Система адаптивного управления металлорежущим станком Советский патент 1990 года по МПК G05B19/39 

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, в частности к адаптивному управлению электроприводами металлорежущих станков.

Цель изобретения - повышение надежности работы станка путем повышения надежности контроля температуры элементов силовых цепей главного привода и привода подачи. На чертеже показана схема устройства.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения: Ра и Р - заданная и фактическая мощности резания (эффективная мощность электродвигателя);

ДР Р0 - Р - рассогласование контура регулирования мощности резания; S - текущая подача;

Мн - момент нагрузки привода подачи;

М - момент главного двигателя;

8ЗолАг бЭоп.тг бЗоп.тр.г абсолютные значения допустимых температур главного электропривода, электродвигателя, тиристорного преобразователя, силового трансформатора соответственно;

9 аоп..ап . б Зоп.т.м , д Зоа.то п абсолютные значения допустимых температур .

элементов электропривода подачи: электродвигателя, тиристорного преобразователя, силового трансформатора соответственно;

03.г текущие значения температур элементов главного электропривода: тиристорного преобсд

оо

о со

сп

0

разователя, силового трансформатора, электродвигателя соответственно;

®т,п &тр.п. ,6э,п TeKWHe зна чения температур элементов электропривода подачи; тиристорного преобразователя j, силового трансформатора; электродвигателя соответственно

-й% и 7° Л% л% я°/« В0/ ут.г итр.г э.г ьт.я в-ад1 °Э.в относительные значения температур

тиристорного преобразователяs силового трансформатора, электродвигателя главного электропривода;, тл тех же элементов электропривода подачи соответственно;

wqnc относительное к ®Эсп.э.г зна™ чение температуры наиболее нагретого элемента электрооборудования станка§

U0 - рассогласование контура стабилизации температуры нагрева наиболее загруженного элемента станочного электрооборудования.

Устройство содержит задатчик 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 г. выходом первого усилителя 7, а выход, - с первым входом регулятора 8 мощности, блок 9 ограничения подачи,подключенный выходом к .орому входу регулятора 8 мощности, выход которого соединен с входом привода 10 подачи, содержащего силовую цечь,состоящую из электродвигателя 11 подачи,, силового трансформатора 12 и тиристорного преобразователя 3 и связанного первым выходом с входом объекта 14 управления, главный привод 15, содержащий силовую цепь,состоящую из главного электродвигателя 16, силового трансформатора 17 и тиристорного преобразователя 18S, 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 205 вторым 21 и третьим 22 датчиками температуры, расположенными соответственно на электродвигателе 16, силовом трансформаторе 17 и на тиристорном преобразователе 18 главного электроприво

0

«r

0

5

0

5

5

да 15, четвертый 23, пятый 24 и шестой 25 датчики температуры, расположенные 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 в Son. д.г « Задатчиком 5 устанавливается величина задаваемой мощности резания Pq.

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 . 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 ДР-Pp-T, устанавливает такую подачу S, которая обеспечивает стабилизацию загрузки электродвигателя главного привода на заданной величине Р0 .

Под действием нагрузки все элементы силовых цепей главного электропривода и электропривода подачи начинают нагреваться, причем по-разному, так как условия охлаждения и постоянные времени нагрева каждого элемента различные. Температурные датчики 20 - 25 подают сигналы, пропорциональные соответственно температурам главного двигателя 16 (баг) силового трансформатора главного электропривода 17 (®тр.г;) тиристорного преобразователя 18 главного электропривода (бт.г), двигателя привода подачи 11 Оэ.п ), силового трансформатора 12- привода подачи (6tp.n ) и тиристорного преобразователя 13 привода подачи (8i.n )

5i

на входы пропорционального преобразо вателя 26, где они преобразуются в сигналы, пропорциональные соответственно

6%аа о/од /о

д.г иа,г ; итр.г с/Тр,г

0Эоп.Эг/баоп.тр.г; 6т°г 6т.г

0Эоп.Э.г/0Эопл.г ; 0f,n 6 Э.п

03опЗг/в Эоп. Э,г J бтр п бтр п бЗоп.Эг/вдоплрп; 0 бт.п вЭоп.Зг/бэоп.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. Например, при 7 е „

к входу первого усилителя 3 подключа ется через пропорциональный преобразователь выход датчика 21 и управление загрузкой главного электропривода ведется в функции от 0тр г При увеличении температуры 6трг до допустимого уровня бЗоп э.г (это равносильно увеличению 0уЈг до бэопЭг) регулятор температуры 4 снижает уставку мощности, вследствие чего постепенно снижа1 ется и стабилизируется на заданном уровне 0Тр.г.

Формула изобретения

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

363566

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 подачи, подключенный выходом к второму входу регулятора мощности, выход ко- Ю торого соединен с входом привода

подачи, содержащего силовую цепь,состоящую из электродвигателя подачи, силового трансформатора и тиристорно- го преобразователя и связанного ts первым выходом с входом объекта управления, главный привод, содержащий силовую цепь, состоящую из главного электродвигателя, силового трансфор- . матора и тиристорного преобразовате- 2о ля, связанный входом с выходом

объекта управления, а выходами - с датчиком мощности, вход которого в свою очередь соединен с входом второго усилителя, с первым датчиком 25 температуры, расположенным на электродвигателе главного привода, отличающая ся тем, что, с целью повышения надежности работы станка путем повышения надежности 30 контроля температуры элементов силовых цепей главного привода и привода подачи, в него дополнительно введены второй, третий, четвертый, пятый и шестой датчики температуры, ос расположенные соответственно на силовом трансформаторе главного привода, на тиристорном преобразователе главного привода, на двигателе привода подачи, на силовом трансформаторе и 40 тиристорном преобразователе привода подачи, пропорциональный преобразователь, соединенный многоканальным входом с вторым выходом задатчика температуры, остальными входами - с 45 выходами упомянутых датчиков температуры, и селектор, соединенный входами с выходами пропорционального преобразователя, а выходом - с входом первого усилителя.

®доп.т,гпвд9л. гд г. вдоп.д.п,

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.

/паи

f р I f

-Ж-в FQ л Л.

5

Составитель А.Лащев Редактор М.Недолуженко Техред М.Ходанич Корректор М.Кучерявая

Заказ 108

Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное