Способ контроля крутящего момента и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК B23B25/06 

Изобретение относится к области Ш- шиностроения и может быть использовано например, в станках для обработки металлов резанием с приводом, -содержащим ременную передачу. Известен способ контроля крутящего момента путем использования приводного -электродвигателя в качестве источника . информации о процессе резания, например по величине его тока нагрузки. Устройство, реализующее известнь1й способ, со держит датчик ,величины измеряемого параметра (тока приводного электродвигателя) и блок математической обработки результатов измерения l. Недостатками извеЬтных технических рещений являются нелинейность статической зависимости между крутящим моментом и током нагрузки двигателя, особенно сказывающаяся в двигателях переменного тока, низкое быстродействие системы и значительные динамические ошибки при резком изменении момента резания вследствие относительно невысокой частоты среза логарифмической частотной характеристики канала обратной связи, в кото- . рый входит большая по величине электромеханическая постоянная приводного двигателя,., трудности, связанные с созданием высокочувствительных быстродействующих датчиков электрических параметров нагрузки .двигателя и др. Целью изобретения является повьпиение быстродействия и .точности; Цель достигается те.м, что по предлагаемому сп особу определяют величину упругого скольжения в ременной передаче путем измерения и сравнения величин скоростей ведущей и ведомой передачи и, исходя из полученной величины разности скоростей, вычисляют величину крутящего момента.. Устройство, реализующее данный способ характеризуется тем, что в качестве датчика измеряемого параметра использован датчик частоты вращения, корпус и вал которого связаны cooTBiSTCTBeHHo с и ведомой частями ременной перед чи. В каждый определённый момент процес са резания создается крутящий, момент, воспринимаемый ременной передачей, соединяющей Лриводной эдектродвигатель. со щпинделем станка. Ведущий и ведомый элементы передачи (шкивы или ремни) связывают кинематически с датчиками скорости, сигналы которых подаются в узел сравнения, где эти сигналы вычйтаются, зчтем их разность относится к установленной скорости. Полученная величина относительного скольжения эквивалентна моменту в приводе. Описанный способ измерения крутящег момента может быть использован в адаптивной системе поддерживания постоянств нагрузки. В этом случае сформулированный сигн относительного скольжения уравнивают с заданным и подают через усилитель на исполнительный механизм (например, при вод подачи), воздействующий на процесс резания таким образЬй, что нагрузка на режущий инструмент поддерживается в заданных пределах. На фиг. 1 изображен станок с устройСтвом контроля крутящего момента, общий ВИД} на фиг. 2 - станок с принципиальной схемой управления; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 2. . . В устройство входят установленные на передней бабке 1 токарного станка щкив 2 щпинделя 3 и шкив 4 двигателя, соединенные ремнем 5. С ведущей и ведомой ветвями ремня 5 связаны два измерительных шкива б и 7, один из которых соединен с корпусом 8, а другой с валом 9 датчика частоты вращения, например тахогенератора постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.. Съем электрического сигнала датчика осуществляется щетками с контактных колец, вращающихся вместе с его корпусом (на фиг. 1, 2 не показацы). Выходной сигнал датчика через узел 10 сравнения и усилитель И подключен к блоку 12 управления двигателя 13 подачи. На второй вход узла 1О сравнен подаётяся сигнал заданного значения крутящего момента. Устройство работает следующим образо.м. . При идеальном холостом ходе частоты I вращения корпуса и вала 9 датчика равн

778939 . и его выходной- сигнал равен нулю. При работе под нагрузкой Крутящий момент, приложенный, к шпинделю 3 станка и, следовательно, к шкиву 2 ременной передачи 5 вызывает упругое скольжение ведущей и ведомой ее ветвей, в результате чего возникает; относительное движение вала 9 и корпуса 8 датчика, на выходе которого возникает электрический сигнал. Величина этого сигнала тем больше, чём больше упругое скольже1ше в передаче и, следовательно, нагрузка щпинделя. Выходной сигнал датчика сравнивается с сигналом заданного значения крутяш;его момента. Разность сигналов, усилена усилителем 11, цосредством блока 12 управляет двигателем 13 подачи таким образом, чтобы обеспечивалось равновесие заданного Ifтекущего значений: момента. При вйёЗапном изменении величины снимаемого припуска (твердые вкрепления, выступы и впадины на заготовке) изменяется скольжение в ременной передаче (увеличивается или уменьшается), и, следовательно, выходной сигнал датчика ;Вызывает соответствующее изменение подачи (уменьшение или увеличение), формула изобр.е тения 1.Способ контроля крутящего момента .в приводе, например, металлорежущего станка, содержащем ременную передачу, согласно которому изменяют один из параметров передачи и обрабатывают результат измерения, ю-т я и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыщения быстродействия и точности, определяют величину упругого скольжения в ременной передаче путем измерения и сравнения величин скоростей ведущей и ведомой час.тей передачи и, исходя из полученной ве ичины разности скоростей, вычисляют величину Крутящего момента. 2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее датчик измеряе МоРопараметра передачи и бдок математичес кой обработки результатбв измерения, о т- |л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения системы, датчик измеряемого параметра выполнен в виде датчика частоты вращения, корпус и вал которого связаны соответственно с ведущей и ведо- мой частями р.еменной передачи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.. Пиковский Ю. Д. и др. Измерение силовых характеристик процесса резания по току главного двигателя. .Станки и инструмент, 1973, № 4, с. 16.

А

(fat.l