Устройство для адаптивного управления металлорежущими станками с чпу

 

Изобретение относится к области автоматизации производственных про цессов, автоматического управления и регулирования, в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками для обеспечения оптимального режима обработки деталей сложной конфигурации из труднообрабатываемых материалов . Цель изобретения - повышение точности работы устройства. Устройство для адаптивного управления металлорежущими станками с ЧПУ содержит датчик 1 мощности, задатчик 2 мощности резания, блок 3 сравнения, блок 4 регулирования подачи, преобразователь 5 аналог - код, управляемый делитель 6 частоты, тактовый генератор 7, устройство ЧПУ 8, блок 9 задания контурной .скорости, блок 10 задания программы, приводы 11 подачи и интегрирующий усилитель 12. Цель изобретения достигается за счет введения интегрирующего усилителя 12. 1 ил. о (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5)) 4 G 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫТИЙ (21) 3680326/24-24 (22) 28. 1 2. 83 (46) 07.03.87. Бюл, Р 9 (72) Б.Н.Зазиев, P.È.Öåðåòåëè, З.С.Таварткиладзе, В.M.Дроздов, Д.П.Исаков и В.Ф.Лаптев (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 438004, кл. G 05 В 13/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 538345, кл. G 05 В 13/32, 19?6.

Палк К.И., Ольнев К.Б. Устройства систем автоматики и программного управления металлорежущих станков на интегральных микросхемах. -Л.ЛДНТП, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩ4ИИ СТАНКАИИ С

ЧПУ (57) Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, автоматического управления и регулирования, в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками для обеспечения оптимального режима обработки деталей сложной конфигурации из труднообрабатываемых материалов. Цель изобретения — повыщение точности работы устройства. Устройство для адаптивного управления металлорежущими станками с ЧПУ содержит датчик мощности, задатчик 2 мощности резания, блок 3 сравнения, блок 4 регулирования подачи, преобразователь 5 аналог — код, управляемый делитель 6 частоты, тактовый генератор 7, устройство ЧПУ 8, блок 9 задания контурной .скорости, блок 10 задания программы, приводы 11 подачи и интегрирующий усилитель 12. Цель изобретения достигается эа счет введения интегрирующего усилителя 12. ! ил.

1295366

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, автоматическому управлению и регулированию, в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками 5 для обеспечения оптимального режима обработки деталей сложной конфигурации из труднообрабатываемнх материалов.

Цель изобретения — повышение точности работы устройства.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 мощности, задатчик 2 мощности резания, блок 3 сравнения, блок 4 регулирования подачи, преобразователь 5 аналогI код, управляемый делитель 6 частоты, тактовый генератор 7, устройство

ЧПУ 8, блок 9 задания контурной скорости, блок 10 задания программы, приводы 11 подачи, интегрирующий усилитель 12.

Устройство работает следующим образом.

При обработке на станках с ЧПУ в широких пределах изменяются параметры резания (глубина, ширина резания, величина припусков и твердость заготовки, износ режущего инструментa), Вследствие этого изменяется мощность резания, контролируемая датчиком 1 мощности. В блоке 3 сравнения факти ческое значение мощности сравнивается с уставкой, задаваемой задатчиком 2 мощности. В зависимости от величины и знака разности сравниваемых значе. ний устройство автоматически изменяет 4(1 скорость движения приводов подачи станка 11, компенсируя отклонение мощности резания от заданного значения. Регулирование подачи осуществляется посредством автоматического изменения коэффициента деления управляемого делителя 6 частоты и частоты тактового генератора 7 устройства

ЧПУ 8, причем рассогласование между фактической и задаваемой мощностью резания компенсируется вначале .эа счет регулирования частоты тактового генератора 7, затем, если изменение скорости подачи оказывается недостаточным, регулируется коэффициент деления управляемого делитепя 6 до тех пор, пока рассогласование на выходе блока 3 сравнения не становится равHblM нулю .

Автоматическое регулирование коэффициента деления управляемого делителя 6 происходит следующим образом.

Напряжение, сформированное на выходе блока 3 сравнения, поступает на вход блока 4 регулирования подачи, сигнал на выходе которого преобразуется преобразователем 5 аналог-код, определяющим коэффициент деления управляемого делителя 6, а следовательно, и частоту импульсов на входе блока 9 задания контурной скорости, т.е. скорость подачи рабочих органов станка

ll. Изменение кода на управляющих входах делителя 6 частоты на единицу приводит к изменению величины подачи на одну дискрету (равную например

10 ). Плавное изменение подачи, установленной управляемым делителем 6, производится эа счет изменения частоты тактового .генератора 7 сигналом с интегрирующего усилителя

12 в пределах всего лишь 0

lOX от номинальной частоты при любом коэффициенте деления.

Управление частотой тактового генератора 7 (в пределах 0 — IOX от номинального значения) под воздействием выходного сигнала интегрирующего усилителя происходит. следующим образом.

До начала обработки в задатчике

2 мощности резания устанавливают величину мощности резания, оптимальную для данного инструмента и обрабатываемого материала. Эта величина в виде напряжения подается на вход блока 3 сравнения, на другой вход которого подается напряжение обратной полярности с датчика 1 мощности.

В начальный момент, пока не происходит обработка детали, на выходе датчика 1 мощности сигнал отсутствует и на выходе блока 3 сравнения вырабатывается напряжение, пропорциональное задаваемому задатчиком 2 мощности. Под действием этого напряжения на выходе блока 4 регулирования подачи, а следовательно, и на выходе преобразователя 5 аналог-код устанавливается код, определяющий коэф- фициент деления управляемого делителя 6 и равныи I. При этом частота импульсов на выходе управляемого делителя 6 та же, что и на выходе управляемого тактового генератора 7.

На выходе интегрирующего усилителя

12 под действием сигнала с выхода бб

3 12953 блока 3 сравнения устанавливается напряжение (всегда одной полярности), равное максимальному. Под действием этого напряжения на выходе управляемого тактового генератора 7 устанав- 5 ливается частота импульсов, равная

1 МГц и номинальной частоте тактового генератора.

Итак, до начала резания на выходе управляемого тактового генератора 7 частота импульсов f=I МГц номинальная, коэффициент деления управляемо го делителя б частоты равен 1, а блок задания контурной скорости вырабатывает ту скорость подачи, коf5 торая задана и в управляющей программе. На этой скорости начинается резание. По мере увеличения мощности резания (в связи с изменениями параметров резания) напряжение на выходе

20 блока 3 сравнения начинает уменьшаться, однако это не влияет на величины напряжений на выходах блока 4 регулирования подачи и интегрирующего 25 усилителя 12, а процесс резания идет на скорости, заданной программой.

Как только действительная мощность

I резания, замеряемая датчиком 1 мощности, становится больше,чем задавае- 30 мая задатчиком 2, на выходе блока

3 сравнения напряжение, проходя через нулевое значение, меняет полярность на обратную. Под действием этого напряжения обратной полярности на выходе интегрирующего усилителя

12 и на выходе блока 4 регулирования подачи начинает уменьшаться напряжение, а следовательно, и частота импульсов на выходе управляемого тактового генератора 7. Это значит, что начинает изменяться скорость подачи, компенсируя разбаланс между задатчиком 2 мощности и датчиком 1 мощности.

Для нормальной работы устройства скорость изменения напряжения на выходе интегрирующего усилителя 12 должна быть выше, чем на выходе блока 4 регулирования подачи, для того, чтобы перестроить частоту тактового генератора в пределах IOX. быстрее, чем изменится коэффициент деления управляемого делителя 6 частоты на дискрету (равную IOX). Если этого изменения в пределах 10% скоРости по- 5 дачи достаточно для компенсации pasности между датчиком 1 мощности резания и задатчиком 2 мощности, то на выходе блока 3 сравнения напряжение становится близким к нулю и дальнейшее изменение скорости подачи осуществляется только управляемым тактовым генератором 7. Если IOX уменьшения скорости подачи не достаточно для компенсации изменения разбаланса между датчиком 1 и задатчиком 2 мощности, то после того, как генератор

7 уменьшает частоту на 10, начинает изменяться код на выходе преобразователя аналог-код, а следовательно, и коэффициент деления управляемого делителя 6 частоты до тех пор, пока на выходе блока 3 сравнения напряжение не становится равным нулю или не меняет знак, при этом опять начинается изменение частоты управляемого тактового генератора 7 до тех пор, пока на выходе блока 3 сравнения напряжение не становится равным нулю.

Подбирая соответствующим образом быстродействие блока 4 регулирования подачи и интегрирующего усилителя 12 и привязывая их к процессу резания, получаем динамически устойчивый контур управления подачей, удовлетворяющий заданному процессу обработки.

Изобретение позволяет повысить точность работы устройства при широком диалаэоне регулирования подачи, определяемом максимальным коэффициентом деления управляемого делителя 6, плавным изменением подачи внутри поддиапазона путем незначительного изменения частоты тактового генератора 7 устройства ЧПУ 8. При этом максимально используются блоки, входящие в устройство ЧПУ 8.

Формула из обретения

Устройство для адаптивного управления металлорежущими,станками с ЧПУ, содержащее задатчик мощности резания и установленный На станке датчик мощности, подключенные к первому и второму входам блока сравнения, выход которого через блок регулирования подачи соединен с входом преобразователя-аналог-код, выходы которого поразрядно соединены с управляющими входами управляемого делителя частоты, вход которого подключен к выходу тактового генератора ЧПУ, а выходчерез последовательно подключенные блоки задания контурной скорости и блок задания программы устройства

ЧПУ вЂ” к входам приводов подач в стан. ках, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 1295366

Составитель В.Королев

Редактор О.Бугир Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик

Заказ 617/54 Тира к 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

)1роизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 что, с целью повьппения точности работы устройства, в него введен инте— грирующий усилитель, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход — к управляющему входу тактового генератора устройства ЧПУ.