Способ регулирования скорости шпинделя Советский патент 1978 года по МПК B23Q5/08 

Изобретение отиосится к области станкостроения .и касается регулируемых главных приводов металлорежущих станков. По основному авт. -ов. № 612779 .известен способ р-егулирования скорости шпинделя стан.ка с ЧПУ, .главный привод которого из регулируемого электропривода с обратной связью ло скорости двигателя ,и шереборной коробки скоростей с электромагнитными многодисковыми .муфтами, заклю-чающийся в регулировании электродвигателя в пределах поддиапазона с постоянной мощностью и переключении поддиапазоно1В муфта.м,и переборной коробки в процессе резаяия. При переключении поддиапазонов скорость шпинделя во .время изменения скорости двигателя поддерживают постоянной с помощью ИМпульсного регулирования моментов переключаемых муфт. Недостатком пзвестного способа является то, что при переключении в переборной коробке четырех муфт (переключение двух групп) схе:ма управления становится весьма сложной, поскольку скорость шпинделя должна отслеживаться дву.мя парами переключаемых муфт. Целью изобретения является упрощение схемы управления приводом. Для этого по предлагаемому способу предварительно увеличивают скорость шпинделя и поддерживают ее в заданных пределах посредством соответственного переключения муфты одной пары и импульсного регулирования момента включенной муфты другой пары. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - кинематическая схема главного привода станка; на фиг. 3 - график чисел оборотов. Привод включает двигатель / постоянного тока, переборную коробку 2 скоростей, шпинде дь 3, тахогвнераторы двигателя 4 Л1 шпинделя 5. Система управления приводом ключает общий пульт 6 управления, тиристорный регулятор 7, блок S управления муфтаМи коробки, сравнивающий элемент Я суммирующие элементы 10 и 11, усилители 12, 13 и 14, дифференцирующие элементы 15 и 16, пороговый элемент 17 с релейным выодом. Переборная коробка (см. фиг. 2) содержит четыре муфты 18-21 и. зубчатые передачи 22-25, которые имеют следующие передаточные отношения:

z..

zг-.

Регулирование скорости в приводе рассмотрим на следующем примере.

Предположим, что скорость двигателя нОМинальной (а) об1мин}, а в переборной коробке включены |Муфты 18 и 21, замыкаюп ие передачи 22 п 25. Следо.вательНО скорость шп ипделя ,в эт} м.Ннуту равна 500 обЛ1шн. (см. фит. 3).

Регулирование CKOipocTH «вверх о-существляется уменьшением магнитного потока двигателя, скорость которого регулируют, .например с ,12 до со ,иа,;с 2000 об/мин. При этО(М скорость шпинделя достигает 1000 об/мин. В этот мо.м€Нт-необходимо «перегаать двитатель па .номинальную ско.рость и переключить две груплы муфт коробки, отключив .млфты 18 и 21 и включив ..муфты 19 и 20.

Если .произвести одновременное перекЛЮчение муфт обеих групп, то при отслеживаиии постоянства выходной скорост-и по обратной связи элементов 3-5-9-12- 11-J7-8-2 (см. фвг. 1) необходимо закладывать в схему опепиальпый алгоритм для соответствующего лм.пульспого регулирования мОМентсв .всех четырех муфт. Это значительно усложняет схему правления.

Переключение .проиЗ(ВО.дят так. Одновременно подают .на двигатель ном.инальиый .магнитный поток и переключают муфты второй группы, т. е. отключают муфту 2 :; включают 20. В этот же момент включают обратную связь по скорости шпинделя.

Далее муфта 20 пачнет разгонять шпиндель выше скорости LOGO об/мин, поскольку скорость двигателя в это время выяхе номилалыной, „акс-Сигнал с тахогенератора 5 подается на сравнпвающий элемеит 9, па второй вход которого подан сигнал заданной скорости. Сигнал рассогласовапия (Дш) через усилптель 12 подается па сум,мируюпи-1Й элемент 11, на другие входы которого поступают сигналы первой, второй 31 т. д. произ.водных с,иг.Н1ал,а раосогласова.ния. Соотношение величин этих сигналов устанавливается .настройкой усилителей 12, 13 и 14. Сигнал с сумм.ирующего элемента // поступает в пороговый элемент 17, который при достижении определенного уровня подает команду в блок 8 управления .муфтами коробки. По этой команде отключается муфта 18 первой группы коробки, и скорость шпинделя сниж1ается под давлепнсм момента резания. КО|Гда она достигнет нижней границы, порОГОвый элемент 17 дает 1:о1ма:пду на включение муфты 18, п скоipOiDTb шпинделя сеижается .под влиян1ием окончания процесса перехода двигателя в заданных пределах (+Асо). При выходе двигателя на номинальную скорость, что фиксируется тахог.енератором 4, иульт зПравления 6 выключает ,муфту 18 и следящую систему по скорости шпинделя и включаст 19. При этом скорость шпинделя будет равна по-1прежнему 1000 об/мин.

Далее регул.ирование скорости шпинделя осуществляется снова двигателем. Таким образом, отслеживание скорости шпинделя ос ществля1ется импульсным регулированием момента лишь о.дной муфты, что позволяет упростить схему управления.

Формула изобретения

Способ регулирования скорости шпинделя по ав. ОБ. № 612779, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения схемы .правления приводом при переключении «оддиапазопов переборной коробки двумя парами муфт, предварительно увеличивают скорость ш.пи;иделя и поддерлшвают .ее .в заданных пределах посредством соответственного переключения муфты одной пары и и.мпульсного регулирования включенной муфты другой пары.

rucfrl- :

о pOJ ..

.

22 f; о

D

//

±m

о

X

-2J

J2i

.y -

-l-i

X2-A

Hn

JO о I

о

Mtn

// I i

U