Система адаптивного управления металлорежущим станком

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, в частности к адаптивному управлению электроприводами металлорежущих станков. Изобретение позволяет повысить надежность работы станка путем повышения надежности контроля температуры элементов силовых цепей главного привода и привода подачи. Устройство содержит задатчик 1 температуры, элементы сравнения 2,6, усилители 3,7, регулятор температуры 4, задатчик мощности 5, регулятор мощности 8, блок органичения подачи 9, привод подачи 10, объект управления 14, главный привод 15, датчик мощности 19, датчики температуры 20 - 25, пропорциональный преобразователь 26, селектор 27. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 В 19/39

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4413412/24-24 (22) 22.04.88 (46) 15.01.90. Бюл. и"-. 2 (71) Ульяновское головное специаль.— ное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков и Московский энергетический институт (72) А,В.Коробко, В.A.Åëèñååâ и С.В.Севастьянов (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1205130, кл. G 05 В 19/38, 1984. (54) СИСТЕМА АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ

МЕТАЛЛОРЕЖупоГА СТАНКОМ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, в частности к адаптивному управлению электроприводами металлорежущих станков.

° Цель изобретения — повышение на-. дежности работы станка путем повьппения надежности контроля температуры элементов силовых цепей главного привода и привода подачи, На чертеже показана схема устройства, На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения: Р, и P — заданная и фактическая мощности резания (эффективная мощность электродвигателя);

ЬР .= Ро — P — рассогласование контура регулирования мощности резания;

S — текущая подача;

„.Я0„„1536356 А1

2 в частности к адаптивному управлению электроприводами металлорежущих станков. Изобретение позволяет повысить надежность работы станка путем повы- шения надежности контроля температуры элементов силовых цепей- главного привода и привода подачи. Устройство содержит задатчик 1 температуры,элементы сравнения 2,6, усилители 3,7, регулятор температуры 4, задатчик мощности 5, регулятор мощности 8, блок ограничения подачи 9, привод подачи 10, объект управления 14,главный привод 15, датчик мощности 19,датчики температуры 20 — 25, пропорциональный преобразователь 26, селектор 27 . 1 ил, М„ — момент нагрузки привода подачи; СГ

М вЂ” момент главного дви- ©

3 гателя;, . 1Ь аоп.д - 8 акоп,—,,г s Оаоп.тр.г абсолют- в ° ные значения допустимых температур главного электропривода, электродви- © гателя, тиристорного преобразователя, О силового трансформатора соответственHOi

8аоп.,3п б Доп,т.ц 8Раплоп. ные значения допустимых температур элементов электропривода подачи: электродвигателя, тиристорного преобразователя, силового трансформатора соответственно;

gò g» g .< текущие ния т емпе р атур элеме нто в глав ного электропривода: тиристорного преоб1536356 разователя,, силового трансформатора, электродвигателя соответственно;

8. (Д .р 6 текущие зна чения температур элементов электропривода подачи: тиристорного преобразователя„ силового трансформатора; электродвигателя соответственно; д !. „ql " д 1 yp r yr дтпл > йтрq> 8.8 относйтельные значения температур тиристорного преобразователя, силового трансформатора, электродвигателя главного электропривода, и тех .же элементов электропрквода подачи соответственно;

8 — относительное К 8 и @» знамакс 0 чение температуры наиболее нагретого элемента электрооборудования станка„

66 — рассогласование ксктура стабилизации температуры нагрева наи-более загруженного элемента станочного электрооборудования, Устройство содержит задат .ик 1 температуры, связанный первым выходом с первым входом первого элемента 2 сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя

3, а выход - к входу регулятора 4 температуры, задатчик 5 мощности,подключенный входом к выходу регулятора температуры, а выходом — к первому входу второго элемента 6 сравнения, второй вход которого связан с выходом первого усилителя 7„ а выход— с первым входом регулятора 8 мощности, блок 9 ограничения подачк,подключенный выходом к -:орому входу регулятора 8 мощности, выход которого соединен с входом привода 10 подачи, содержащего силовую цепь,состоящую из электродвиг ателя 11 подачи, силового трансформатора 12 и тиристоркого преобразователя 13 и связанного первым выходом с входом объекта I4 управления, главный при-вод 15 содержащий силовую цепь,состоящую из главного электродвигателя

16, силового трансформатора 17 и тиристорного преобразователя 18„ связанный входом с выходом объекта 14 управления, а выходами с датчиком

19 мощности, выход которого в свою очередь соединен с входом второго усилителя 7, с -первым 20, вторым 21 и третьим 22 датчиками температуры, расположенными соответственно на. электродвигателе 16 силовом транс= форматоре 17 и на тиристорнсм преобразователе 18 главного электропривода l5 четвертый 23, пятый 24 и шесток 25 датчики температуры, расположекные соответственно на электродвигателе 11, силовом трансформаторе 12 и тиристорном преобразователе 13 привода 10 подачи, пропорциональный преобразователь 26, соединенный многоканальным входом с вторым выходом задатчика 1 температуры, остальными входами — с выходами вышеупомянутых датчиков 20-25 температуры и селектор 27, соединенный входами с выходами пропорционального преобразователя 26, а выходом — с входом первого усилителя 3.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии задатчиком 1 устанавливается допустимая температура нагрева электродвигателя главного привода 9 о g г „ Задатчиком 5 устакавливается величина задаваемой мощности резания Р .

При пуске устройства в работу напряжение задатчика 5 проходит через элемент 6 сравнения, регулятор 8 мощности и вызывает перемещение приводом 10 подачи инструмента к детали с подачей Sg a. В момент врезания нагружаются электродвигатели 11 и 16 привода подачи и главного привода, и на второй вход элемента 6 сравнения поступает сигнал, пропорциональный мощности нагрузки двигателя главного привода. Выходной сигнал элемента 6 сравнения, пропорциональный разности Р-Р©- Р, устанавливает такую подачу Б, которая обеспечивает стабилизацию загрузки электродвигателя главного привода на заданной величине Рв.

Под действием нагрузки все элементы силовых цепей главного электропривода и электропривода подачи начина" ют нагреваться, причем по-разному, так как условия охлаждения и постоянные времени нагрева каждого элемента разли тные. Температурные датчики 20—

25 подают сигналы, пропорциональные соответственно температурам главного двигателя 16 (8g„), силового трансформатора главного электропривода

17 (9,.„ ), тиристорного преобразователя 18 главного электропривода (Hr,r)> двигателя привода подачи 11 (В q ), силового трансформатора 12- привода подачи (8 ) и тиристорного преобразователя 13 привода подачи (О .z ) 5 153 на входы пропорционального преобразователя 26, где они преобразуются в сигналы, пропорциональные соответственно л% % % т 6г =о o,г тр.г = о тр,r

6356 6

I регулятора температуры, а выходом— к первому входу второго элемента сравнения, второй вход которого связан с выходом второго усилителя, а выход — с первым входом регулятора мощности, блок ограничения пода10

20

> Вйоп,дг/83on,трг От.r = От.г < о/р

Haori.а,,/Оаоп.т г; О7;„= О Э.я.

Ofe

Haoo ar/8ao, а,.; 8«

= Втр.п 83on.Эх/Одоп ip.п 6 g и =

= дт=.п Одоп,дг/Ваоп,т.п

С выхода пропорционального преобразователя 26 эти сигналы подаются на входы селектора 27, где из них выбирается максимальный, после чего подключается соответствующий канал контролирования температуры. Напри% / "/ь % % ц чь

4 аг тт, gn тр.: к входу первого усилителя 3 подключается через пропорциональный преобразователь выход датчика 21 и управление загрузкой главного электропривода ведется в функции от 8 or . При увеличении температуры Дтрг до допустимого уровня 6 о„g г (это равносильно увеличению 8 " „ до 8 o@r), регулятор температуры 4 снижает уставку мощности, вследствие чего постепенно снижается и стабилизируется на заданном уровне 8rp.r °

Фо рмул а из о б р е т ения

Система адаптивного управления .металлорежущим станком, содержащая задатчик температуры, связанный первым выходом с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя, а выход — к входу регулятора температуры, задатчик мощности, подключенный входом к выходу

45 чи, подключенный выходом к второму входу регулятора мощности, выход которого соединен с входом привода подачи, содержащего силовую цепь, состоящую из электродвигателя подачи, силового трансформатора и тиристорного преобразователя и связанного первым выходом с входом объекта управления, главный прйвод, содержащий силовую цепь, состоящую из главного электродвигателя, силового трансформатора и тиристорного преобраэователя, связанный входом с выходом объекта управления, а выходами — с датчиком мощности, вход которого в свою очередь соединен с входом второго усилителя, с первым датчиком температуры, расположенным на электродвигателе главного привода, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы станка путем повышения надежности контроля температуры элементов силовых цепей главного привода и привода подачи, в него дополнительно введены второй, третий, четвертый, пятый и шестой датчики температуры, расположенные соответственно на силовом трансформаторе главного привода, на тиристорном преобразователе главного привода, на двигателе привода подачи, на силовом трансформаторе и тиристорном преобразователе привода подачи, пропорциональный преобразователь, соединенный многоканальным входом с вторым выходом задатчика температуры, остальными входами — с выходами упомянутых датчиков температуры, и селектор, соединенный входами с выходами пропорционального преобразователя, а выходом — с входом первого усилителя.

1536356

Составитель А.Лащев

Техред И. Ходанич Корректор И. Кучерявая

Редактор И,Недолуженко

Заказ 108 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101