Система автоматического регулирования процесса резания

(23) ПриоритетОпубликовано 30,01.83, Бюллетень ЮДата опубликования описания 30;.0153) УДК 621,503. 55(088.8) Авторызобретення квирский, В. В, Яковенко, Б,;И. - Дубров и А,К, Лавриненко радскии машиностроительныи институтский завод тяжелого станкостроения ороши Крам(7 ител 5 Й) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯжелц них 5еля Изобретение относится к автоматическому регулированию режимов реза"ния на металлообрабатывающих станкахи может быть использовано для тя хтокарных фреверных, отрезных и других станков,Известны системы для автоматического регулирования подачей станков,обеспечивающие стабилизацию или изме"нение по программе одного из силовыхопараметров процесса резанияОни содержат последовательно соединенныеблок регулирования и объект управле"ния, а также блок сравнения 11 и 21.В качестве выходной величины виспользуют среднее эа оборот шпиндили режущего инструмента значение силового параметра процесса резания.Применение таких систем невозможнопри управлении черновой обработкой 2крупногабаритных изделий 1,преимущест-венно поковок), а также при прерывистом резании, так как в этих случаяхсредняя эа оборот нагрузка не отражает действительных условий работы с и с темы С ПИД .Известна система для автоматическо" го регулирования подачей токарных станков, управляющая по максимальному эа оборот шпинделя значению силового параметраСистема содержит последовательно соединенные блок регулиро" вания и объект управления, а также блок сравнения 3.Динамические характеристики такой системы зависят от полярности сигнала рассогласования, поступающего на блок выделения максимума. Кроме того, дли" тельность управляющих сигналов одного из каналов зависит от скорости враще" ния шпинделя и от характера распределения измеряемого параметра в тече" ние оборота шпинделя. Эти особенности снижают динамическую точность системы и ее эффективность,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является сис" тема автоматического регулированияимпульсы ния поступают упоавляюшиес полярностью и длительносределяемой разностью длитезадающего сигнала и сигналсвязи, Блок регулированияет нз объект обеспечиваяцию выходного параметра -ГОднако в такой системеимпульсов по длительностисравнения требует строгойности начальных моментов э тью, оп" льног-ейа обратнойвоздейству- стабилиза 1сравнениев блоке синхрон"тлх импульсов во врсмени, которая может нарушаться из-за нечеткости срабатыванияключей блока коммутации и тем самымфснижать точность работы системы, Такая погрешность увеличивается с увеличением частоты вращения. Кроме того, недостатком системы является задержка во времени появления управля 45ющего импульса на выходе блока сравнения, которая определяется как длительностью задающего импульса, таки длительностью импульса обратнойсвязи, Такая переменная задержка усложняет настройку системы и ухудшает ее динамические свойства, а следовательно, точность системы.Цель изобретения - повышение точности работы системы автоматическогорегулирования процесса резания,Поставленная цель достигается тем,что система автоматического регулироуправляющая по максимуму за оборот, которая содержит последовательно соединенные блок регулирования и объект управления, а также блок сравнения, блок коммутации и широтно-импульсный 5 модулятор, управляющий вход которого связан с вторым выходом объекта управления .В течение одного оборота шпинделя измеряемая величинасиловой параметр)о через первый контакт блока коммутации поступает на блок запоминания максимума В начале следующего оборота сигнал, равный максимуму, через вто 15 рой контакт блока коммутации поступает на широтно-импульсный модулятор, с выхода которого на блок сравнения поступает сигнал постоянной амплитуды с длительностью пропорциональной2 О значению максиму 1 а силового параметра, Одновременно на второй вход блока сравнения с выхода генератора задающих импульсов поступает сигнал той же амплитуды обратной полярности и заданной длительности, С выхода блока сравнения на вход слока оегулировавания процесса резания, содержащаяимпульсный модулятор, блок сравнения,прямой вход которого соединен с зада"ющим входом системы, последовательносоединенные привод, объект регулированин, датчик оборотов шпинделя икоммутатор, и задатчик силового параметра, соединенный с вторым выходомобъекта регулирования содержит узелзапоминания ошибки регулирования,:оединенный входом и выходом соответ 1ветственно с первым выходом и втооым входом коммутатора, третий входкоторого подключен к выходу блокасравнения, второй выход - к входупривода через импульсный модулятор,а выход датчика силового параметрасоединен с инверсным входом блокасравнения,Узел запоминания ошибки регулирования содержит блоки фиксации мак"симума и минимума, выходы которыхподключены к выходу узла, а входык выходам фазового дискриминатора,свя занного входом с входом узла,На фиг, 1 представлена функциональная схема системы автоматическо"го регулирования: на фиг. 2 - схемаблока запоминания ошибки регулирова"ния; на фиг. 3 с,б - графики изменения силового параметра на выходе объекта; на фиг. 3 , 1 - графики сигна"лов на выходе блока сравнения,Система автоматического регулирован ия процесса резанияфиг . 1 содержит блок 1 сравнения, прямой входкоторого соединен с задающим входомсистемы, узел 2 запоминания ошибки,установленный между первым выходомвторым входом коммутатора 3. Блок 3коммутации выполнен в виде нормально замкнутого контакта 4, нормальноразомкнутого контакта 5 и кулачка 6,правляющего работой контактов 4 иПрофиль кулачка 6 выбран таким образом, что в течение его половиныоборота контакт 5 разомкнут, а кон"такт 4 - замкнут, а в следующую поло"вину оборота состояние контактов меня"ется на противоположное, Система такжесодержит широтно-импульсный модулятор , подключенный своим входом квторому выходу коммутатора 3, а выхо"дом через последовательно соединенныепривсд 8, объект регулирования 9 иатчик 10 оборотов шпинделя к третьему входу коммутатора 3, Второй выходобъекта 9 регулирования, который явля9932 ется выходом системы, через датчик 11силового параметра соединен с инверс"ным входом блока сравнения,Узел запоминания ошибки регулированияфиг, 2 ) содержит Фазовый дискри" 5минатор 12, блок 13 фиксации максимума и блок 1 ч фиксации минимума, входыкоторых соединены с соответствующимивыходами дискриминатора 12, а выходыобъединены и являются выходами собст 1 овенно узла 2 запоминания ошибки регулирования, входом которого являетсявход дискриминатора 12,Система работает следующим обра 15эом,Измеряемая величина силового параметра У,имеющая колебательный харак" тер с периодом, равным времени одного оборота шпинделя Т=1/И шп с выхода объекта 9 поступает на вход блокагде сравнивается с заданной входной величиной усставки Х, Разностный сигнал д" = Х-У церез контакт 1 в течение одного оборота поступает на узел 2, где запоминается знацение ошибки ,= Х - У 11 6сывается нуль. Еслис О, то это значение Фиксируется в блоке 13, при этом в блоке 11 Фиксации минимума гишется нуль минимальное значение сигнала положительной полярности Если с. У , то весь сигнал поступает на блок фиксации минимума, где фик" сируется знацение Я, .1В системе отсутствует сравнение импульсов по длительности, а управля" ющий импульс пропорциональный ошибке, поступает на блок оегулирования беэ задержки в момент срабатывания контакта 5 блока коммутации, это позволяет повысить тоцность работы системы ре" гулирования. Введение в прямую цепь системы узла запоминания ошибки регулирования дает возможность сравниватьм периодицеский по Форме сигнал обратнои связи - силовой параметр процесса с постоянным входным сигналомуставкой, .Это позволяет исключить из системы генератор задающих импульсов регули" руемой длительности, цто упрощает систему и снижает ее стоимость.Формула изобретения В течение следующего оборота шпинделя через замкнувшийся контакт 5контактпри этом размыкается ) сиг"нал ошибкипоступает на вход моду"лятора 7, преобразующего эту величину в управляющий импульс, соответству"ющий знаку ошибки полярности и длительности, Этот сигнал через привод 8воздействует на объект 9, обеспечиваястабилизацию максимального за перицод Т значения силового параметра /на заданном уровне Х.Если ошибка регулирования сО,т,е, УХ (фиг. За), тоопределя.с,хется как максимальное отклонение сигнала К= Х-У отрицательной полярностиот нулевого значенияФиг . 38 ).Если Я, 70, т.е, Хфиг.3 ),тоопределяется как минимальное отклочение сигнала О = Х-У положитель"ной полярности от нулевого значения(фиг. 3 ъ)Узел запоминания ошибки регулирова 5 Ония работает следующим образом,Сигнал д поступает на дискримина"тор 12, который обеспечивает прохождение сигнала отрицательной полярностинаа блок 13 фиксации максимумаа сиг 55нала положительной полярности наблок 1 фиксации минимума.При У - Х в обоих блоках Фикса 1,аХции максимума 13 и минимума 1 ч запиСистема автоматического регу"лирования процесса резания, содержа"щая импульсныи модулятор, блок сравнения, прямой вход которого соединен с задающим входом системы, посае"довательно соединенные привод, объектрегулирования, датчик оборотов шпин"деля и коммутатор, и датчик силовогопараметра, соединенный с вторым выхо"дом объекта регулирования, о т л иц а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения точности, она содержит узелзапоминания ошибки регулирования,соединенный входом и выходом соответ"ственно с первым выходом и с вторымвходом коммутатора, третий вход ко"торого подключен к выходу блока срав"нения, второй выход " к входу приво"да через импульсный модулятор, а выходдатчика силового параметра соединенс инверсным входом блока сравнения,2. Система по и, 1, о т л и ц а ю"щ а я с я тем, что в ней узел запоминания ошибки регулирования содержитблоки фи ксации максимума и минимума,выходы которых подключены к выходуузла, а входы - к выходам фазовогодискриминатора, соединенного входомс входом узла, 7 Источники информации,принятие во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Ю М 86 й 1, л, С 05 В 11/07, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР У 41987, кл, С 05 В 1 3/02, 1971.8 Ц/ Проектная,Составитель Е. 3 тукова Техреду К,МыцьоТираж 872Государственного комитетапо делам изобретений и открцти11 Д 05 д Москва, Жд Рашская набдФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул,хинаКоЕцектоо М, ГарПодписноеСССР