Многоканальная система адаптивного управления металлорежущими станками

Союз СоыетскихСоциапистическнхРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 885973(72) Авторы изобретения В. Л. Булгач, Т, Р. Клочко, В, А. Остафьев и Г. С. Ты вский ордена Ленина политехнический институт50-летия Великой Октябрьской социалистической революции 71) Заявител ГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМ РАВЛЕ ДАПТИВНО СТАНКАМ(5 е влияние совокупное оторые возникают в а качество обработ характеристика истема не учитывает бочных факторов, к ссе работы станка, н талей. Фазо-частотная ра вибраций не регискорость выдачи ко мой управления .невьвосстановлений зада пр стрируется Кромеманды цифровойсока из-за необходинного уровня вибк ого исте мост ра Изобретение относится к автоматическомууправлению и может быть использовано дляадаптивного управления группой металлорежущих станков,Известна система автоматического управлениястанком, содержащая датчики текущих параметров резания, пороговые переключатели, элементы И, ИЛИ и электрический блок оптимизациипроцесса обработки деталей, которая регулирует скорость подачи и количество оборотовшпинделя 11.1Однако эта система не учитывает вибрацииупругой системы станок-приспособление-инструмент-деталь (СПИД), которые являются важным информативным параметром, с помощью15которого косвенным методом можно определить размерный износ режущего инструмента.Известна, также система адаптивного управления металлорежущими станками, содержащаядатчик вибраций, фильтр, детектор колебаний,выпрямитель, схему сравнения, цифровую20систему управления. Сигнал от датчика вибраций, установленного на резпелержателе станка,поступает через фильтр на детектор, который усиливает и демодулирует колебания, лежащи в выбранной полосе частот. Выходной сигнал выпрямляется и интегрируется для получения постоянного напряжения, пропорционального амплитуде вибраций системы СПИД. Это напр жение сравнивается с эталонным напряжением соответствующим заданному низкому уровню вибрации. Сигнал рассогласования поступает на цифровую систему управления, которая, восстанавливая заданный уровень вибрации, регулирует скорость подачи, что позволяет обеспечить оптимальные условия обработкиСистема имеет ряд недостатков. Одним х является недостаточная надежность, та885973 Наиболее близким к предлагаемому является система адаптивного управления станка. Ьти, содержащая в каждом канале последовательно соединенные исполнительный элемент,датчик вибраций, усилитель, детектор и электронный затвор, а также блок управления,связанный с оптическим процессором 31.Недостатком такой системы является низ.кая надежность,Цель изобретения - повышение надежности 1 Осистемы.Поставленная цель достигается тем, что вмногоканальную систему адаптивного управле.ния металлорежущими станками, содержащуюблок управления, первый вход которого подключен к выходу блока считывания, подключенного первым входом к первому выходублока управления, последовательно соединещыелазер, светоделительную призму, первое зеркало, первый электронный затвор, подключенныйко второму выходу блока управления, первыйрасширитель пучка и первый элемент регистра.ции, подключенный вторым входом к третье.му выходу блока управления, последовательносоединенные второй электронный затвор, подключенный к четвертому выходу блока управления и к светоделительной призме, второйрасширитель пучка, первый блок акусто-оптической модуляции и первую Фурье-линзу, взадней фокальной плоскости которой .располо 30жен первый элемент регистрации, и в каждомканале последовательно соединенные исполнительный элемент, подключенный входом кпятому выходу блока управления, датчик вибраций, усилитель, детектор и электронныйфильтр, первый выход которого соединен совторым входом блока управления, второйвыход - со входом первого блока акусто-оптической модуляции, а второй вход - совторым выходом детектора данного канала,введены оптический фазовращатель, последовательно соединенные полупрозрачный оптический элемент, третий электронный затвор, третий расширитель пучка, второй элемент регистрации, вторую Фурье,.линзу, и последовательносоединенные второе зеркало, четвертый элек 45тронный затвор, четвертый расширитель пучка, второй блок акусто-оптической модуляциии,третью Фурье-линзу, в задней фокальнойплоскости которой расположен второй элементрегистрации, оптически связанный с выходом 50первого элемента регистрации через оптическийфазовращатель, вход лазера подключен кшестому выходу блока управления, светоделительная призма через полупрозрачный оптический элемент связана со вторым зеркалом, 55седьмой и восьмой выходы блока управлениясоединены соответственно с третьим и четвертым электронными затворами, а вторые вхо 4ды второго блока акусто.оптической модуляции подключены к третьим выходам электронных фильтров, причем блок считывания установлен в задней фокальной плоскости второйФурье-линзы,На чертеже представлена схема системы.Система состоит из электронного узла 1управления группой 2 станок. приспособление.инструмент-деталь (СПИД) и многоканальногооптического процессора 3, Электронный узел1 управления содержит датчики 4 вибраций,соединенные через усилители 5 и детекторы6 с электронными фильтрами 7, блок 8 управления, входы которого соединены с фильт.рами 7, Процессор 3 содержит лазер 9 с перестраиваемой длиной волны, светоделительнуюпризму 10, первое 11 и второе 12 зеркало,полупрозрачный оптический элемент 13, первый14, второй 15, третий 16 и четвертый 17 электронные затворы, первый 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 расширители пучков,расположенные на оцтической оси каждогопучка. Первый блок 22 акусто-оптической модуляции установлен в передней фокальнойплоскости цилиндрической первой Фурье. линзы23, в задней фокальной плоскости которойнаходится первый элемент 24 регистрами, оптический фазовращатель 25 расположен наодной оптической оси с элементом 24. Второйблок 26 акусто-оптической модуляции установлен в передней фокальной плоскости третьейФурье-линзы 27, в задней фокальной плоскости которой расположен второй элемент 28регистрации, который одновременно находитсяв передней фокальной плоскости, второйФурье-линзы 29. Блок 30 считывания установлен в задней фокальной плоскости .Фурье-линзы 29.Система работает следующим образом,Сигналы от датчиков 4, расположенных нарезцедержателях станков, поступают на усилители 5 и детекторы б. С усилителей 5 переменное напРЯжение Щх 1 (т) постУпает нафильтры 7, с первого выхода которых снимается постоянная составляющая Оо; входногонапряжения ОЬх (т) и подается на входы блока 8, Со второго выхода фильтров 7 снимается переменная составляющая О; (т), кото.рая подается на соответствующие входы блоков 22 и 26, Величина напряжения Оо; несетинформацию о величине силы резания, аОо (т) - о характере вибраций узла 2 СПИД,Режим работы лазера 9 управляется сигна.лом Оупрл,. поступающим от блока 8. Пучокизлучения с длиной волны Х, от лазера 9расцепляется на три пучка светоделительнойпризмой. 10. Первый пучок поворачиваетсязеркалом 11 и при открытом затворе 14, навходы которого от блока 8 поступает, управ.енного первым входом к первому выходублока управления, последовательно соединечныелазер, светоделительную призму, первое зерка.ло, перый электронный затвор, подключенныйко второму выходу блока управления, первьй расширитель пучка и первый элементрвгнстрации, подключенный вторым входом ктретьему выходу блока управления, последовательно соединенные второй электронныйзатвор, подключенный к четвертому выходублока управления и светоделительной призме,второй расширитель пучка, первый блок акус.то-оптической модуляции и первую Фурьеащзу, в задней фокальной плоскости которойрасположен первый элемент регистрации, и вЙикдом канале последовательно соединенныеисполнительный элемент, подключенный входомк пятому выходу блока управления, датчик,вибраций, усилитель, детектор и электронньйфильтр, первый выход которого соединен совторым входом блока управления, второйвыход - со входом первого блока акустооптической модуляции, а второй вход - совторым выходом детектора данного канала,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения надежности, она содержитоптический фазовращатель, последовательносоединеншае полупрозрачный оптический элемент, третий электронный затвор, третий расширитель пучка, второй элемент регистрации,яторую Фурье. линзу, и последовательно соеди.ненные второе зеркало, четвертый электронныйзатвор, четвертый расширитель пучка, второйблок акусто-оптической модуляции и третьюФурье-линзу, в задней фокальной плоскостикоторой расположен второй элемент регистрации, оптически связанный с выходом первогоэлемента регистрации через оптический фазовращатель, вход лазера подключен к шестому 1 О выходу. блока управления, светоделительнаяпризма через полупрозрачный оптический элемент связана со вторым зеркалом, седьмойи восьмой выходы блока управления соединены соответственно с третьим и четвертым 1 З электронными затворами, а вторые входы второго блока акусто-оптической модуляцииподключены к третьим выходам электронныхфильтров, причем блок считывания установленв задней фокальной плоскости второй Фурьелинзы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Великобритании Р 1242751,кл. 6 05 В 13/02, опублйк. 1968.2. Патент Великобритании Н 1217962,кл. 6 05 О 19/02, опублик. 1968,3, Авторское свидетельство СССР по заявкеХо 2796269/24, кл, 6 05 В 19/39, 1979 (лро.тотип).885973 И, Тыке еда аказ 10542/69 одписное та ССС ткрытии ая наб д, 4 иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Прое 4 Составитель И, Колокольцов Техред А,Ач Тираж 943 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж - 35, Рауш