Следящая система для автоматического копирования

 

О П M С А Н И Е 39Ы34

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. В 23q 3 5/12

Заявлено 15.111.1971 (№ 1638018/25-8) с присоединением заявки №

Гкударвтве .::. :ый камигет

Саеета И;:ииетраа СССР па делам изабретеиай и аткрытий

Приор итет

УДК 62-503.55 (088.8) Опубликовано 28.Ч111.1973. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 8.1.1974

Авторы изобретения

А. Д. Поздеев, В. С. Андреев, М. И. Коваль и H. T. Малюк

Заявитель

СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОПИРОВАНИЯ

Предлагаемая система относится к области автоматического управления металлорежущими станками и может быть применена во фрезерных, то карных, карусельных станках.

Известна система автоматического копирования замкнутого контура с простым копировальным прибором, имеющим один индуктивный датчик. Для автоматизации копирования замкнутого контура сигнал индуктивного датчика подается на первичную обмотку синусо-косинусного вращающегося трансформатора, управляющего исполнительными приводами подачи, и одновременно на привод поворота ротора синусно- косинусного трансформатора, Питание прибора осуществляется однофазным напряжением.

Однако в динамических режимах,;например, при копировании внутренних углов с малымн радиусами эквидистанты, максимальный угол поворота вектора результирующей скорости на ее номинальной установке составляет лишь

+ - 45 . На скоростях меньше номинальной принципиально может быть получен большой угол поворота с пределом 90 на минимальной установке, однако это достигается за счет значительного увеличения, динамической ошибки и сопровождается увеличением .заданной скорости ко пирования в несколько раз, что недопустимо. Это обуславливает применение системы для Обрабопки только определенного типа деталей и накладывает на систему ограничение по максимальной скорости и динамической точности копирования.

Целью изобретения является увеличение

5 скорости и точности копирования.

Это достигается тем, что B систему дополнительно введен выпрямитель, через который выход индуктивного датчика и задатчик скорости копирования .подключены ко входу мо10 дулятора, выход |которого под|ключен ко второй оомотке вращающегося трансформатора.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемой системы; на фиг. 2 — графическое пояснение принципа действия системы.

15 Следящая система состоит из копировального прибора (КП) 1 с одним индуктивным датчиком, синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) 2, выпрямителя 8, задатчика скорости 4, элемента сравнения 5, 20 модулятора б, управляемого двигателя 7, редуктора 8 между выходным валом,двитателя и осью ротора вращающегося трансформатора, привода подач 9:.по оси Х и привода подач 10 по осп Y. К.задатчпку скорости подает25 ся задающее напряжение U, постоянного тока.

Для согласованного .выхода копировально го прибора с управляемым .двигателем и вращающимся трансформатором могут быть установлены усилители мощности 11 II 12.

30 Система работает следующим образом.

395234

Задатчиком скорости 4 копирования устанавливается требуемая скорость. При равенстве угла копирования углу поворота ротора

СКВТ 2 относительно задающей статорной обмотки якорь копировального прибора находится на своей оси (т. е. ошибка, копирования равна нулю, и на выходе КП 1 сигнал отсутствует, а скорости подач по осям Х и У определются величиной напряжения на задающей статорной обмотке СКВТ 2 и углом ловорота ротора СКВТ 2 относительно этой обмотки, т. е. соответственно величиной управляющих напряжений U,- и U (см. фиг. 2б).

При появлении ошибки копирования, т. е. отходе якоря КП 1 от среднего положения, на выходе прибора появляется напряжение, пропорциональное величине отклонения Л, которое поступает через выпрямитель и элемент сравнения на модулятор б и на вторую статорную обмотку СКВТ 2. В результате сложения сигналов задающего напряжения U„и пропорционального ошибке Л, результирующее напряжение на за дающей обмотке СКВТ 2 уменьшается, а при еще большей величине Л меняет фазу на 180 эл. град.

Одновременно сигнал, про порциональный ошибке Л, подается на управляющую обмотку двигателя 7. Последний поворачивает ротор

СКВТ 2 в таком направлении, что результирующая скорость обеспечивает уменьшение ошибки слежения Л. При достаточном коэффи циенте усиления усилителя 12 и отсутствии зоны нечувствительности в усилителе и у двигателя 7 на плавном контуре ошибка слежения теоретически может быть снижена до нуля. Двигатель 7 является интегратором ошибки слежения Л.

Таким образом, в рассматриваемой копировальной системе слежение по пути осуществляется по двум каналам: по каналу прямого слежения через усилитель 11 и по каналу интегрального слежения через усилитель 12 и двигатель 7. Следящая система по интегральному каналу имеет астатизм второго порядка по,пути, что на порядок выше, чем по прямому. Благодаря этому, в статических режимах (копирование плавных контуров) ошибка слежения Л мала. Однако быстродействие следящей системы по интегральному каналу значительно хуже, чем по прямому. Поэтому управление копированием в динамических режимах (копирование внутренних углов) осуществляется, в основном, по прямому каналу. При этом необходимый поворот вектора результирующей скорости Ур достигается за счет появления следящей составляю цей скорости V,„ значительной величины, пропорциональной ошибке Л. Во время и после окончания переходного процесса двигатель 7 поворачивает

СКВТ 2 и устраняет ошибку Л.

На фиг. 2 приведены диаграммы управляющих напряжений U, U„- напряжений на задающей статорной обмотке U, и следящей обмотке U,.„результирующего вектора U и угла обмена ср, результирующего вектора скорости подачи при появлении ошибочки (например, при врезании в деталь) для предлагаемого устройства (см. фиг. 2, г, е,) и известного устройства (см. фиг. 2, з, д.), на которых видно, что угол обмена Ч для предлагаемого устройства на максимальной скорости копирования составляет +- 135, а для известного устройства только лишь+. 45".

Предмет изобретения

Следящая система для автоматического копирования, выполненная в виде вращающегося трансформатора, ко входам которого подсоединены соответственно выход копировального прибора с одним индуктивным датчиком, управляемый от копировального прибора двигатель и через модулятор задатчик скорости, отличающаяся тем, что, с целью увеличения скорости и точности копирования, в систему дополнительно введен выпрямитель, через который выход индуктивного датчика и задатчик скорости копирования подключены ко входу модулятора, выход которого подключен ко второй обмотке вращающегося трансформатораа.