УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ КОПИРОВАЛЬНОГО СТАНКА Советский патент 1970 года по МПК B23Q35/126 

Известны устройства для управления приводами копировального станка, в которых копировальный прибор с ВЫХОДНОЙ информацией в виде трех сигналов, отображающих перемещения пальца копировального прибора по нормали к копиру в проекциях на координатные ОСИ, соединен с блоком формирования сигналов управления каждым приводом подачи через сумматор сигналов копировального прибора И блок сравнения выходного сигнала сумматора с опорным сигналом. Однако известные системы не обеспечивают строчечного копирования.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что, с целью повын1ения точности, сумматор выполнен в виде алгебраического блока с делителями, обеспечивающими теоретически минимальные отклонения полученной суммы ог расчетной геометрической и геометрического блока суммирующего сигналы копировального прибора, выход которого соединен с одними из обмоток реле алгебраического блока, а другие обмотки соединены с ОДНИМ ИЗ датчиков копировального прибора так, что при помоиди контактов реле делитель с больщим коэффициентом передачи соединен с большим ИЗ входных сигналов алгебраического блока. Для автоматического обхода контура И повыщения астатизма системы при строчечном копировании блок формирования

касательной составляющей суммарного сигнала соединен с геометрическим блоком сумматора, а блок формирования нормальной составляющей соединен с блоком сравнения выходного алгебраического блока сумматора и опорного сигнала.

На фиг. 1 дана блок-схема управления копировально-фрезерным станком; па фиг. 2 - блок-схема алгебраического сумматора; на 0 фиг. 3 - принципиальная схема алгебраического сумматора; на фиг. 4 - векторная диаграмма напряженпй, являющихся отображепием перемещений пальца и скоростей копирования, где обозначено суммарное переме5щение пальца Lv , составляющие перемещения иальца Ux, Uy, Hz, суммарная скорость подачи Vv И касательная V,; и нормальная УН, составляющне скоростн подач.

Предлагаемая система управлення состоит

0 ИЗ трехкоордннатного копировального прибора 1 (см. фиг. 1), блока коммутацип сигналов копировальиого прибора 2, геометрического сумматора 3 сигналов датчиков копировального прибора, усилителя 4 сигналов геометрического сумматора, амплитудного ограничителя 5, усилителя 6 сигнала после огранпчителя усплителя 7, формирующего касательную составляющую сигнала управлепия, усилителя 8 сигнала датчика, измеряющего величину проекции перемещения пальца на

направление, нормальное нлоекостн копнровання, выпрямнтелей 9 и 10 енгналов, поетупающих в алгебраический сумматор 11, блока сравнения 12 выходного сигнала алгебраического сумматора с опорным сигналом, модулятора 13, усилителя 14 нормальной составляющей сигнала унравления, выпрямителя блокировки 15, суммирующего усилителя 16, фазочувствительных усилителей 17 и 18, питаемых напряжениями переменного тока, сдвинутых между собой на 90 эл. град, блока коммутации 19 сигналов управления силовыми ириводами, усмлигелей 20, 21 и 22 мощности сигналов управления, иснолнительных двигателей 23, 24 и 25 подачи рабочих органов 26: 27 и 28, блока сравнения сигнала осевого датчика 29 копировального прибора с опорным сигналом и фазочувствительного усилителя 30 сигнала управления осевого привода.

Алгебраический сумматор 11 содержит реле Р с обмоткой PI, соединенной с вынрямнтелем 9 п обмоткой Р-г, соединенной с вынрямнтелем 10, причем контакты реле Р соединяют делители Дг, До (см. фиг. 2 и 3) е выпрямптелямн 9 и 10 (см. фиг. 1).

Система управления действует следуюп1,нм образом.

Фазовое управление двумя следящими подачами от трехкоординатного копнровального ирибора осуществляется на основании ииф,ормации о текущем угле копирования ф (см. фиг. 4) и о скаляриой величине геометрической суммы сигиалов /а всех трех датчиков копировального прибора.

Текущий угол копироваиия формируется в виде сдвига по фазе суммариого напряжеиия двух датчиков, измеряющих составляющие перемещеиия пальца в илоскости копирования, ио отиошеиию к напряжению одного из иих. Эта геометрическая сумма формируется блоком 3 (см. фиг. 1). Например, при коиироваиии в плоскости ХОУ, суммируются сигналы 6х и UY- Получеииый в результате суммирования сигнал йхг сдвинут иа угол ф но отношению к сигналу Ux (см. фиг. 4). При копировании в плоскостях XOZ или У02 получают сигналы Uxz нли Uyz, суммируя, соответственно, Ux с Uz или Uy с UzСуммарная величина геометрической суммы сигналов t/i всех трех датчиков копировальиого прибора получается в блоке // нутем алгебраического сложения двух сигналов иа делителях Д и До (см. фиг. 2).

Один из этих сигиалоБ получается иосле вынрямлення выпрямителем 9 выходного сигнала блока 3, а другой - после усиления усилителем 8 и выиря ллення выпрямителем 10 сигнала третьего датчика коиировального прибора. Алгебраическое формирование осуществляется ио формуле, полученной на иринципа наилучшего равномерного приближения функции:

Погрешность формулы ие превышает 4%. Коэффициенты 0,960 и 0,398 являются оптимальными. Коэффициенты выведеиы из следующих соотношений:

2(К2-1)

960 и 1+К4 -2/2 0,398.

Делитель Дх сумматора 11 имеет коэффициент передачи 0,960, а делитель Дг-0,398. Обмотки PI и PZ реле Р подключены соответственно к выирямителям 9 и 10 встречно но потоку. Переключение контактов происходит при изменении знака разности наиряженнй L,2 н UzКонтакты реле Р коммутируют цени таким образом, чтобы большее из иаирял :ений или Ls подавалось на делитель Дь а мень0 иее - на делитель Mz.

Для формирования касательной составляющей сигнала унравления силовыми приводами, выходной сигнал сумматора 3 носле усилителя ограничивается ио амплитуде диодным ограничителем 5, а затем ноступает на фильтр-уснлнтель 6, восстанавливающий синусоидальную форму напряжения после ограничения. Ограиичеиие амплитуды сигиала Uiz обеспечивает незавнсимость скорости слежения от амплитуды ианряжеиия выхода сумматора 3. Касательная составляющая формируется усилителем 7.

Для формирования нормальной составляющей снгнала унравления силовыми приводами сумма всех трех сигналов коиировального прибора в сумматоре 12 сравнивается с опорным напряжением L/o, н разностный сигнал модулируется частотой, сдвинутой ио фазе на 90 эл. град, угла по сравнению с напряжением касательной составляющей. Нанряжение f/o соответствует номинальному смещению нальца от свободного положения иод действием копира. Радиус пальца превышает радиус фрезы на величину номинального смеще5 ПИЯ, чем достигается совиаденне обработанной новерхности с коииром.

Модулированный разностный сигнал ностуиает в усилитель 14, формирующий нормальную составляющую. Нормальная и касатель0 мая составляющие усиливаются в суммирующем усилителе 16. Нормальная и касательная сос1авляющне суммарного сигнала через вынря 1,и1тель блокировки 15 связаны между собой таким образом, чго с увеличением амилитуды нормальной составляющей амплитуда касательной составляющей уменьшается.

Суммарный сигнал с выхода суммирующего усилителя 16 постуиает на фазочувствнтельные усилители 17 и 18, ннтаемые напряжениями переменного тока, сдвннутыми между собой на 90 эл. град. Поэтому нанряжеиия постоянного тока, снимаемые с выхода фазочувствительных усилителей 17 и 18, пропорциоиальны составляющим вектора сумагюв станка. Выбор двух рабочих органов трех (26, 27 и 28) нроизводится блоками 1мутации 19 в соответствии с плоскостью ирования. Третий рабочий орган иеремеется иериодически. Тиристорные управляяе выирямители 10, 21 и 22 усиливают сиг1Ы управления исполнительными двигатели 23, 24 и 25 по мощности. При трехмерI копировании автоматический обход конla обеспечивается, как и при двухмерном, налами Ux , Uy а рабочими органами 26 7 по описанному принципу, без иодачи сигla в сумматор 11. Сигнал f/з после ления подается в сумматор 29, где сравии тся с опорным напряжением f/g. Разиостft сигнал выпрямляется фазочувствительм усилителем 3G и через усилитель 22 уп(ляет исполнительным двигателем 25 осе0 рабочего оргаиа 28. Таким образом, описанная система уирав1ИЯ обеспечивает работу всеми методами 1ироваиия с иомощью одного копироваль0 прибора и является астатической как при -пурной, так и строчечной обработках. Предмет изобретеиия .. Устройство для управления приводами ировального станка, в котором коииро1ьный прибор с выходной информацией в je трех сигналов, отображающих иеремещение пальца копировального прибора по нОрМали к копиру в проекциях на координатные оси, соединен с блоком формирования сигналов упразлеиия каждым приводом подачи через сумматор сигналов копировального приматора с опорным сигналом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, сумматор выполиеи в виде алгебраического блока с делителями обесиечивающими теоретически минимальные отклонения иолучешой рического блока суммирующего сигиалы коней с одними из обмоток реле алгебраического блока, а другие обмотки соединены с одним из датчиков копировального прибора так, что при помощи контактов реле делитель с больа1им коэффициентом передачи соединен с и иовышенмя астатизма системы при строчечтельной составляющей суммарного сигнала бора и блок сравнения выходиого сигнала сумсуммы от расчетной геометрической и геометипровального прибора, выход которого соедибольшим из входных сигналов алгебраического блока. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматического обхода коитур.а иом копировании, блок формироваиия касасоединен с геометрическим блоком сумматора, а блок формирования нормальной составляюш.ей соедииен с блоком сравнения выходного алгебраического блока сумматора и опорного сигнала.

r, K(IUJ-Uo)