Регулятор давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ965709(51) М. Кл. В 23 О 1/02 Государственный комитет Опубликовано 15,10.82. Бюллетень38Дата опубликования описания 25,0.82 ло делам изооретеиий и открытий(72) Авторы изобретения 1 1 Особое конструкторское бюро станкостроения,.;Ь3(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПОДШИПНИКА ВЫДВИЖНОГО ШПИНДЕЛЯ СТАНКАИзобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин, предназначено для регулирования величины давления источника питания гидростатических опор на металлорежущих станках с выдвижным шпинделем и может быть использовано,в других отраслях машиностроения.Известны регуляторы давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка, содержащие измерительные средства регулируемых параметров, подключенные к исполнительным механизмам объекта регулирования 11.Недостатком таких регуляторов является отсутствие непрерывного управления давления.Цель изобретения - оптимизация режима путем формирования закона управления давлением в функции выдвижения шпинделя и обеспечение безаварийной работы.Поставленная. цель достигается тем, что регулятор оснащен контуром управления, который включает в себя последовательно соединенные блок выбора постоянных, блок памяти, анализатор дискрета, блок вычита 2ния кодов и цифроаналоговый преобразователь; аналого-цифровыми преобразователя-ми, электромеханическим преобразователем, усилителем-демодулятором, суммирующим усилителем, блоком автоматического отклю чения приводов подачи и главного движения станка; измерительные средства состоят из датчика давления, датчика величины выдвижения шпинделя и датчика толщины масляного слоя, причем цифро-аналоговый пре образователь через электромеханический преобразователь подключен к источнику питания гидростатического подшипника, выход датчика давления через усилитель-демодулятор и первый аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку вычитания кодов, датчик величины выдвижения шпинделя через второй аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку памяти, датчик толщины масляного слоя подключен выходами к входам суммирующего усилителя, один из выходов которого через третий аналого-цифровой преобразователь подключен к анализатору дискреты, и второй выход соединен с блоком автоматического отключения приводов.965709 3На фиг. 1 схематически изображен регулятор давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка; на фиг. 2 - функциональнаясхема контроля толщины масляного слоя;на фиг. 3 - принципиальная электросхема 5анализатора дискреты; на фиг. 4 - то же,блока вычитания ходов,Регулируемый объект 1 включает электромеханический преобразователь 2, источникпитания 3 и собственно гидростатическийподшипник 4.10Предлагаемый регулятор давления источника питания гидростатического подшипника содержит измерительные средства регулируемых параметров, подключенные к исполнительным механизмам объекта регулирования: датчик давления 5, датчик величинь выдвижения шпинделя 6 и датчики толшины масляного слоя 7 и 8.Дополнительно введенный контур управления содержит последовательно соединенные блок выбора постоянных 9, блок памяти10, анализатор дискреты 11, блок вычитаниякодов 12 и цифро-аналоговый преобразователь 13.Выход цифро-аналогового преобразовате -ля 13 через электромеханический преобразователь 2 подключен к источнику питания 3гидростатического подшипника 4.Выход датчика давления через усилитель-демодулятор 14 и первый аналого-цифровой преобразователь 15 подключен к блоку вычитания кодов 12.30Датчик величины выдвижения шпинделя 6 через второй аналого-цифровой преобразователь 16 подключен к блоку памяти 10.Схема контроля толщины масляного слояи аварийного отключения включает датчикитолщины 7 и 8, размещенные на неподвиж 35ной части шпиндельного узла и подключенные ко входам суммирующего усилителя 17,один из выходов которого через третий аналого-цифровой преобразователь 18 подключен к анализатору дискреты 11. Второй выход суммирующего усилителя 17 соединенчерез блок автоматического отключения 19с приводами подачи и главного движениястанка 20.Работа осуществляется следующим образом.45Предлагаемый регулятор объекта 1, включающего в себя электромеханический преобразователь 2, источник питания 3 и собственно гидроста тически й подшипник 4, содержит блок выбора постоянных 9, характеризующих конкретный гидростатический под-,шипник по величине толщины масляногослоя 1 и выдвижной шпиндель - по величине вылета 1. Эти величины выбираютсяпутем соответствующих переключений в блоке 9 и вводятся одновременно с вводом от 55перфоленты (от программы обработки изделия) расчетной зависимости Р = (1) в постоянную перепрограммируемую память 10. Таким образом, в блоке памяти 10 записывается в цифровом виде расчетная зависимость Ротаст. = 1 для данного конкретного станка. По величине сигнала от датчика вылета шпинделя 6, преобразованного в аналого-цифровом преобразователе 16 в цифровой вид, на выходе блока 10 выдается код координаты расчетной точки величины требуемого давления источника питания гидро- статического подшипника в функции выдвижения шпинделя, Этот код поступает на один из входов анализатора дискреты 11, на второй, управляющий вход которого подается в цифровом виде сигнал с аналого-цифрового преобразователя 18, пропорциональный разности толщин масляного слоя в гидростатическом подшипнике по двум противоположным кординатным осям. В анализаторе дискреты 11 осуществляется коррекция величины сигнала, пропорционального давлению источника от изменения толщины масляного слоя из-за неучтенной при расчете дополнительной нагрузки, возникающей в процессе резания от затупления инструмента. Работа анализатора дискреты 1 поясняется на фиг. 3. Сигнал от аналого-цифрового преобразователя 18 в параллельном коде поступает на адресные входы памяти ПЗУ - обращение к хранящейся в памяти информации. Выбранная из соответствующих разрядов информация выдается на выходы ПЗУ и поступает на входы В сумматора, на входы А этого же сумматора поступает непрерывно изменяющаяся цифровая информация из памяти 10. Величина коррекции числа из 10 прямо пропорциональна степени затупления инструмента. Схема анализатора дискреты выполнена на интегральных элементах серии К 155 РУ и К 155 ИМЗ.Откорректированный в анализаторе дискреты 11 сигнал подается на один из входов блока вычитания кодов 12, на второй вход которого подается сигнал от датчика давления 5, усиленный и демодулированный в усилителе-демодуляторе 14, и преобразованный в цифровой вид в аналого-цифровом преобразователе 15. В блоке вычитания кодов 12 осуществляется сравнение кодов и выделение их разности. Работа блока вычитания кодов поясняется на фиг, 4, Сигнал в коде от анализатора дискреты 11 подается поразрядно на одни входы сумматора, на другие входы сумматора подается в кодированном виде предварительно инвертированный сигнал от аналогоцифрового преобразователя 15. В младший разряд сумматора постоянно записывается 1:. Весь блок вычитания реализован на элементах серии К 155 ЛН и К 155 ИМЗ.После вычитания в блоке 12 сигнал управления преобразователя в цифроанало965709функции выдвижения шпинделя и обеспечения безаварийной работы, он оснащен контуром управления, включающим в себя последовательно соединенные блок выбора постоянных, блок памяти, анализатор дискреты, блок вычисления кодов и цифроаналоговый преобразователь; аналого-цифровыми преобразователями, электромеханическим преобразователем, усилителем-демодулятором, суммирующим усилителем, блоком автоматического отключения приводов подачи и главного движения станка; измерительные средства состоят из датчика давления, датчика величины выдвижения шпинделя и датчика толщины масляного слоя, причем цифроаналоговый преобразователь через электромеханический преобразователь подключен к источнику питания гидростатического подшипника, выход датчика давления через усилитель-демодулятор и первый аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку вычитания кодов, датчик величины выдвижения шпинделя через второй аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку памяти, датчик толщины масляного слоя подключен выходами к входам суммирующего усилителя, один из выходов которого через третий аналого-цифровой преобразователь подключен к анализатору дискреты, и второй выход соединен с блоком автоматического отключения приводов. Формула изобретения 5говом преобразователе 13 преобразуется в непрерывный вид и подается на вход электромеханического преобразователя 2.На вход аналого-цифрового преобразователя 18 подается от датчиков толщины масляного слоя 7 и 8 сигнал, усиленный в дифференциальном усилителе-сумматоре 17, прямо пропорциональный разности толщины масляного слоя. Один из выходов усилителя-сумматора 17 соединен с блоком автоматического отключения 19, отключающим приводы подачи и главного движения 20 при 10 превышении разности толщин масляного слоя по двум противолежащим координатным осям допустимой величиныВсе блоки аналого-цифровых йреобразователей выполнены одинаково. Аналоговая часть реализована на операционных усилителях серии К 140 и транзисторных сборках. Цифровая часть реализована на счетчиках серии К 155 ИЕ 2 и статических триггерах памяти серии К 155 ТМ 5.Предлагаемый регулятор позволяет по высить производительность станка на 4%,25Регулятор давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка, содержащий измерительные средства регулируемых параметров, подключенные к исполнительным механизмам объекта регулирования, отличающийся тем, ЗО что, с целью оптимизации режима путем формирования закона управления давлением в Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР308810, кл. В 23 Я 1/00, 1970,13035,иал ПП едактор Г. Гербераказ 718817ВНИ Составител Техред А. Бо Тираж 750 И Государственно делам изобретени осква, Ж - 35, Р Патент, г. Ужь В. Платоновйкас КорректорПодписного комитета СССРй и открытийаушская наб., д. 4/5город, ул. Проектная Король