Копировальная система

(22)Заявлено 14.08.79 (21) 2811141/25-08с присоелинением заявки Рй В 23 9 35/00 Государственный комитет(23) Приоритет оо делам нзобретеннй н открытий(54) КОПИРОВАЛЬНАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к станкостроению, в частности к автоматическому управлению металлорежущими станками и может быть применено во фрезерных и.токарных станках для воспроизведения криволинейных траекторий,Известна копировальная система, содержащая устройство формирования ошибки копирования и устройство для задания скорости перемещения, выходы1 О которых через блок распределения и последовательно включенные регулятор скорости, управляющий и силовой блоки усилителя мощности подсоединены к электродвигателю исполнительных ме 15 ханизмов, которые соединены с соответствующими входами устройства формирования ошибки копирования блоки вторичных источников питания, подключенные своими выходами к устройствам формирования ошибки копирования, задатчику скорости перемещения, блоку распределения, регулятору скорости и блоку управления усипителя мощнос 2ти, входы блока вторичных источников.питания и силового блока усилителя мощности подключены к сети переменного тока 1.Недостатком копировальной системы является то, что при значительных искажениях в сети переменного тока теря. ется управляемость системой, что приводит к недопустимым искажениям воспроизводимого контура - браку, снижающему производительность системы,Цель изобретения - повьппение производительности копировальной системыПоставленная цель достигается тем, что копировальная система снабжена выпрямителем, звеном постоянного тока, датчиком параметров сети переменного тока, выход звена постоянного тока соединен с силовым входом блока вто" ричных источников питания, силовой блок каждого усилителя мощности через звено постоянного тока и выпрямитель подключен к сети переменного тока.84191выход датчика параметров сети переменного тока подключен к задатчикускорости перемещения,На фиг. 1 приведена структурнаясхема копировальной системы; нафиг, 2 - схема задатчика скорости перемещения; на фиг. 3 - схема блокараспределения,Копировальная система содержитустройство 1 формирования ошибки ко-пирования и устройство 2 для заданияскорости перемещения, подключенныесвоими выходами к блоку 3 распределения, приводы подач в составе последо-,вательно соединенных регуляторов 4скорости, блоков 5 управления и силовМх блоков 6 усилителей мощности дляпитания электродвигателей 7, сочлененных с исполнительными механизмами 8,каждый из которых соединен с соответствующим входом устройства 1 формирования ошибки копирования. Управлениепригодами подач осуществляется с соответствующего выхода бпока 3 распределения, подключенного ко входу регулятора 4 скорости. Силовые блоки 6 усилителя мощности привода подач череззвено 9 постоянного тока и выпрямитель 10 подключены к сети переменноготока, датчик 11 параметров подключенко входу устройства 2 задания скоростиперемещения. Блоки 12 вторичных источников питания подключены своими входами к выходу звена 9 постоянного тока,а выходами к устройствам 1 формирования ошибки копирования и 2 заданияскорости перемещения, блоку 3 распределения, регуляторам 4 скорости иблокам 5 управления. Привод подачи выполнен с отрицательной обратной связью по скорости выходного вала электродвигателя 7, которая осуществляетсяс помощью тахогенератора 13 и усилителя 14 рассогласования регулятора 4скорости.45Рассмотрим работу копировальнойсистемы на примере управления рабочимдвижением двухкоординатного механизма.Устройство 1 формирования ошибкикопирования осуществляет непрерывный 50контроль с помощью датчика копира заотклонением текущего положения режущей кромки инструмента от заданногоположения, определяемого контуром детали чертежа) -эталона. Значение кон турной скорости задается сигналом отустройства 2 задания скорости перемещения. В блоке 3 распределения из сиг 6палов устройств 1 и 2 формируютсясигналы задания скорости по каждойкоординате, под действием которых приводы подач уменьшают величину возникшего отклонения (одддибки) от эталонной траектории. Точное соответствиезаданного значения скорости и скорости фактического перемещения механизма обеспечивается регулятором 4скорости, под действием выходного сиг.д.а.да которого с помощд.ю усилителя мощ.ности (блоки 5 и б) электродвигатель 7 развивает момент достаточнойччя достижения и поддержания заданнойскорости перемещения, Необходимаяэнергия для создания движущего момента в электродвигателе 7 поступает изсети переменного тока через выпрямитель 1 О и звено 9 постоянного тока.Сопряжение электродвигателя 7 с звеном 9 постоянного тока обеспечиваетсяс помощью управляющего 5 и силового 6блоков усилителя мощности, чаще всеговыполняемого в настоящее время в видеширотно-импульсного преобразователя.Блоки 12 вторичных источников питания преобразуют напряжение на выходезвена 9 постоянного тока в напряженияменьшего уровня необходимые для функдционирования устройствформированияошибки копирования и 2 задания скорости перемещения, блока распределения 3,регуляторов 4 скорости и управляюдцихблоков 5 усилителей мощности,Датчик 1 параметров сети переменного тока осуществляет непрерывный контроль за состоянием сети переменного тока и при отклонении ее параметров, например напряжения, за установленные пределы, на выходе датчика 11 формируется сигнал, который в устройстве задания скорости 2 вызывает умень. шение значения выходного сигнала, что приводит к синхронному и пропорциональному уменьшению выходных сигналовблока распределения 3 и, следовательно, переводу приводов подачи в режим торможения. Запасенная в движущихся частях электродвигателя 7 и исполнительного механизма 8 кинетичес-. кая энергия преобразуется с помощью электродвигателя 7 в электрическую и поступает в накопитель звена 9 постоянного тока, откуда частично потребляется блоками 12 вторичных источников питания, которые в свою очередь обеспечивают нормальное функционирование подключенных к их выходам устррйств.8419 5Таким .образом, несмотря на то, чтоэнергия от внешнего источника в копи-ровальную систему в некоторые моменты не поступает.за счет использования уже накопленной кинетической энергии обеспечивается ее нормальное Функционирование. Синхронное управлениеприводами подачи в Функции от величины отклонения от заданной траектории .исключает Даже пРи аваРийных ситУРЦи-з 10ях в сети переменного тока недопусщ-мые искажения воспроизводимой траектории (брак), в итоге повышается про-.изводительность системы,- - .ч,Устройство 1 Формирования ошибки 15копирования может быть выполнено ввиде двухкоординатного механизма,каждая ось которого связана с соответствующим исполнительным механизМом 8, снабженным двухкомпонентным 2 Очувствительным элементом (датчиком),выходы которого подключены к преобразователю отношения амплитуд в фазууправляющего сигнала,Один из вариантов выполнения устройства 2 для задания скорости приведен на фиг. 2, Устройство состоитиз опорного генератора 15, управляемого сигналом датчика 11, переключателя 16,. бпока 17, реапизующего инер- ЗОционное звено первого порядка, умножи теля 18 и варианта 19, Амплитуда сигнала задания скорости Г определяетсяположением переключателя вариатора 19и произведением амплитуд сигналов отопорного генератора 15 и блока 17.При наличии искажений в сети переменного тока по сигналу от датчика 11контакт переключателя 16 переключается к другой клемме и напряжение на 4 Овыходе блока 17 начинает изменятьсяот некоторого номинального значения00 до нулевого уровня по экспоненциальному закону, вызывая пропорциональное изменение амплитуды сигнала задания скорости Г 0 .Вариант выполнения блока 3 распределения приведен на фиг, .3. Сигнал Гпоступает на Фазорасщепитель 20, навыходе которого Формируются два напря жения, равные по амплитуде и сдвинутыемежду собой по фазе на 90 . ФазовыеО 16 6дискриминаторы 21 и 22 выделяют изэтих напряжений с помощью сигнала отустройства 1 сигналы задания сМеростиперемещения по координатам Ч и Ч .Датчик параметров сети переменноготока 11 представляет собой пороговоеустройство, выходной сигнал которогопоявляется при отклонении контролиру"емого параметра из зоны допустимыхзначений, Остальные элементы системыобщеизвестны.Формула изобретенияКопировальная система, содержащаяустройство формирования ошибки копирования и эадатчик скорости перемещения, выходы которых через последовательно включенные блоки распределения,регулятор скорости, управляющий и силовые блоки усилителей мощности подсоединены к электродвигателю исполнительных механизмов, контролирующиеустройства которых подключены к соответствующим входам устройства формирования ошибки копирования; блоки вторичных источников питания, выходы которых подключены к устройству Формирования ошибки копирования, задатчикускорости перемещения, блоку распределения, регулятору скорости и управляющему блоку усилителей мощности, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с це-лью повьппения производительности,система снабжена выпрямителем, звеномпостоянного тока и датчиком параметров сети переменного тока, причем выход звена постоянного; тока подключенк блокам вторичных источников питания,силовые блоки усилителей мощности через выпрямитель и звено постоянноготока подключены к сети переменноготока, а выход датчика параметров сети переменного тока подключен к эадатчику скорости перемещения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Малов А.Н, Автоматизация и механизация универсальных металлорежущихстанков. М., "Машиностроение", 1969,с. 402-404.84196 Составитель В. ЩигановРедактор М. янович Техред Н. Ковалева Корректо4951/1 7 П пиы 70 Заказ 5 Т ое та ССытий ВНИИПИ Государственног митпо делам изобретений тк 113035, Москва, Ж, Раушская н илиал ППП "Патент", г. Ужгород,ная, 4 П