Устройство для управления металлорежущим станком

ОП ИОАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСециапистическикРеспубпик п 993205(53)м. Кд. С 05 В 13/02 Гееударстееюеа камнтет де делам изобретений и юткрытий(088. 8) Дата опубликования описания 30.01.83 В.Ц.Зориктуев, ш,Г.Исаев и А.Д.,Никитин.(72) Авторы изобретения Уфимский авиационный институт им, Орджомйкидзе(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕНУЦИМСТАНКОМ 1Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано для управления металлорежущими станками.Известна адаптивная система для автоматического регулирования объекта с переменным коэффициентом передачи, содержащая задатчик регулируемого параметра, датчик регулируемого параметра, выходы которого соединены с соответствующими входами блока сравнения последовательно соединенные блок деления, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй вход - с выходом задатчика регулируемого параметра, блок коррекции, нелинейный блок, выход которого соединен с объектом уп" равления, выход которого соединен с входом датчика регулируемого параметра 1 1.Недостатком устройства является то, что полная компенсация изменения коэффициента передачи объекта управления происходит лишь при равенствесигналов с задатчика и датчика регу"лируемого параметра, т.е. при установившемся режиме. В случае постоян"ных и быстрых изменений коэффициен та передачи объекта управления, чтоочень часто происходит на практикепри управлении режимами резания,система управления постоянно работает в переходном режиме, иобеспечивается лищь частичная компенсация, чтоснижает показатели качества регули"рования. Известно также устройство с пере менной структурой для Управления приводом, содержащее задатчик скорости, сравнивающий элемент, компаратор, ключ и датчик регулируемой величины 2 1.Недостатком этого устройства яв" ляется неудовлетворительная точность при изменении коэффициента передачи объекта.993205 чапом О наНа чертеже изображ:на блок-схемаустройства.ВОУстройство содержит станок (объектуправления) 1, усилитель 2, обрабатываемая деталь 3, инструмент 4, блок5 сравнения, задатчик 6 термо-ЭДС,блок , коррекции, блок 8 деления,Ъ рольф) ф (блок 9 умножения, ключ 10, привод 1115главного движения, датчик 12 скорости, редуктор 13, шпиндель 14, компаратор 15, задатчик 16 скорости, где Й (р)датчик 17 термо-ЭДС.Устройство работает следующим об 50разом.До начала процесса резания, когда инструмент 4 еще не вошел в соприкосновение с обрабатываемой деталью 3, сигнал на выходе объекта 155управления И, представляющий террмо-ЗДС естественной термопары инструмент-деталь , равен 0. Соответственно и сигнал И на выходе уси(Р)- (1)т,рпередаточная функция корректирующего блока 7 постоянная времени корректирующего блока , которая расчитывается исходя из требуемой характеристики переходного процесса;оператор дифференцирования. Т7 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсяустройство для управления металлорежущим станком, содержащее последовательно соединенные блок деления и 5блок умножения и последовательно соединенные задатчик скорости, ключ, привод главного движения, станок, датчик термо-ЭДС, усилитель, блок сравнения, блок коррекции, первый вход 10блока сравнения соединен с первым входом компаратора, а второй вход с выходом задатчикд термо ЭДС и с вторымвходом компаратора, выход которогоподключен ко второму входу ключа, т 5выход привода главного движения подключен то входу датчика скорости Г 31.Недостатком устройства являетсянизкая точность компенсации изменения коэффициента передачи объекта уп-;торавления ввиду большого диапазона изменения сигналов на входах и выходахблоотз деления и умножения, чт о приводит к отклонению параметров качества регулирования от оптимального, 115либо при сохранении качества регулирования приводи к повышению требований к точности блоков деления и умножения, а следователь о, к их усложнению и повышению стоимости,Ц=ль изобретения - повышение точности устройства,Для достижения цели в нем входблока деления соединен с выходом блока коррекции, а выход блока умноже 35ния подключен к третьему входу клюлителя 2 сигнала термо-ЭДС равен О,Компаратор 15, на выходы которогоподается опорный сигнал Ис выхода задатчика 6 термо-ЭДС и сигналО настроен таким образом, что переходит из состояния логического ".0в состояние логической "1 приИ 7,ЫО (обычностт.=0,5+0,7)В результате до начала процесса резания навыходе компаратора 15 формируетсясигнал "0, при атом ключ 10, управляемый компаратором 15, находится впопожении И и скорость привода 11главного движения определяется сигналом О на выходе задатчика 16 скорости привода 11 главного движения,После врезания инструмента 4 в деталь 3 на выходе объекта 1 управления и соответственно на выходе усилителя 2 сигнала термо-ЭДС появляются сигналы И ) 0 и О ) 0, При достижении И у 11 компаратор 16 переходит из состояния "0 в состоя 2. 6н 1ни. н 1, ключ 10 переключается в положение 1 и привод 11 главного движения начинает работать в режиме стабипизации заданного значения термо-ЗДС,По окончании процесса резания ивыходе инструмента 4 из зоны резаниясигнал термо-ЭДС на выходе усилителя 2 И снижается и при И (,1 на3.выходе компаратора 14 формируетсясигнал0 , ключ 1 0 переключается вположение 11 и скорость привода 11главного движения определяется сигвыходе задатчика 16 скоа 11 главного движения,стабилизации заданногомо-ЭДС передаточная функтой системы записывает)ъ,(р)ю(р)%+,р)ъ,(р)а, (р)В ОГличие От протот ипа предложенное устройство имеет гораздо меньший д Инвмицеский диапазон работы блоков деления и умножения, Зти блоки не работают при сигналах на выходе близких к нулю. Зто позвогяе без каких либО дополнительных зат рат СНИЗИТЬ ОтНОСИтЕЛЬНУЮ ПОгРЕШНОСтЬ ВЫ- полнения операций деления и умножения, повысить точнос Гь компенсациио изменений коэФФициента передачи объекта регулирования, а в результате повысить кацество регулирования, На - ПрИМЕр ,йИапа,э ОН Плеег ОГО рЕ Гул иры вания скорости привода главного движения 0 =10+20, а диапазон требуемых значений термо-ЗДС О,-:=10, При таких значениях 0 и 0 относительная погрешность выполнения операций деления в предложегном устройстве умень 20 шается примерно в 100 раз по сравнению с прототипом,.Кроме того у предложенного устройства меньшая погрешность выг 1 ол нения операции умножения, так как в г 5 нем блок умножения работает при больших сигналах на входео Такое умень" шение погрешности либо позволяет значительно улучшить характеристики качества регулирования г,быстродействие, 3 величину перерегулирования, колебательность),. что г конечном итоге повышает производительность и надежность оборудования, повышает каче - стао выпускаемой продукции,либо, при сохранении качества регулирования на 1-2 порядка снизить требования к точности бпоков деления и умножения, а следовательно снизить их сто имост ь, 4 ОИспользование предлагаемого уст - ройства на металлорежущих станках повышает производительность трудана 20-90;, цто дает годовой экономический эФФект около 10 тыс. руб,на один станок. Ожидаемый годовойэкономический эФФект от максимального объема использования составляет1 млн. руб,Формула изобретенияУстройство для управления металлорежущим станком, содержащее последовательно соединенные блок деленияи блок умножения и последовательносос.диненные задатчик скорости, ключ,привод главного движения, станок,дацик термо-ЗДС, усилитель, блоксравнения и блок коррекции, первыйвход блока сравнения соединен с первым входом компаратора, а второй входс выходом задатчика термо-ЗДС и с ввторым входом компаратора, выход которого подклюцен к второму входу ключа, выход привода главного движенияподключен к входу датчика скорости,отличающееся тем, что,с целью повышения точности устройства, в нем вход блока деления соединен с выходом блока коррекции, а выход блока умножения подключен к третьему входу ключа.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР72761, кл. 0 05 В 13/62, 19772. Основы автоматического управления. М., Воениздат, 1972, с, 295,рис, 10, 25.3. Авторское свидетельство СССРМ 91819, кл. С 05 В 13/02, 1978993205ВНИИПИ Заказ 455/63 Тираж 872 Подписное лиал ППП "Патент",Ужгород, ул, Проектна