Трехкоординатная фазовая следящая система (ее варианты)

(51) 4 С 05 В 11/01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола, Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промьппленности, сельском хозяйстве и на транспорте и Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт автогенного машиностроения(56) Тихомиров Э.Л. и др. Системы числового управления и перспективы их развития. - Г 1.: Машиностроение, 1975, с. 21-32.Привод комплексный и с программным управлением типа ПКПОО, УЧ (Челябинск). Листок-каталог, ЛК 08.60.18- 79.-И.: Информэлектро, 1980.Михеев Ю.Е. и Сосонкин В.Л. Систе. ма автоматического управления станка ми. - М.: Машиностроение, 1978, с. 155-162, рис, 130.(54) ТРЕХКООРДИНАТНАЯ ФАЗОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА (ЕЕ ВАРИАНТЫ).(57) 1, Трехкоординатная фазоваяследящая система, содержащая последовательно соединенные первьп Фазовый демодулятор, первый привод ипервый Фаэовращатель, подключенныйвыходом к первому входу первого фазового демодулятора, последовательносоединенные второй фазовый демодулятор, второй привод и второй врашатель, подключенный выходом к первому входу второго фазового демодулятора, соединенного вторым входом с первым выходом задатчика, подключенного вто рым выходом к второму входу первого фазового демодулятора, последователь.но соединенные третий фазовый демодулятор, третий привод и третий фазовращатель, блок питания, подключен ный первым и вторым выходами соответ ственно к первым и вторым электрическим входам первого, второго итретьего Фазовращателей, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и надежности системы, в ней дополнительно установлен блок обработки сигналов, подключенный входами соответственно к элект- Сев рическим выходам второго и первого приводов и к второму и первому выходам третьего Фазовращателя, а выходом - к первому входу третьего Фазового демодулятора, соединенноговторым входом с вторым выходом блока питания.2. Трехкоординатная фазовая следящая система, содержащая .последовательно соединенные первый фазовый демодулятор, первый привод и первый Фазовращатель, подключенный выходом к первому входу первого Фазового демодулятора, последовательно соединенные второй фазовый демодулятор, второй привод и второй фаэовращатель, подклю- фф ченный выходом к первому входу второго Фазового демодулятора, соединенного вторым входом с первым выходом задатчика, подключенного вторым выходом к второму входу первого фазового демодулятора, последовательно соединенные третий фазовый демодулятор, тре 11 тий привод и третий фазовращатель, подключенный выходом к первому входу третьего фазового демодулятора, и блок питания, соединенный первым и. вторым выходами с первым и вторым входами первого, второго и третьего фазовращателей, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности и надежности системы, в ней дополнительно установлен блок обработки сигналов, подключенный входами к электрическим выходам второго и первого приводов и к второму и первому выходам блока питания, а выходом -80839к второму входу третьего Фазовогодемодулятора.3. Система по пп. 1 и 2, о т л и,ч а ю щ а я с я тем, что блок обработки сигналов содержит первый ивторой умножители, соединенные выходами с первым и Вторым входами сумматора, подключенного выходом к выходу блока обработки сигналов, соединенного входами соответственно спервым входом второго умножителя,с первым и вторым входами первогоумножителя и с вторым входом второгоумножителя.Изобретение относится к резке листового металла и может найти широкоеприменение в машинах термическойрезки металла, в станке с программнымуправлением, в копировальных и позиционных установках.На Фиг. 1 представлена структурная схема первого варианта системы;на фиг,2 - структурная схема второговарианта системы; на фиг.3 - струк Отурная схема привода; на Фиг.4структурная схема блока обработкисигналов.Система содержит задатчик 1, блок2 питания, первый и второй фазовые 15демодуляторы 3 и 4, первый, второйи третий приводы 5 - 7, первый ивторой фазовращатели 8 и 9, блок 10обработки сигналов, третий Фазовращатель 11, третий Фазовый демодулятор 12, блок 13 сравнения, усилитель14 мощности, электродвигатель 15,тахогенератор 16, первый и второй ум 3ножители 17 и 18 и сумматор. Насхемах 19. Ф, х , с обозначают 25угловые положения валов первого,второго и третьего приводов 5 - 7;Я, Я- сигналы на электрических выходах приводов 5 и 6; 52 - выходнойсигнал тахогенератора 16; х, у - сигналы на втором и первом выходахзадатчика 1.Умножители 17 и 18 и сумматор 19входят в состав блока 10 обработкисигналов.В состав каждого из приводов5 - 7 входят блок 13 сравнения, уси 2литель 14 мощности, электродвигатель 15 и тахогенератор 16, Первый и второй приводы 5 и 6 имеют электрические выходы, соединенные с выходами тахогенераторов 16, а третий привод 7 электрического выхода не имеет.В качестве задатчика 1 в системе могут быть применены индукционные фазовращатели или устройство програм. много управления Н 33-2 М.Фаэовращатели 8, 9 и 11 могут быть реализованы на базе вращающихся трансформаторов ВТММ.В качествефэлектродвигателя 15 приводов 5 - 7 может быть применен двигатель постоянного тока СЛ 661.Тахогенератор 15, например, типа ТД 102 выполняет в приводах 5 - 7 роль датчика угловой скорости.Система по первому варианту работает. следующим образом. Фазомодулированный сигнал зада- ния с второго выхода задатчика 1 поступает на второй вход первого Фазового демодулятора 3, на первый вход которого поступает фазомодулированный сигнал обратной связи с выхода первого фазовращателя 8, на электрические входы которого поступает напряжение питания с выходов блока 2 питания.4Выходной сигнал первого фазового демодулятора 3, пропорциональный ассогласованию между сигналами зацания и обратной связи, поступает на вход привода 5, т.е. на первыйвход блока 13 сравнения, входящегов состав первого привода 5.На второй вход блока 13 сравненияпоступает выходной сигнал тахогенератора 16, входящего в состав первого привода 5. Выходной сигнал блока 13 сравнения, пропорциональныйразности сигнала рассогласования иугловой скорости привода 5,поступаетна вход усилителя 14 мощности, с 1 Овыхода которого сигнал поступает навход электродвигателя 15 первогопривода 5. Вал электродвигателя15 кинематически соединен с валомпервого фазовращателя 8, который из меряет его угловое положение, Валэлектродвигателя 15 поворачиваетсядо тех пор, пока сигнал рассогласования на выходе первого фазового демодулятора 3 не становится равным нулю. 20Фазомодулированный сигнал заданияс первого выхода задатчика 1 поступает на второй вход второго фазов.го демодулятора 4, на первый вход которого поступает фазомодулированный 25сигнал обратной связи с выхода второго фазовращателя 9, на электрические входы которого поступают напряжения питания .с выходов блока 2 питания.Выходной сигнал второго фазового демодулятора 4, пропорциональный рассогласованию между сигналами задания и обратной связи, поступает на вход второго привода 6, который работаетаналогично первому приводу 5.35Сигнал с электрического выхода второго привода 6 .поступает на первый вход блока 10 обработки сигналов.Сигнал с электрического выхода первого привода 5 поступает на второй 40 вход блока 10 обработки сигналов, на третий и четвертый входы которого поступают сигналы с второго и первого . выходов третьего фазовращателя 11, на электрические входы которого поступают напряжения питания с выходов блока 2 питания.Первый и четвертый входные сигналы блока 10 обработки сигналов поступают на входы второго блока 18 умножения, 5 О в котором они перемножаются, Второй и третий входные сигналы блока 10 обработки сигналов поступают на входы первого блока 17 умножения, в котором они перемножаются. Выход ные сигналы первого и второго умножителей 17 и 18 поступают на входы сумматора 19, где они суммируются,Выходной сигнал, сумматора 19 меняетсявыходным сигналом блока 10 обработкисигналов.Выходной сигнал блока 10 обработки сигналов поступает на первый входтретьего фазового демодулятора 12,на второй вход которого поступает напряжение с второго выхода блока 2 питания. Выходной сигнал третьего фазового демодулятора 12 поступаетна вход третьего привода 7, который работает аналогично первому приводу 5.Система по второму варианту работает следующим образом.фазомодулированный сигнал задания с второго выхода задатчика 1 поступает на второй вход первого фазового демодулятора 3, на первый вход которого поступает фазомодулированный сигнал обратной связи с выхода первого фазовращателя 8, на электричес-. кие входы которого поступают напряжения питания с выходов блока 2 питания. Выходной сигнал первого фазового демодулятора 3, пропорциональныйрассогласованию между сигналом задания и обратной связи, поступает навход привода 5, который работаетаналогично первому приводу 5 первого варианта системы.фазомодулированный сигнал заданияс первого выхода задатчика 1 поступает на второй вход второго фазовогодемодулятора 4, на первый вход ко-.торого поступает фазомодулированныйсигнал обратной связи с выхода второго фазовращателя 9, на электрические входы которого поступают напряжения питания с выходов блока 2 питания. Выходной сигнал второго фазово" го демодулятора 4, пропорциональный рассогласованию между сигналами задания и обратной связи, поступает на вход второго привода 6, который работает аналогично первому приводу 5 первого варианта системы.Сигнал с электрического выхода второго привода 6 поступает на первый вход блока 10 обработки сигналов. Сигнал с электрического выхода первого привода 5 поступает на второй вход блока 10 обработки сигналов, на третий и четвертый входы которого поступают сигналы с второго и третьего выходов блока 2 питания.Первый и четвертый входные сигналы блока 10 обработки сигналовпоступают на входы второго умножителя 18, в котором они перемножаются. Второй и третий входные сигналы бло"9 ка 10 обработки сигналов поступают на входы первого умножителя 17, в котором они перемножаются. Выходные сигналы первого и второго умножителей 17 и 18 поступают на входы сумматора 19, в котором они суммируют- О ся. Выходной сигнал сумматора 19 является выходным сигналом блока 10 обработки сигналов.Выходной сигнал блока 10 обработки, сигналов поступает на первый вход 15 третьего фазового демодулятора 12, на второй вход которого поступает выходной сигнал третьего фазовращателя 11, на электрические входы которого поступают напряжения питания с 20 выходов блока 2 питания. Выходной сигнал третьего фазового демодулято- ра 12 поступает на вход третьего привода 7, который работает аналогично первому приводу первого варианта 25 системы.Указанные выше отличительные особенности предлагаемого технического решения позволяют повысить точность системы по первому варианту ЗО примерно на 40 , а по второму - при,мерно на 38 за счет того, что криволинейные контуры не приходится разбивать на большое число кадров, 3как это делается в известной системе. З Кроме того, за счет упрощения предлагаемого технического решения повы- шается надежность системы по первому варианту примерно в восемь раз, апо второму - в шесть с половиной раз.1 ри этом снижается стоимость системына порядок, потому что отпадает необходимость в управлении третьейкоординатой от устройства числовогопрограммного управления и становитсявозможным использование в системенаиболее простых устройств числовогопрограммного управления, напримертипа Н 22. Третья координата можетбыть использована для управления алгоритмически независимыми степенямисвободы, например, приводами регулирования угла наклона резаков. Ълагодаря этому в три раза может быть повышена эффективность использованияустройств числового программного управления и в пять раз расширены функциональные возможности машин термической резки. Применение предлагаемых систем в машинах термической резки с программным управлением позволяет за счет повышения точности и надежности систем снизить процент брака в отрасли на 1,5%, что на 20% снижает потребление дорогостоящего листового проката; позволяет на 30 снизить затраты на подготовку, откладку и контроль управляющих программ, на 40% снижает затраты на дополнительную механическую обработку из-за повышения чистоты поверхности вследствие повышения плавности работы третьей координаты.1180839 итЗ С или ли гЗ Ц или ать Составитель Ю. ГладковРедактор Е. Папп Техред З.Палий .КорректорИ.ЭРд ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 5922/45 Тираж 862 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, ЖПодписноего комитета СССРий и открытийРаушская наб., д