, Устройство для позиционирования Рабочих органов деревообрабатывающих станков, включающее гидроцилиндр пе ремещения рабочего органа, дросселирующий гидрораспределитель с выполненным в виде шагового электродвигателя приводом перемещения его плунжера, блок задания перемещений и блок управления шаговым электродвигателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования, устройство снабжено имеющим прямой и реверсивный выходы импульсным датчиком перемещения рабочего ор 35 гана и блоком сравнения числа импульсов, который имеет два прямых и два реверсивных входа, а также прямой.иреверсивный выходы, блок задания перемещений выполнен с прямым и реверсивным выходами, а блок управленияшаговым электродвигателем - с прямыми реверсивным входами, причем одинпрямой и один реверсивный входы блокасравнения числа импульсов соединенысоответственно с прямым и реверсивнымвыходами блока задания перемещений,к прямому и реверсивному выходам импульсного датчика перемещения рабоче"го органа подключены соответственнодва других входа блока сравнения чис"ла импульсов, а его прямой и реверсивный выходы связаны с соответствующимивходами блока управления шаговымэлектродвигателем,2, Устройство по п,1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения числа импульсов выполнен в видеКБ-триггера и двух цепей, каждая изкоторых содержит двухвходовый элементИЛИ, инвертор и два двухвходовых элемента И, причем в каждой цепи выходэлемента ИЛИ подключен на один из входов первого элемента И и через инвертор - на другой вход первого элемента И другой цепи, выход первого элемента И соединен с одним из входовКЯ-"триггера и с одним из входов второго элемента И, другой вход которогосвязан с одним из выходов КБ-триггера,при этом выходы блока образованы выходами вторых элементов И, а каждаяпара входов блока содержит по одномувходу от каждого элемента ИЛИ.1412945 ставитель В. Китаевхред М.Ходанич Корректор:. Шекмар .Редактор М. Петро аж 472 Заказ 3706 Подпнсн Производственно-полиграфическое предприятие Ужгород, ул. Проектн ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раушска тета СССРкрытийнаб., д. 4/5