Система управления агрегатом правки цилиндрических изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО п 1 4621 А В 21 Р 3/10 БРЕТЕН И ДЕТЕЛ У ТОР СКО(72) А. С. Пухов, Ю7С Ш ьныи контитут ав- Курган- ут СР и льство ЕНИЯ АГИЧЕСКИХ в виде гидм приводаи, содерно блок де фазоя измевк ель ви дл ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Курганский эксперименталструкторско-технологический интомобильной промышленностиский машиностроительный инстит(54) (57) 1. СИСТЕМА УПРАВЛРЕГАТОМ ПРАВКИ ЦИЛИНДРИЗДЕЛИЙ с силовым органомроцилиндра и электродвигателевала механйзма.вращения заготжащая соединенные последоватавтоматики и блок управления вво го коммутатора, устройство рения величины прогиба изделия в виде датчика, щупа и преобразователя, а также задатчик усилия правки в виде соединенных последовательно порогового логического/ элемента и чувствительного двухпозиционного индикатора с реле, датчик усилий изгиба штока гидроцилиндра в виде тензомоста и тензоусилителя, соединенного с блоком определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра, отличающаяся тем, что,. с целью повышения качества правки, она снабжена преобразователем кодированных- сигналов угла поворота упомянутого вала, бесконтактным датчиком угла поворота с кодирующим диском, закрепленным на этом валу, и блоком питания бесконтактного датчика, причем входы последнего подключены Я к блоку питания, а выход - к блоку определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидро- цилиндра.1074621 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что преобразователь кодированных сигналов угла поворота выполнен в виде соединенных последовательно первого фильтра помех, узла прекращения счета, счетного бло 1Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции оборудования для обработки давлением.Известна система управления агрегатом правки цилиндрических изделий с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала механизма вращения заготовки, содержащая соединенные пЪследовательно блок автоматики и блок управления в виде фазового коммутатора, устройство для измерения величины прогиба изделия в виде датчика, щупа и пре, образователя, а также задатчик усилия правки в виде соединенных последовательно порогового логического элемента и чувствительного двухпозиционного индикатора с реле, датчик усилий изгиба штока гидро- цилиндра в виде тензомоста и тензоусилителя, соединенного с блоком определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра 1.Недостатком известной системы является невысокая точность правки из-за отсутствия контроля и компенсации смещения экстремальной точки прогиба.Цель изобретения - повышение точнос ти правки.Поставленная цель достигается тем; что система управления агрегатом правки цилиндрических изделий с силовым органом в виде гидроцилиндра и электродвигателем привода вала механизма вращения заготовки, содержащая соединенные после довательно блок автоматики и блок управления в виде фазового коммутатора, устройство для измерения величины про гиба изделия в виде датчика, щупа и преобразователя, а также задатчик усилия правки в виде соединенных последовательно порогового логического элемента и чувствительного, двухпозиционного индикатора с ,реле, датчик усилий изгиба штока гидроцилиндра в виде тензомоста и тензо усилителя, соединенного с блоком определения соотношенияусилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидро- цилиндра, снабжена преобразователем кодированных сигналов угла поворота упомянутого вала, бесконтактным датчиком угла поворота с кодирующим диском, закреплен. ка, схемы совпадения и инвертора, выход которого подключен к блоку автоматики, а также второго фильтра помех, вход которого связан с нулевой шиной питания, а выход соединен с счетным блоком. 2ным на этом валу, и блоком питания бесконтактного датчика, причем входы последнего подключены к блоку питания, а выход -к блоку определения соотношения усилия5 правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра.Кроме того, преобразователь кодированных сигналов угла поворота выполнен ввиде соединенных последовательно первогофильтра помех, узла прекращения счета,счетного блока, схемы совпадения и инвертора, выход которого подключен к блоку автоматики, а также второго фильтрапомех, вход которого связан с нулевой шиной питания, а выход соединен с счетным15 бЛОКОМ.На фиг. 1 приведена блок-схема системыуправления; на фиг. 2 - разрез А - А нафиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б. - Б на фиг. 1;на фиг. 4 - структурная схема блока определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока а такжепреобразователя кодированных сигналовугла поворота вала,Электродвигатель 1 механизма вращениязаготовки 2 электрически связан с блоком3 управления, выполненным в виде фазового коммутатора, устройством для измерения величины прогиба заготовки, содержащим преобразователь 4 сигнала и датчик 5.перемещения, который посредством щупа 6подведенного к заготовке воспринимает30 ее биение, Задатчик величины усилия правки содержит датчик 7 давления в рабочейполости силового гидроцилиндра 8 правки,подключенной к входу преобразователя 9сигнала, логический пороговый элемент 10,задатчик 11 давления, схему 12 совпадения,З 5 которая логически связана с блоком 13промежуточной памяти и через задатчик11 давления с логическим пороговым элементом 10, Элемент 10 при вращении заготовки 2 измеряет величину прогиба и4 О ЗанОсит значение экстремума напряжения,пропорциональное максимальной амплитуде прогиба изделия, в виде двоичного параллельного кода в блок 13 промежуточнойпамяти, а при проведении процесса правки изделия измеряет величину давления45 жидкости в гидроцилиндре 8, к штоку которого прикреплен боек. Система также содержит блок:14 автоматики, электроннорелейный золотник 15 силового тидроцилиндра 8, редуктор 16 механизма вращения изделия, На один из входов блока 14 автоматики последовательно подключены тензометрйческий усилитель 17. пороговый элемент 18 и чувствительный двухпозиционный индикатор 19 с поляризованным реле (не показано), осуществляющим через блок 14 автоматики реверс вращения вала электродвигателя 1.На вход тензометрического усилителя 17 подключен датчик изгибающих усилий штока, выполненный в виде уравновешенного полумоста, образованного из тензорезисторов 20 - 23, закрепленных на боковой поверхности штока 24 (по его периметру) под 90 ф друг относительно друга. Тензорезисторы 21 и 23, расположенные диаметрально по обе стороны от оси изделия, являются рабочими, а перпендикулярно им располо женные тензорезисторы 20 и 22 - компенсационными.Выходы преобразователей 4 и 9 и тензометрического усилителя 17 подключены к входам блока 25 определения соотношения усилия правки, перемещения и усилия изгиба штока гидроцилиндра, выход которого через преобразователь 26 кодированных сигналов угла поворота подключен к блоку 14 автоматики,Блок 25 (фиг. 4) содержит входные резисторные масштабные элементы 27 - 29, через которые на входы трехвходового сум. матора 30 поступают сигналы напряжения соответственно с тензометрического усилителя 17 и преобразователей 9 и 4. Выход суМматора 30 подключен к многопорого-,З 5 вому (и-разрядному) элементу 31, логические выходы которого через триггеры 32 регистра 33 (и-разрядного) и инверторы 34 подключены к логическим входам блока 35 памяти кода соотношения усилия изгиба штока гидроцилиндра. К логическим выходам блока . 38 также подключены реле (не показаны), переключающие контакты 36. которых включены на управляющих входах преобразователя 26 как задающие переключатели уставки угла поворота вала. 45Преобразователь 26 (фиг. 4) содержит счетный блок 37 на триггерах 38, схему 39 совпадения, которая через инвертор 40 подключена к блоку 14 автоматики, Выход схемы 39 совпадения также подключен к узлу 41 прекращения счета, выпол ненного на основе двухвходового элемента 2 И - НЕ и триггера, выход которого подключен на первый вход счетного блока 37, а второй вход узла 41 подключен через первый фильтр 42 помех к бесконтактному датчику 43, питание которого осуществляется от блока 44 питания. Вход фил 42 помех является счетным входом пр разователя 26. В воздушном зазоре бесконтактного датчика 43 вращается кодирующий диск 45, который жестко закреплен на одном валу (соосно) с деталью 2 и редуктором 16. На.второй вход счетного блока 37 через второй фильтр 46 импульсных помех и замыкающийся контакт 47 электронно-релейного блока 14 автоматики подключена нулевая (заземленная) шина,Заготовка 2, подлежащая правке, закрепляется в подпружиненных центрах 48 и 49. Коммутация цепей, соединяющих бло- ки системы управления, осуществляется переключающими контактами 50-53, Золот- ник 15 гидроцилиндра управляется двумя электромагнитами 54 и 55, подключенными на выход блока 14 автоматики. Система работает следующим образом. Заготовка 2, закрепленная в качающихся центрах 48 и 49, приводится во вращение электродвигателем 1 через редуктор 16. Величина биения заготовки посредством щупа 6 измеряется датчиком 5 перемещения ипреобразуется преобразователем 4 в напряжение, которое подается на вход блока 3 управления (фазового коммутатора). Когда сигнал напряжения, пропорцио. нальный амплитуде прогиба заготовки, достигает экстремума, фазовый коммутатор 3 срабатывает и через блок 14 автоматики подключает вход логического порогово го элемента 10 контактами 50 к выходу преобразователя 4, а контактами 51 - логические выходы элемента 10 к входу блока 13 промежуточной памяти,На втором обороте вращения заготовки напряжение измеряется элементом 10, . и параллельный двоичный код, соответствующий величине прогиба, заготовки, заносится в блок 13 промежуточной памяти.Как только сигнал на выходе преобразователя 4 достигает экстремума, снова сра- батывает фазовый коммутатор 3 и через блок 14 автоматически отключает электродвигатель 1 и включает электромагнитную муфту торможения (не показана). Заготовка 2 фиксируется экстремальной точкой прогиба (точка в) непосредственно штоком 24 силового гидроцилиндра 8 правки (фиг. 2) . Одновременно с этим блок 14 автоматики приводит в исходное (нулевое) состояние логический пороговый элемент 10 и контактами 52 подключает его вход к преобразователю 9 сигнала, а контактами 53 соединяет его логические выходы с входами задатчика 11, подключает схему 12 совпадения к блоку 13 промежуточной памяти и задатчику 11 давления, посредством электромагнитов 54 и 55 включает золотник 15 силового гидроцилиндра 8, который своим бойком давит на заготовку, устраняя ее изгиб. Величина давления жидкости в рабочейи силового гидроцнлиндра измеряет1074621бся датчиком 7 и преобразуется пр б - Свателем 9 сигнала в напряжеео разо- выходов т иггер ров 32 сигналы через инние, которое верторы 34 пост пподается на вход элемента 10. К ак только олока 35 памяти купают на логические входынапряжение на входе элемента 10 достигает той величине гли кода, соответствую щегопорога срабатывания каскада логически 5 точки прогиба иугла сдвига экстремальнойсвязанного через задатчик 11р изделия, на который нужно12давления и проверн ть из елка 13м каскадом бло- сировании в н жномикка 3 промежуточной памяти кот р " - бторыи сра- чтобы обеспечить заужном для правки положенииФбатывает от элемента 10 прио аданное качество правки.и включении Реле, включеннпоследнего для измерения ве личины проги- дах блока 35 памятиР, ные на логических выхоба и задания усилия правки п ипри макси- с пришедшим на вх1 Опамяти кода, в соответствиимальном сигнале, соответствующенм экстре- кодом осуществляютвходы блока двоичныммальнои точке прогиба заготов ки, из схе- угла поворота с пт включение уста вокмы 12 совпадения поступает с б1 Асигнал в лок (в блоке 37), т. е. зр помощью контактов 364 автоматики, который посредсттвом элект- заготовки 2.т. е. задают угол поворотаромагнитов 54 и 55 переключает золотник 15 После истесилового гидроцилиндра 8 и боекпо 15 Р дмается,а, и оек подни- межутка времени, задаваемого с помощьюКЕсли во время процесса проведения преле времени (не пправ- входящего в блок(не показано), конструктивнои изделия происходит боковое сме14 автоматики, необходиэкстремальнои точки прогиба на бЭщение мого для изме ер ния усилии изгиба и переоек со мещения штокаштоком начинают воздействовать эксцент ича, замыкается контакт 4н ые силы сопротивления. Моментынтрич и включается эл ектродвигатель 1. Заготовцентричных усилий, стремящиеся сот экс- ка, 2 вращаетсявернуть диском 45. П и эр я синхронно с кодирующимнеподвижные в поперечном направавлении диска 45 пе емери этом профильная частьотносительно оси изделия шток с силовымр мещается в воздушном зазоги одр цилиндром, создают распорные усилиловым ре бесконтактного ад тчика 43 и импульсыв уплотнениях, вызывают смещение (и . 25илия сигналов нап яжр ения поступают на счеткосы) некоторых деталей силовогпере- ный вход п еобр разователя. На выходе первого гидро- вого фильтра 42 пцилиндра по отношению к станине. Нр помех появляется серияшток эти усилия воздействуют к ба прямоугольных импак изги аю- прямо пропо иоу мпульсов, число которыхщие, При смещении экстремальнр рционально связано с угломой точки поворота диска 4прогиба по часовой стрелке (поР д 45 и, соответственно, защения изделия), когда она стремпо ходу вра- З 0 готовки 2. После зе заполнения счетного блонять положение точки С (фиг. 2) н бемится за- ка 37 до за анд ного контактами 36 уставкичии тензорезистор 21 действуютО, на ра о- количества импсилы растя- ния выдаетульсов схема 39 совпадежения, а на тензорезистор 23 -- силы сжа- один - че ез иисполнительные сигналы,тия. Сигнал разбаланса уравнновешенного томатики, вто ой -- через инвертор 40 га блок 4 авкийполумоста поступает через тензометриричес ния счета, в, второи - на узел 41 прекращеусилитель 17 на вход пороговогрезультате чего триггермента 18, При смещении экстого эле- опрокидываетсястремальнои го датчика 43 наи импульсы с бесконтактноточки прогиба за допустимыеа счетныи блок 37 не провыхода элемента 18 сигнал ппределы с ходят. Однов ременно сигналы с блока 14нагнал поступает автоматики поста первыи вход чувствительногог двухпози- тель 1 и элект оупают на электродвига 40хо ждение сигнала положительношает, про- ния, в рез льтатр у те чего заготовка 2 остациала с тензометрического уого потен- навливается псилителя 17 точке соотвод штоком 24 с бойкомвна второй вход индикато 19ра , на выходе прогиба.ответствующей сдвигу экст ремумакоторого включено поляризованное реле. П ипове.Реле индикатора 19 одной грри проведении процесса правки в слгруппои своих 45 чае сме енияслуконтактов подготавливает це пь для вклю- заготовки пщ я экстремальной точки прог би ачения электродвигателя 1 с вращением хода ее в апротив часовой стрелки (проротивего вала в обратном направвлении, т. е. ложение в облРащения), когда она занимаетпопротив часовой стрелки а друдругои группой бочий тензо ео ласти точки а (фиг. 2) на рконтактов (не показаны) через масштаб- резистор 21 действуют силы сжаные резисторные элементы 27 - 29 . 50на тензорезистор 23 - силы растяств- соответ жения Сигналлитенно с выходов тензометриче ского уси- го пол моста празбаланса уравновешеннотеля 17 и преобразователей 9 4и осу на вхольществляет подачу сигналов на тУ поступает через усилитед порогового элемента 8. П ивой сумматор 30. С выхода сумма 30 уна трехвходо- смещении экст емр альнои точки прогиба зарисигнал поступает на многопороговатора допустимые п еу р делы с выхода элемента 18мент 31оговыи эле- сигнал пост пает иент 31, с логических выходов которого тельного в ху на первыи вход чувствидвоичныи параллельный ко д поступает на и разрешает пд ухпозиционного индикатор 19аразрядный регистр 33 на тригге ах 32.ет прохождение сигнала отрииггерах . цательного потенциала сс тензометрическо1074621 иг. 2 го усилителя 17 на второй вход индикатора 19. Реле индикатора 19 снова одной группой своих контактов подготовляет цепь для включения электродвигателя 1 с вращением его вала в том же направлении, т. е. по часовой стрелке, а другой группой контактов через элементы 27 - 29 соответственно с выходов тензометрического усилителя 17 и преобразователей 9 и 4 осуществляет подачу сигналов на трехвходовой сумматор 30, В дальнейшем включение уставок угла поворота заготовки и отслеживание заданного угла поворота осуществляются аналогично описанному,с той лишь разницей, что поворот диска и заготовки осуществляется в другую сторону.Процесс правки проводится аналогичнопроведению правки при отсутствии боковых смещений экстремальной точки прогиба.После проведения процесса правки всеблоки и узлы системы управления приводятся в исходное (нулевое) состояние.Использование предлагаемой системы 10 управления правильным агрегатом повышает качество правки за счет контроля и коррекции боковых смещениях экстремальной точки прогиба изделия.1074621 г. токол И Г дарственного комитет изобретений и откры Ж - 35, Раушская нант, г. Ужгород,. ул. еламсква,Пате Редактор С. СаенкоЗаказ 190/ 0ВНИИПпо113035, МФилиал ППП СоставительТехред И. Вер Тираж 796 овКорректор О. БилакПодписноеСССРий