Устройство для адаптивного управления шлифовальным станком Советский патент 1980 года по МПК B24B49/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ

1

Изобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами металлообработки и может быть применено в станкостроении в системах поддержания постоянства скорости шлифования с целью повышения производительности обработки и улучшения чистоты обработанной поверхности при износе шлифовального круга.

В плоскошлифовальных станках с обработкой периферией круга износ шлифовального круга при постоянной его частоте вращения приводит к уменьшению скорости резания и в результате - к снижению производительности и ухудшению чистоты обработки. Постоянство скорости резания при износе шлифовального круга может быть обеспечено пocpp cтвoм системы управления, осуществляющей задание частоты вращения шлифовального круга по закону

« i

гдк К

-коэффициент пропорциональности;

DK текущее значение диаметра шлифовального круга.

При соблюдении этого условия окружная скорость круга, т. е. скорость резания, сохраняется неизменной.

Для реализации приведенного выше закона необходимо располагать информацией о текущем значении диаметра шлифовального круга DK.

Известно устройство задания частоты вращения шлифовального круга в функции его диаметра, основанное на контроле частоты вращения круга при помощи тахогенераторов и содержащее электродвигатель с регулятором, датчик частоты враш,ения, блок сравнения, на которую поступает сигнал с задающего бшока, счетчик импульсов

10 дискретно преобразовательный блок и блоки задачи коэффициентов, связанных с динамикой станкаи.

Недостатком известного устройства является сложность изготовления и подключе15ния в схему блоков задачи коэффициентов.

Целью настоящего изобретения является упрощение механической конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что, 20 устройство снабжено последовательно включенными к выходу дискретно-преобразовательного блока блоком пороговых элементов и блоком индикации наибольшего напряжения с двумя входами, выход которого подключей к регулятору электродвигателя, задатчиком напряжения, включ1енным ко второму входу блока индикации, датчиком нагрузки, установленным в цепи электродвигателя и подключенного своим выходом к входу задающего блока, выполненного в виде генератора импульсов.

Принципиальная схема устройства показана на чертеже.

Двигатель 1 привода шлифовального круга 2, механически соединенный с импульсным датчиком частоты вращения 3, получает питание от регулятора 4. Выход датчика 3 подключен к блоку сравнения 5, к второму входу которого присоединен генератор импульсов 6. Выход блока сравнения через счетчик импульсов 7 и дискретно-аналоговый преобразователь 8 соединен с пороговыми элементами 9. Пороговые элементы совместно с задающим блоком 10 частоты вращения привода шлифовального круга, через блок индикации наибольшего напряжения 11 подключены к регулятору 4 электродвигателя привода шлифовального круга.

Устройство работает следующим образом. Для пуска шпинделя шлифовального станка включается регулятор 4, питающий двигатель 1 привода шпинделя. Начинается разгон электродвигателя с закрепленными на его валу шлифовальным кругом 2 и импульсным датчиком частоты вращения 3, который представляет собой, например, жестко соединенный с валом двигателя металлический диск с равномерно распределенными по окружности зубцами и бесконтактный индуктивный датчик. В качестве импульсного датчика частоты вращения можно применять любой датчик, частота импульсов которого пропорциональна частоте вращения контролируемого вала.

Одновременно с началом разгона привода включается генератор импульсов 6,и на входы блока сравнения 5 поступают импульсы fiun переменной частоты от датчика 3 и импульсы ги постоянной частоты от генератора 6. Импульсы от генератора 6, частота которых больще частоты импульсов, поступающих от датчика 3, проходят через блок сравнения бив счетчик .импульсов 7.

По мере разгона привода щпинделя частота импульсов, поступающих от датчика 3, увеличивается,и при некоторой частоте вращения шпинделя наступит равенство частот импульсов генератора 6 и датчика 3. В этот момент прекращается поступление через блок сравнения 5 импульсов fm генератора 6 в счетчик 7. Таким образом, количество полученных счетчиком 7 импульсов зависит от времени разгона привода до выбранной контрольной частоты вращения на линейном участке динамической скоростной характеристики привода шпинделя. Контрольную частоту вращения можно изменить, изменив частоту генератора 6 импульсов.

Количество импульсов , поступающих от счетчика импульсов 7, преобразовывается

дискретно-аналоговым преобразователем 8 в напряжение , которое подается на входы пороговых элементов 9. Установлено, что в шлифовальных станках время разгона привода шпинделя нелинейно зависит от диаметра шлифовального круга D, т. е. от износа круга. Количество пороговых элементов выбирается равным числу аппроксимированных участков нелинейной зависимости

(DK),

где tpAj - время разгона привода шпинделя до контролируемой частоты вращения.

Выходное напряжение дискретно-аналогового преобразователя 8 открывает пороговый элемент, выходное напряжение которого Vtt подключено к блоку индикации наибольшего напряжения 11, второй вход которого подключен к задающему блоку 10, напряжение с которого выражено законом:

Vj Ki -шз,

где Ki - коэффициент пропорциональности; 0 (03 - задающая частота вращения привода щпинделя при , неизношенном шлифовальном круге При неизнощенном шлифовальном круге напряжения Уз и Уш равны и разгон привода шпинделя продолжается до номинальной частоты вращения сонПрй разгоне привода шпинделя с изношенным щлифовальным кругом уменьщается время разгона привода до контролируемой частоты вращения, так как уменьшается 0 момент инерции привода. При этом в счетчик импульсов 7 поступит меньщее количество импульсов feu от генератора 6. Дискретно-аналоговый преобразователь 8 напряжением y|ip Упр откроет следующий пороговый элемент, выходное напряжение которого УШ Уео подается на блок индика. Ции наибольшего напряжения 11.

Это напряжение Уи через блок 11 поступает на регулятор 4 и обеспечивает разгон привода шпинделя до частоты вращения 0 О) (, при которой скорость резания неизменна.

Поскольку время разгона привода зависит не только от момента инерции, но и от статического момента, в устройство вводится узел коррекции, содержащий датчик нагрузки 12 электродвигателя 1. Выход датчика нагрузки 12 подключен к задающему входу генератора импульсов 6. Если мощность нагрузки в процессе разгона привода

JJ соответствует мощности настройки, то генератор импульсов 6 вырабатывает частоту импульсов Ггц. При возрастании мощности нагрузки частота импульсов, поступающих от генератора 6 уменьшается, и наоборот, при уменьшении мощности нагрузки частота

5 импульсов генератора 6 увеличивается. Следовательно, контролируемое число импульсов nij счетчиком импульсов 7 будет зависеть только от момента инерции привода, т. е. от диаметра шлифовального круга.

Формула изобретения

Устройство для адаптивного управления шлифовальным станком, содержащее электродвигатель с регулятором, датчик частоты вращения щлифовального круга, подключенный к блоку сравнения, второй вход которого подключен к задающему блоку, а его выход подключен к последовательно включенным счетчику импульсов и дискретно-преобразовательному блоку, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство снабжено последовательно подключенными к выходу блоками пороговых элементов и

индикации наибольщего напряжения с двумя входами, выход которого подключен к регулятору электродвигателя, задатчиком напряжения, включенным к второму входу блока индикации, датчиком нагрузки, установленным в цепи электродвигателя и подключенного своим выходом к входу задающего блока, выполненного в виде генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2590166/08, кл. В 24 В 49/04, 1978.