Адаптивная система управления энергией удара ковочно-штамповочной машины Советский патент 1992 года по МПК B30B15/20 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции систем управ. оборудованием для обработки давлением, и является дополнительным к изобретению по авт. св. N° 1016215.

Цель изобретения -- повьпнение качества изделий.

На чертеже представлена с.хема предлагаемой системы.

Рабочим органом ковочно-штамповочной машины (КШМ) является ползун I, а измерительными устройствами являются датчик 2 скорости, кинематически связанный с ползуном I, датчик 3-температуры, измеряющий температуру заготовки 4, датчик усилия штамповки на штампе 5 и датчик 6 величины недоштамповки, установленные на неподвижной матрице 7. Управление осуществляется отключением источника 8 энергии от двигателя 9 по сигналу нуль-органа 10 через усилитель П.. Выход датчика 3 температуры и задатчика 12 температурь соединен с входами схемы 13 вычитания, выход

которой соединен с входо.м блока 14 поминального коэффициента уси.тення по температуре и входом блока 5 подстраиваемого коэффициента уснлершя но температуре, а также входо.м блока 16 деления. Выходы датчиков 5 и 6 соединены с входами вычислите.тьного устройства 17, выход которс)го соединен с входом блока 18 вычнтапия и входом статистического фильтра 19, выход которого соединен с другим входом блока 18 вычитания. Вход блока 16 соединен также с входом другого статистического фнльтра 20, выход которого соединен с управ,1як)щим входом блока 15. Входы блока сумматора 21 соединены: первый с входом блока 14, второй с выходом блока 15, третий с фильтром 19, четвертый с задатчиком 22 нормальной скорости, а выход блока сумматора 21 соединен с входом схемы 23 сравнения, к другому входу которой подключен выход датчика 2 скорости. Выход блока 23 соединен с входом нуль-органа И), выход которого соединен с входом усилителя 11.

соединенного с исполнительным органом 24. Задатчик 25 номинального коэффициента усиления по тепературе соединен с ;вторым входом блока 14. .-,

Датчик 26 количества пере.мещений ползуна I подключен к последовательно соединенным счетчику 26, запоминающему устройству 28, цифроаналоговому преобразователю 29, усилителю 30. Второй вход усилите.1Я 30 подключен к выходу задатчика 22 норма.1ьноГ( скорости, а выход - к пятому входу сумматора 21.

Все элементы системы управления являются типовыми устройствами автоматики и имеют функциональные аналоги в виде интегральных схем. В частности, дополнительно введенные в систему элементы могут быть реализованы так: счетчик 27 - 155 Ml; 14, запоминающее устройство 28 - 155 РЕ 3, цифроаналогоБЫЙ преобразователь 29 --.252 ПА 2, усилитель 30 - 252 УД 1,

Система работает следующим образом.

Перед началом работы КШМ на задатчиках температуры 12, скорости 22 и номинального коэффициента усиления 25 устана1,111в; ются номинальные значения параMfTpfjB температуры 7J, , скорости и коэффициента усиления KH, соответствующие 1птп повке данной детали. До помещения за: отовки 4 в н)тамп датчик 3 вырабатывает па1П)яжсние, пропорциона.чьное температуре jjroTOBKii, которо.е вычитается в схеме 13 из нагряженин, установленного на блоке 12. Гизность напряжений, пропорциональная oiк:1(Л(ению температу)ы заготовки от номиiia.ia, подается па блок 14, который, умножая величину нап.ряжения на величину /(« , подает на первый вход сумматора 21 напряжение, пропорциональное поправке Л1i величины скорости 1- , обусловленной отличием температуры заготовки от номинальной. На четвертый вход су.мматора 21 подается 1- блока 22 напряжение, пропорциоHa/ibHoe V . Если на втором и

третьем входах сумматора 21 напряжения равны нулю, то с выхода сумматора снимается напряжение, пропорциональное V,, (требуемой скорости ползуна для njTaMnoBKH данной, конкретной детали). В этом случае эта скорость определяется

1./ I; +1 т(1)

в схеме 23 сравнения из этого напряжения вычитается напряжение на выходе датчика 2 скорости и при достижении ползуном скорости 1,,, на выходе схемы 23 напряжение становится равным нулю. При этом нульорган 10 вырабатывает напряжение, которое, усиленное блоком 11, приводит к срабатыванию исполнительного органа 24 и отключает источник 8 энергии от двигателя 9 КШМ. После этого ползун 1 до момента касания щтампа заготовки двигателя со скоростью, близкой к величине-У,,, Если номинальные значения параметров Т , 1 , Л выбраны правильно и погрещности системы управления малы, то в конце процесса щтамповки щтамп должен сомкнуться, не вызывая усилий на упоре, превышающих допустимую величину . В противном случае при значении скорости Vff меньше требуемого значения щтамп не сомкнется и напряжение на выходе датчика 6, измеряющего величину несмыкания щтампа, будет пропорционально величине необходимого увеличения требуемой скорости, а при значении скорости KU

V бОЛЬще требуемого значения, на упоре

щтампа

выходе датчика 5 возникнут усилия и па появится напряжение, пропорциональное величине необходимого уменьшения требуемой скорости.

Таким образом, на вход вычислитепьного устройства 17 подаются сигналы, по которым вырабатывается ; напряжение, пропорциональное поправке ДУ требуемойскорости V,, для уже отштампованной детали. Величина AV имеет случайный характер, поэтому использование ее для управления без статистической обработки не повышает точности работы системы, и поэтому напряжение с выхода вычислительного устройства 17 подается на вход статистического фильтра 19, который по мере накопления информации 5 вырабатывает среднее значение величины AV и, таким образом, на выходе фильтра 19 вырабатывается напряжение А1/, пропорциональное систематической адаптивной поrpeHJHOCTH определения V,/. Это напряжение подается на третий вход сумматора 21 и на блок 18 вычитания. В блоке 18 из напряжения, пропорционального Л1/, вычитается напряжение, пропорциональное А/, и разность напряжений подается на вход блока 16, где разностное напряжение делится на напряжение, пропорциональное А/. На выходе блока получается напряжение, пропорциональное добавке к номинальному коэффициенту усиления по температуре Л„ (подстраиваемый коэффициент усиления по температуре)AV - Ai/

лГ

тоже является случайной ве,1ичиной, поэтому напряжение с выхода блока 16 подается на выход другого статистического

5 фильтра 20, с выхода которого снимается наиряжение, пропорциона,1ьное среднему значению подстраиваемого коэффициента усиления по температуре А„. Это напряжение подается на управляющпй вход блока 15, с выхода которого напряжеьпне, пропорциональное AVo.

У -Л,,

подается на второй вход сумматора 21. Эти.м достигается компенсация мультипликативной систематической составляющей norpeniности определения номинальных параметров и погрешности работьг системы управления. Таким образом, на выходе сумматора 21 появляется напряжение, пропорциональное требуемой скорости по.чзуна V,, с учето.м погрешностей системы

y, 4,+( + )(2)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для обработки давлением. Цель — повышение качества изделий за счет варьирования энергии удара. Адаптивная система управ.пения энергией удара ковочно-штамповочной машины включает датчик скорости ползуна, датчик температуры заготовки, датчики усилия Н1там- повки и величины недо1нтамповки, а также вычислительное устройство, уси,1ите,'1ь, ну.чь- орган, блок деления, сумматоры, фи,-]ьг[\ задатчики. В ходе технологического процесса режим обработки детали изменяется по оптимальному закону. 1 н.'\.