Устройство для моделирования параметров системы управления круглошлифовального станка Советский патент 1988 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к области вьгаислительной техники и может быть использовано для синтеза и автоматизированного проектирования параметров системы управления круглошли- фовальным станком, в частности, управляемым от ЭВМ.

Цель изобретения - расвшрение функциональных возможностей устрой- ства за счет учета управляющего воздействия на исполнительный механизм.

На чертеже изображено устройство.

Устройство содержит круглошлифо™ вальный станок 1 с редуктором 2 и винтом 3 подачи шлифовальной гайки 4, обрабатываемую деталь 5, электродвигатель 6 постоянного Тока, линейный датчик 7 и круговой датчик 8 обратной связи, блок 9 опорного нап- ряжения, суммалгор 10, блок 11 дифференцирования, блок 12 умножения, блок 13 нелинейности типа экспонента, интегратор 14, ключи 15 и 16, усилители 17 и суммирующий усилитель 18, делители 19-21 напряжения. Станок 1 с редуктором 2 и винтом 3 подачи пшифовальной бабки 4, обрабатываемая деталь 5, электродвигатель 6 постоянного тока, линейный датчик 7 и круговой датчик 8 обратной связи включены в физическую модель кругло- шлифовального станка 22, Делитель напряжения 21 и интегратор 14 представляет собой интегрирующее звено с управляемой постоянной интегрирования, предназначенное для формировани сигнала, пропорционального времени цикла шлифования, в течение кото- грого производится соответствующее изменение угфавляющего воздействия системы управления, например измене- нив величинь подачи t, пшифовальной бабки .4. Делители напряжения 19 и 20, ключ 15 и суммирующий усили- тель 18 в совокупности образуют блок формирования сигнала, пропорционального номинальному значению управляе- мой величины, т.е. пропорционального величине подачи t шлифовальной бабки 4, I

Устройство работает следующим

образом.

Физическая модель шлифовального станка 1 с редуктором 2 и винтом 3 подачи шлифовальной бабки 4, линейный датчик 7 и круговой датчик 8 обратной связи, а также обрабатываемая деталь 5 являются реальными, т.е.

- .

составляют реальную часть. Электродвигатель 6 постоянного тока является исполнительным приводом модели и через редуктор 2 и винт 3 задает перемещение шлифовальной бабки 4, пропорциональное входному сигналу U, поступающему с выхода сумматора 10 через усилитель 17.

Сигнал и формируется следующим образом.

На основе постоянного напряжения, поступающего от блока 9 опорного напряжения, с помощью третьего делителя напряжения 21 и интегратора 14 формируется сигнал, пропорциональный времени цикла шлифования, в течение которого изменяется управляемая величина, и поступает на вход блока 13. На его выходе формируется сигнал соответствующий прямолинейному или экспоненциальному законам изменения управляющего -воздействия системы управления в течение времени Т цикла шлифования, т.е. соответственно сигнал - (1 . Г ) или сигнал - е где ot и oij - коэффициенты, пропор- циональные постоянной времени, и поступает на первый вход блока 12 у шожения.

Одновременно на основе постоянного напряжения, поступающего от блока 9 опорного напряжения, с помощью делителей напряжения 19 и 20 формируются сигналы, соответствующие двум заданным номинальным величинам подачи t, т.е. t const и tf,j, const. При замкнутом ключе 15 указанные сигналы поступают на вход усилителя 18, на выходе которого формируется сигнал - (t« + «2 ) либо при замкнутом ключе 15 сигнал - t., 7.

поступает на второй вход блока 12 ум ноже шя, кроме этого, в положении I ключа 16 на второй Вход сумматора 10 Таким образом, -в положении I ключа 16 формируется сигнал, поступающий на второй вход сумматора 10, соответствующий задаваемому ступенчатому изменению величины подачи t, в течение времени С цикла шлифов а- ния5 которое имеет вид

t, + t const при tnCT) ( (1

tn const

при

где Т, - время, при котором производится ступенчатое изменение величины

314

подачи t путем размыкания ключа 15, осуществляемого по управляющему сиг налу, поступающему от интегратора 14 (не показано).

В положении II ключа 15 на второй вход сумматора 10 поступает сигнал от блока 12 умножения, в котором на основе сигналов, поступающих от усилителя 18 и от блока 13, формируется результирующий сигнал, соответствующий прямолинейному или экспоненциальному законам снижения величины подачи t, который при замкнутом ключе 15 имеет вид

tH(T) (t + t )(1 -А„Т)

ппт А / (Г . ( 1

при

либо

tnCT) (tn, + t) е при ,

где (-ц - суммарное время цикла шлифования .

Возможно также формирование сигналов, поступающих на второй вход сумматора 10, которые имеют вид

t,

const

при

(tn + t. )(1 -ct T) при

i iu,

Ьн t const при

-i(tl,.t;..e-

где. и c - коэффициенты, пропорциональные постоянной времени.

Дпя этого при замкнутом ключе 15 в течение времени цикла Т . с ключ 16 находится в положении I, и сигнал от усилителя 18 аналогично описанному выше поступает на второй вход сут 1матора 10. При времени цикла Г по управляющему сигналу, поступающему от интегратора 14 (не показано), ключ 16 переводится в положение II, Таким образом, далее на второй вход сумматора 10 поступает сигнал, формируемый в блоке 12 умножения аналогично описанному вьппе, В итоге обеспечивается реализация законов (4) и (5) изменения величины подачи

t,. в течение цикла шлифования, п

100704

Фактическое перемещение S шлифовальной бабки 4 измеряется с помощью линейного датчика 7 либо косвенно с помощью кругового датчика 8 поворота винта 3 подачи шлифовальной бабки 4. Для получения сигнала о фактической скорости , перемещения щлифовальной бабки 4 решается уравнение вида

10

t(t) о(.5(€)/оС.Г(6)

путем дифференцирования в блоке 11 сигнала, поступающего от линейного

J5 датчика 7 либо от кругового датчика В обратной связи в зависимости от конструкции моделируемой реальной системы управления круглошлифоваль- ным станком 1. На выходе блока 11

20 дифференцирования формируется сигнал, пропорциональный текущему значению фактической скорости перемещения шлифовальной бабки 4 в течение времени Т цикла шлифования, и посту25 пает на первый вход сумматора 10 как величина -t. В итоге на выходе сумматора 10 формируется суммарный сигнал -и, а на выходе усилителя 17 - сигнал И, который поступает на управ2Q ляющий вход электродвигателя 6.

Изменением величин t

Hi Hj

6ц, а также коэффициентов oi. , , «(,,Ис , входящих в уравнения (1)- (5), возможно моделирование параметров системы управления круглошлифо BaJibHoro станка 1.

Сигнал и, поступающий на вход электродвигателя 6, задающего перемещение шлифовальной бабю 4, форми40 руется на основе сигналов, поступающих на входы сумматора 10 и пропорциональных соответственно задаваемому системой управления изменению величины подачи t и фактической

д5 скорости tф перемещения шлифовал ьной бабки 4. Последний сигнал, в свою очередь, зависит как от характеристики редуктора 2 и винта 3 подачи шлифовальной бабки 4 (например, жесткости), так и от параметров процесса резания при обработке детали 5 (например, радиальной составляющей силы резания). Таким образом, и сигнал и зависит от параметров процесса резания детали 5.

Следовательно, с помощью устройства возможен анализ взаимосвязи параметров системы управления и задаваемых ею режимов обработки с фи50

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено для синтеза и автоматизированного проектирования параметров системы управления круглошлифовальным станком, в частности, управляе- ; мым от ЭВМ. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет учета управляющего воздействия на исполнительный механизм. Для этого в устройство введены первый, второй и третий делители напряжения, интегратор, блок нелинейности типа экспонента, блок умножения, ключи и суммирующий усилитель. Данное устройство позволяет анализировать взаимосвязи параметров системы управления и зaдaвae в lx ею режимов обработки с физическими rtpo- цессами, возникающими в процессе резания обрабатываемой поверхности детали, а также позволяет выбрать оптимальные параметры системы управления, обеспечивающие заданную точность обработки. 1 ил. С/)