Следящая система программного управления станком

 

Союз Советских

Социалистических реснубпнк (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16.11.77(21) 2544070/18-24 с присоединением заявки М (51)М. Кл, Ц 05 В 19/40

3Ьвудауавеиьй кенитет

Фстр вв валам иэвбретеиий в етирытий (23) Пркоритет—

Опубликовано 05.02.80 . Бюллетень Ж 5 (53) УДК621.503.. 55 (088.8) Дата опубликования описания 10.02.80 (72) Автор изобретения

А. Г. Лавре.хо (7I ) Заявитель Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков (54) СЛЕДЯШАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ

Изобретение относится к области авторегулированпя и может быть использовано в системах программного управления металлорежушими станками.

Известна следящая система с регулированием по ошибке и ее производной, содержащая последовательно соединенные первый и второй синусно-косинусные вра шаюшиеся трансформаторы, установленные соответственно на командной и исполнительной осях, сумматор, усилитель и двигатель, вал которого через редуктор сочленен с исполнительной осью, первый и второй тахогенераторы, установленные соответственно на командной и исполнительной осях, причем выходы тахогенераторов встречно-параллельно подключены к другим входам сумматора 1).

Известна также следяшая система с регулированием по ошибке и производной от входного возд. йствия, отличающаяся от описанной отсутствием второго тахогенерато л j2).

Недостатком известных систем является невозможность регулирования в каждой из них одновременно по двум производным: от ошибки и от входного воздействия.

Этот недостаток частично устранен в корректирующем устройстве для следящего злектропривода, содержащем последовательно соединенные блок синхронизации (программных и тактируюших импульсов), делитель, частоты, фазовый дискриминатор и сумматор (управляющих воздействий), датчик перемещения, выход которого подключен ко входу фазового дискриминатора, последовательно соединенные дешифратор рассогласования, входы которого подключены к выходам соответственно делителя частоты и датчика перемещения, регистр памяти динамической ошибки и формирователь импульсов компенсации скоростной ошибки, вход которого подключен к выходу блока синхронизации, а выход — ко входу сумматора $3j.

7143

ЯО

Нечостатком данного устройства является низкая точность компенсации динамической ошибки в области высоких частот скоростных импульсов (измененйем длительности которых в зависимости от динамической ошибки и осуществляется ее компенсация). Это обусловлено тем, что длительность скоростных импульсов устанавливается, как правило, близкой к минимальному периоду их следования (с целью повышения плавности слежения ня низких частотах), а динамическая ошибка, например, от ускорения до максимальных частот может достигать несколько десятков дискрет Поскольку один скоростной импульс соответствует рассогласованию в одну дискрету, то очевидно, что для компенсации максимальной динамической ошибки потребовалось бы многократное увеличение длительности скоростнь х импульсов, что невозможно.

Целью изобретения является повыше ние быстродействия и точности системы введением регулирования по динамической ошибке и ее производной.

Это достигается тем, что в следящую систему программного управления станком, содержащую последовательно соединенные блок задания программы, первый делитель частоты, первый фазовый дискриминатор, первый сумматор, при-, вод и датчик перемещения, вьгход которого подключен ко второму входу первого фазового дискрминатора, & также преобразователь частота — напряжение, вход которого подключен к выходу блока задания программы, а выход — ко второму ходу первого сумматора, введены последовательно соединенные второй сумматор, 40 второй делитель частоты и блок совпадения, я также последовательно соединенные третий сумматор, третий делитель частоты и второй фазовый дискриминатор, второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты, а выход—

45 к третьему входу первого сумматора, второй вход блока совпадения соединен с выходом блока задания программы, третий вход — с выходом датчика переЯ) мешения, а выход — с первыми входами второго и третьего сул мяторов, вторые входы которых соединены с выходом блока задания программы.

Структурная схема системы предстяв55 лена на чертеже.

Система содержит последовательно соединенные блок 1 задания программы, первый целитель 2 частоты, пгрвый фя88

4 зовый дискриминатор 3, первый сумматор 4, привод 5, датчик 6 перемещения, например сельсин, выход которого подключен ко входу первого фазового дискриминатора 3, преобразователь 7 частота — напряжение, вход которого подключен к выходу блока 1 задания программы,, а выход — ко входу первого сумматора

4, последовательно соединенные второй сумматор 8, вход которого подключен к выходу блока 1 задания программы, второй делитель 9 частоты и блок 10 совпадения, входы которого подключены к выходам соответственно блока 1 задания программы и датчика 6 перемещения, а выход — к другому входу второго сумматора 8, последовате :но соединенные третий сумматор 11, входы которого подключены к выходам соответственно блока 1 задания программы и блока 10 совпадения, третий делитель частоты 12 и второй фазовый дискриминатор 13, вход которого подключен к выходу первого делителя 2 частоты, а выход — к другому входу первого сумматора 4.

На чертеже введены следующие обозначения:

Р— чя -.гота задяюши.х импульсов„

"е= т 4, raeРги f частоты тактовых и программных импульсов; „, à — частоты импульсов компенсации скоростной и динамической ошибок, причем 7 )> п > где Ъ вЂ” делитель импульсов.

l частоты импульсов, модулированных по фазе в функции частот Уг H Г1, частота импульсов датчика перемещения; напряжение ошибки; напряжения компенсации скоУ ростной и динамической ошибок.

Система работает следующим образом.

В установившемся режиме слежения напряжение U„"-1„= 8 C&64 и соответствуе1, заданной скорости, напряжения 05= 5-Ч,= и Ut "Ч -9 =О,где 4 — фаза импульсов, При этом импульсы Ухи У находятся в противофазе, блок 10 закрыт, а импульсы Р отсутствуют. Компенсация динамической он ибки осуществляется по фазовому отст явяпию (опер";жэнию) h 9 импульсов f+ относительно импульсов

B гжиме сл ж ния с заданным ускорением. При угмлич нни ошибки go

714358

Р=Ьф1-й дискреты происходит частичное совпадение по фазе соответствующей пары импульсов 4» и ч . Блок 10 открывается и выдает первую пачку импульсов Fg на входы сумматоров 8 и

11, разноименные относительно друг друга и знака ошибки ЬЧ (например, на суммирующий и вычитеюший входы при =ФД, и на вычитающий и суммирующий входы при 5 = - g ? . Количест-, во и частота импульсов F равны соотвЕтственно Q4g / и Fe где М дискретность системы. (Сумматор 8 и делитель 9 преобразуют импульсы Р .? в пропорциональное смешение по фазе следую15 ших импульсов У вслед зе импульсами

УХ до восстановления исходной противоположности их фаз). Блок 10 закрывается, исключая вьщачу ложных импульсов

??pH = 5 4) "oo??$t., 20

При последующем изменении ошибки до (= A+„.+ Я блок 10 вновь открывается и вьшает на соответствующие входы сумматоров 8 и 11 вторую пачку импульсов Fgg . Далее процесс повторяется, как бьшо описано выше.

Таким обрезом, кеждому приращению ошибки 2N .? О ". hgсoответcтвyет пачка с пропорционел ным количеством. им30 пульсов I=g< -Р „,+Р „. Следовательно„

Ъ = б(ьЧ ) Jdt

Сумматор 11 и делитель 12 преобразуют импульсы f(в пропорциональное смешение по фазе импульсов в на35 правлении, противоположном смешению импульсов У . Дискриминатор 13 преобразует разность фезТ pQg в напряжение U g с требуемым законом его изме® )4 при с "с?" и " " 0

-I »4 ga --o

Требуемая добротность системы по ускорению устанавливается выбором соответствующего коэффициенте передачи дискриминатора 13 и может достигать значений, при которых ОшибкеЬ не превышает 1-ой дискреты.

Технико — экономический эффект от предлагаемой следящей системы выражется в повышении точности и производится льности металлорежуших станков с чи .ловь?м программным управлением. формул,а изобретения

Следящая система программного управления станком, содержащая последовательно соединенные блок задания программы, первый делитель честоты, первый фазовый дискриминатор, первый сумматор, привод и датчик перемещения, выход которого подключен ко второму входу первого фазового дискриминатора, а также преобразователь частота-напряжение, ехоп которого подключен к выходу блока задания программы, а выход— ко второму аходу первого сумматоре, отлич ающаясятем,что, с целью повышения быстродействия и точности системы, в нее введены последовательно соединенные второй сумматор, второй делитель частоты и блок совпадения, а также последовательно соединенные третий сумматор, третий делитель частоты и второй фазовый дискриминатор, второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты, а выходк третьему входу первого сумматоре, второй вход блока совпадения соединен с выходом блока задания программы, третий вход — с выходом датчика перемещения, а выход — с первыми входами второго и третьего сумматоров, вторые входы которых соединены с выходами блока задания программы.

ИстОчники информации? принятые во внимание при экспертизе

1. В. А. Бесекерский и др. Теория систем автоматического регулирования„

М., "Энергия", 1972, с. 253.

2. Там же, с 253.

3. Авторское свидетельство СССР

No. 408278, кл. 8 05 В 19/18, 1972 (прототип) .

714358

Составитель Н. Еелинкова

Редактор С. Равве Техред М. Петко Корректор Т. Скворцова

Заказ 9286/44 Тираж 956 Подписное

Ul-!ИИПИ Государственного комитета СССР

t1o jlelIotv1 изоб! "TpfIHA и открь тий

113G35; Москва, Ж-35, Раун;ская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патенr", r. Ужгород, ул. Проектная, 4