Способ автоматического управления процессом гибки длинномерных цилиндрических деталей и устройство для его осуществления
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к управлению гибочными процессами. Цель изобретения - повышение точности обработки и упрощение устройства автоматического управления. Пля этого определяют текущие значения углового перемещения и сравнивают с заданными значениями, рассчитанными по формулам: m,n r-arccos(r-Ho/r)/( -h/2) 360+nS/4lr(R-H,-h/2); m nS/ /4 ;r(R-h/2); m nS/4ff( ), где m, - количество импульсов на первый переход; m - количество импульсов на перебазировку; nij - количество импульсов на второй переход; п - количество импульсов за полный оборот валка с эластичным покрытием; R - радиус валка с эластичным покрытием; HO - глубина внедрения валка оправки; h - толщина заготовки; S - ширина заготовки; г - радиус валка-оправки. Устройство содержит фотоэлектрический датчик угловых перемещений, датчик положения валка, ключи, инверторы. Задающие сравнивающие блоки переключаются логическим блоком к датчикам. По результатам сравнения формируют сигналы управления на приводы вращения и вертикального перемещения валка . Упрощение устройства обеспечивается применением большей части элементов стандартного исполнения.2 с. п. ф-лы, 6 ил. цэ (Л со со 05 00
1 8 А1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (1f) п»4 В 21 D 7/12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4119006/31 — 27 (22) 02.07.86 (46) 30.04.88. Бюл. 1(- 16 (71) Казанский авиационный институт им. А.H.Òónîëåíà (72) И.М.Закиров, А.В.Сосов и А.И.Гридин (53) 621.774.63:621.3.073 (088.8) (56) Закиров И.Г1., Лысов М.И. Гибка на валках с эчастичным покрытием. М.:
Машиностроение, 1985, с.85. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГИБКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУ!11ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к управлению гибочными процессами. Цель изобретения — повышение точности обработки и упрощение устройства автоматического управления. Для этого определяют текущие значения углового перемещения и сравнивают с заданными значениями, рассчитанными по формулам: m<=п r агссоз(r-Но/г)/(R-Н,—
-h/2) 360+nS/4«(R-Н,-h/2); m =nS/
/4<«(R-h/2); m =nS/4Ð<(R-Н, -h/2 ), где
m — количество импульсов на первый переход; m — количество импульсов на перебазировку; ш — количество импульсов на второй переход; n — количество импульсов за полный оборот валка с эластичным покрытием; R радиус валка с эластичным покрытием;
Н, — глубина внедрения валка оправки;
h — толщина заготовки S — ширина заготовки; r — радиус валка-оправки. устройство содержит фотоэлектрический датчик угловых перемещений, датчик положения валка, ключи, инверторы.
Задающие сравнивающие блоки переключаются логическим блоком к датчикам.
По результатам сравнения формируют сигналы управления на приводы вращения и вертикального перемещения валка. Упрощение устройства обеспечивается применением большей части элементов стандартного исполнения.2 с.п. ф-лы, 6 ил.
1391768
11зоб()t-T pi<>fp;тнос>итгя к о >рабс>ткс ме га пп<)>3 пян.пеппгм, в частнс>сти к с.ri<>t h;>»I у>!ряв 1»HIE>f гибочными нрс>цес .— ,l(, .è. и Обп.»тения — понышение точи )с ги 1 ибки дев;тли и упрощение vcT рой< твя антомятичгско!о управления.
Ня фиг.l показан процесс гибки дпинномерных цилиндри fpских деталей 10 мялогo pHaffeTp;I I< дна перехода; на фиг,2 — заня !тягружения; ня фиг.3 устпойстнс яв гоматического управле.— ния проц»»гом гибки; на фиг.4 — счетное устройство; ня фиг.5 — выполттение15 задающе-сраннива!нщего угтройствя (ЗСУ); ня фит.6 — ньп!Олнение логического устройства с датчиком положе)тия валка с эластичным покрытием.
Ня,фи! .1 показаны опорная отел!ка
i валка-оправки 2, валок 3 с элягтичным покрытием, между валками переме .Iiav3ся заготовка 4.
Устройство автомятическогг) у-правления проц»г<ом . Ибки (фиг,3) состоит 25
<з приводов 5-8, дагчика углоных пер»ма, пении, дп<к 9 которого через редукT<>p 10 г.>сп!тнен г валком 3, свето, <иод 11 и >>отог,иод 12 расположены пс) г>а >вы - с орг>пы днг.кя 9 г Отверг тиями 30
iIol i гл <г!1>ы к те -.>пку импульгон 13, >я <зг ще-срян:1>ivaк>щих устройгтт< (ЗСУ)
1> < — < 6, .Io»«пес ь c)> » E < трОйстна 1 датчика 18 пс п.)жения вяпкя 3 „ттнвертс)1 )в т . 2» <«гlен-H 11 22 и трянзис 35 ! >f) lûõ II.fK!<1ей ) > <3»ле нpt-:ме
HE. )
Г-тет»Р угтроиство (,фиг.4) с с>стоит !.з резис и с ря 33, транзигторя 34, триггера (Цмит f:.3 35, счетчиков илтпулт>гон 36-39.
3ад.->юше-сравнивающее устройство (фИ> .5) С< Гт<ЭИГ ИЗ цЕСятн ПОЗИцИОНных гтерекпючатепей 40-4 3, дешифрато45 ров 44-4 7, инверт >ров 48 — 1,:>ë»ëfåHта говп, IPHHFI 52, TðàíÿH< ToðíûK ключей )3 56 !полн»нных ня транзи»порах 57 и резце r<>p;!х 58, Логическое устройств; (фиг. 6) включает счет !ик и)<пут!ьсон 59, дешиф- 50 рятор 6() > и !вертс)ры 61-65, элементы совпадет!Ия 66-67 и к>:емл<ы 68-71 для подключения ь реп< <, 3(;>" 14--16 и
СЧ<. твг>Л>» "С r pOII<Ä rl> J 1 3 . (я r чил п )f,t «;
Внркн<><; И < КонтяКтяМИ 7-> г 7, рс ГУПИ)7. )"
1ioнку пр< <г>н >j»f T винп я vпf >8-7 J.
Устройство работает сг!ет!ую!!(им обРЯ. 3ОМ.
11ереключателями 40-4 1 ня 3СУ набиpý,þT< я т >и числа (>f1 111 111 ) импульсов
< г э
> определяющие соотHPT» Tf
НО г агссон(---- ) г (К-Но-1>/2) ° 360 4 < (К -Н -E>/2)
S г >
4« (R 13/2) с>
41(К-Н,-h/2 )
><де !! — копичестно импу>тьсс)в за полный оборот валка с эластичным покрытием;
К вЂ” радиус валка с эластичным нокрытием;
Н, — глубина внедрения валка-опр а 13 к и;
11 — тОлщина зягОтОвки;
8 — ширина заготовки;
Ir — радиус валка-оправки.
Регулттровочт!ьтлт винтом 79 прои водит я !тягтройка датчика положения ваЛКа С ЭЛа»тИЧН!!М ПОКРЫтп< М тЯК,,обы ползунок 73 Kягяпся контакта
7 7 н по гоже нии касания на <>к;1-Опрянк 11 на пк ом с зля сп и>! ным покрытиеl > и !
>ит>тол. 78 як, .1»бы и тлз)!<О><, 3 кя— с=<>-,с << Kof>T 3KT > >4 в IIAEIO)KPH>IH 1»ярnuP I глубины внедрения.
Приводы 7 и 8 в..ртикяльного пере—
ME и ния настраиваются таким образом, что Отк>!ючение пр>тнс)дя 7 ".p<>13. водится в м >)тент подъема наги< я с эластичным пок1>ытием до чровня рабочей глубины внедрения ва-!кя-оправки, я принода 8 в молтент orfvcKBHII>I т!я !ка с элясти <ным покрытием д» уровня, до т. тс чн< I с) для снятия трус>чятой детали с ложе
>< »
При и->даче ко !BH)lf..l (3!>г- Ipp Hp валок с эластичным покрытием псднимается и проис ходит кр; тьонрем< 1>ное зямьткание контакта 7 7, при!!Одя)!>ее c>fpт— чики импульсон 13 и 59 в ис«>älf<3å (ну;<евое) с ос тоянис-. Нри дгтл вне йшем
ПОД> ЕМЕ НаПКЯ С ЭПЯСтп <НЫМ ПОКР ITII< M кр:.-< > конремpHно зямыкас тгя кг>н Tëê T 7(>, >г, » с оедтгненный с входом Гчет счет Iтткя имг!Ульсов 59, счтттттн>щ го ?T
НРрнОлl ВьтхОпР пР!111<фр)« г>т> I 61> 11 я в!1><
1391768 ется сигнал логического нуля (на других выходах-единица), Первый выход дешифратора 60 в устройстве не используется. При дальнейшем подъеме
5 валка с эластичным покрытием кратковременно замыкается контакт 75, на входе счетчика импульсов 59 появляется еще один импульс, что приводит к появлению логического нуля на втором выходе дешифратора 60. Пройдя через инвертор 61, сигнал в виде логической единицы подается на элемент совпадения 66. При достижении валком с эластичным покрытием рабочей глубины 15 внедрения замыкается контакт 74, происходит останов подъема валка с эластичным покрытием и на второй вход элемента совпадения 66 поступает сигнал логической единицы, тогда на его выходе появляется логический нуль, который, пройдя инвертор 62 в виде логической единицы, приходит на клемму 68 и подключает реле времени 37, которое дает задержку на начало вра- 25 щения валка с эластичным покрытием, необходимую для базирования заготовки по линии контакта валка-оправки с валком С эластичным покрытием. Далее сигнал логической единицы приходит на базу транзистора ключа 23 и на базы транзисторов 57 в транзисторных ключах 53-56, открывая эти ключи, т.е. происходит подключение ЗСУ 14 к счетчику импульсов. Сигнал логической
35 единицы (на базе ключа транзистора
23) в свок очередь открывает ключ 26 и таким образом происходит подключение привода 5 углового перемещения.
Валок с эластичным покрытием начина- 40 ет вращение, которое через редуктор
10 вращает диск 9.
При вращении диска фотодиод 12 кратковременно засвечивается от светодиода 11. Полученные импульсы с
45 коллектора транзистора 34 поступают на триггер Шмитта 35, формируюшего прямоугольные импульсы, которые поступают на счетчик импульсов 36. При переполнении счетчика импульсов 36 (I канал) егo значение сбрасывается
50 и сигнал подается на счетчик импульсов 37 (11 канал), затем счетчик импульсо» 36 (1 канал) вновь отсчитывает импульсы. При переполнении счетчика импуль с<»» II канала сигнал переходит на (11 канал. При переполнении
III кана.i,ä — íà IV канал. Импульсы, отсчитl,tt< 1< . не счетчиками импульсов
36-39, через открытые транзисторные ключи 53-56 поступают на дешифраторы
44-47. Вращение валка с эластичным покрытием продолжается до тех пор, пока показания счетчика импульсов не совпадет с числом, набранным переключателями 40-43, при совпадении которых на входах инверторов 48-51 появляются логические нули, пройдя инверторы сигналы приходят на вход элемента совпадения 52 в виде логических единиц. Имея на всех входах элемента совпадения 52 логические единицы, на его выходе будет логический нуль, который закроет ключ 23 и, пройдя инвертор 21 в виде логической единицы, придет на элемент И 22, на втором входе которого от закрытого ключа 24 будет логический нуль. Таким образом на выходе элемента И 22 будет логическая единица, которая через ключ
31 подключает привод 8. Начинается опускание валка с эластичным покрытием. При кратковременном замыкании контакта 75 на третьем выходе И дешифратора 60 появляется логический нуль, который через клемму 69, соединенную со счетчиком импульсов 13, приводит его в исходное (нулевое) состояние. При замыкании контакта 76, соответствующего положению контакта валка-оправки с валком с эластичным покрытием, на четвертом выходе дешифратора 60 появляется логический нуль, который, пройдя инвертор 63, проходит на клемму 70. Логическая единица поступает на ключ 24 и, открыв его, подключает дешифраторы ЗСУ 15 к работе.
Через открытый ключ 24 сигнал логической единицы, который через элемент
И 22, на обоих входах которого будут логические единицы, а значит на выходе — логический нуль, закрывает ключ 31 — опускание валка с эластичным покрытием прекращается, этот же сигнал, пройдя через ключ 27, подключает привод 5.
Вращение валка с эластичным покрытием происходит до тех пор, пока показание счетчика импульсов не совпадет с числом 15, набранным переключателями на ЗСУ 15; при совпадении на выходе ЗСУ 15 появится логический нуль, который закроет ключ 24 — вращение валка с эластичным покрытием прекратится, а пройдя через инвертор
20, этот сигнал в виде логической единицы пройдет через ключ 30, приве1391768
m,=и
4н(В.-h/2)
4<н(К-Н, -h/2) где m
m ь и
Н о
Г и формир ниям и в
55 дя в действие привод 7. Начинается подъем валка с эластичным покрытием.
Кратковременное замыкание контакта
76 приводит к появлению на пятом вы5 ходе дешифратора 60 логического нуля, который через клемму 69, соединенную со счетчиком импульсов 13, приводит его в исходное (нулевое) состояйие.
При кратковременном замыкании кон- 1и такта 75 логический нуль, появившийся на шестом выходе дешифратора 60, пройдя инвертор 64, поступает в виде логической единицы на элемент совпадения 67. При дальнейшем подъеме вал- 15 ка с эластичным покрытием происходит замыкание контакта 74 — на втором входе элемента совпадения 67 так же появляется логическая единица. Имея на обоих входах элемента совпадения зО
67 логические единицы, на его выходе будет логический нуль, который, пройдя через инвертор 65 в виде логической единицы, поступает на клемму 71.
Логическая единица поступает на ключ 25
25 и, открыв его подключает ЗСУ 16 к работе. При обработке числа, набранного на ЗСУ 16, на его выходе появ.пяется логический йуль, который закрываез vлюч 25 - прекращается вра- 31) щение валка с эластичным покрытием и, пройдя через инвертор 19 в виде логической единицы, он поступает на ключ
29„ который подключает привод 8, Валок с эластичным покрытием ía÷èíàåò
35 опускаться, После прохода контакта
77 происходит очистка счетчиков им" пульсов 13 и 59. Останов привода 8 произойдет при опускании валка с эластичным покрытием на величину, 4О достаточную для снятия трубчатой детали с ложемента.
Изобретение позволит повысить производительность труда, точность изготовления деталей, упростить устройство автоматического управления. формула и з о б р е т е н и я (1. Способ автоматического управления процессом гибки длинномерных цилиндрических деталей, при котором измеряют в процессе гибки текущие значения вертикального перемещения и вращения валков, сравнивают с заданными значениями и из полученных разностей формируют сигнал коррекции, отличающийся тем, что, с цельн1 повышения точности гибки, текущее значение перемещения определяют суммированием количества импульсов от датчика угловых перемещений валка с эластичным пакрытием, а заданные значения рассчитываются па формулам
Г Но
r ar<.cos(— --) à S
+ и (р H 11/2). 360 (о количество импульсов на первый переход; количество импульсов на перебазировку; количество HMIlvJlhcoR H RTo рой переход; количество импульсов эа полный оборот валка с эластичным покрытием; радиус валка с эластичным покрытием; глубина внедрения валка оправки; толщина заготовки; ширина заготовки; радиус валка оправки, уют сигнал коррекции врашеертикальным перемещениям валков.
2. Устройство для автоматического управления процессом гибки длиннамерных цилиндрических деталей, содержащее приводы вертикальнога перемещения и вращения валка с эластичным покрытием, датчик вертикального положения и датчик углового перемещения валка, включающий редуктор, фотоэлектрический преобразователь, счетное устройство и логическое устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью упрощения устройства, ана содержит реле времени, три инвертара, элемент И, три задаюше-ср",вливающих устройства, девять ключей, при этом выход счетного устройства соединен с первыми входами логического и эадающе-сравнивающих устройств, второй вход логического устройства подклн чен к выходу датчика вертикального положения, первый выход — к второму входу первого задающе-сравнивающего устройства и через реле времени к управляющему входу первого ключа„ второй
1391768 выход — к второму входу второго задающе-сраннивающего устройства и к управляющему входу второго ключа, третий выход — к второму входу треть5 его эадающе-сравнивающего устройства и к управляющему входу третьего ключа, выходы первого и второго задаюшесравФивающих .устройств через соответствующие ключи соединены с входом привода углового перемещения вперед, выход третьего задающе-сравнивающего устройства через соответствующие ключи — к входу привода углового перемещения назад, выход второго ключа подключеH к первому входу элемента 11, и т О р О и ВхОЛ K o T o p o I и О д к: т ю ч (I (ч (. p c:3 первый иннертср к выходу псрног о задающе-сраннинающег о устройства, ны..оды второго и третьего эадающс-сравнивающих устройств соединены с входами соотнетственно второго и третьc rn пннерторов, выходы элемента И и третьего инвертора через соответствующие ключи соединены с входом привода вертикального перемещения вниз, а выход второго инвертора через клнч — с входом привода вертикального перемещения внерх.
1391708 4 сЭ 7 t) 8
1391766
Составитель В, Грибова
Техред 1 ЛИдык Корректор - I . !1н ивен «о
Редактор Н.Ковтун
Заказ 1845/1>
Тираж 709 Подписное
ВНИ1ПП1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, IK-35, Рауп ская наб., д. 4/5
Произв дс.твенно — по .и рафическое предприятие, г. Ужгор< i, у. . I I .;, 4
