Самонастраивающаяся системапРОгРАММНОгО упРАВлЕНия CTAHKOM Советский патент 1981 года по МПК G05B19/39 

1

Изобретение отноеится к области систем автоматического управления, в частности к устройствам числового программного управления металлорежущими станками.

Известна система числового программного управления металлорежущими станками с регулированием скорости иодач станка в зависимости от ирииуска на обработку 1. В такой системе номинальная скорость подач соответствует среднему значению мощности резання. Прн малой мощности резания, наиример при уменьшении нрипуска на обработку, скорость подач увеличивается, а ири больщей мощности резания скорость нодач уменьшается. Недостатком тако11 системы является отсутствие ограничений,необходимых для устранения сбоев при малых припусках на обработку.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является са.монастраивающаяся система числового программного управления 2, содержащая рабочую и вспомогательную головки, усилители-формирователи сигнала, приводы подач, систему СПИД, датчик величины припуска, ключ и регулятор, связанный с двигателем, который через редуктор вращает лентопротяжный механизм, а к вспомогательной головке воспроизведения подключен вход узла ограннчения, выход которого воздействует

на ключ. Недостатком такой системы является колебательность пропесса из-за релейного характера работы ключа, который подключает и отключает датчнк припуска от регулятора скорости, что повьииает износ инструмента.

Цель изобретения - повышения точности системы достигается тем, что в самонастраивающуюся систему программного унравлеппя станком, содержащую б.юк управ.чения, соединенный входом с выходом залаюп1егс) устройства, а первым и вторым выходами с первым входом порогового элемента и BxcndM блока приводов подач соответственно, и блок сравнения, первый вход которого нодк,11очен к выходу датчнка уснлия, а второй вход - к выходу задатчика усилия, введены блок определения вед н;ей коордппаты, частотный детектор, коммутатор и последовательно соединенные генератор и.мгАльсов, ана.юго-ппфровой нреобразовате;п (АЦП)- регнстр памяти и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого подключен к входу задаloniero CTpoiiCTBa. Иервьп вход коммутатора соедипеп с вторым выходом блока у|фав;1енпя, второй вход через блок опреде;1С1П1я ведуплс координаты - с третьим ныхо.юм 6.ii)K;i управления, а выхо.т через частотпь;Г; детектор - с вторым входом

порогового элемента, подключепного m ixoД1)м к входу rei-iepaiopa импульсов. Второй вход ЛЦП О(1ед11иеп с выхсд,ом о:;ока сравг1ен1 Я. Блок определения ведущсГ коор;ин1аты содержи г последовательно с:,ед; нен111 е э;1емент ilJIli. первый и формпровате.1н 11М11ул1 с(лз ь по 4i:c; v коьфдинат счетчики и трн1Черы. Иервьь вход каждс го триггера ccve.uiHeH с вы-.одим .Дрвого формирователя им пу. и,сов, ;,ijixo;, - с выходом блока, а inojio.i вхид - с выходом счетчика данной к.ординаты и cocjiii Tствующим вх1)Д(.)м элемента iiJili. llepiibui вход каждо1о ечегч11ка нодк.пючен i iibi..cjду второго формиро;и;те;1я и:уЬ1ульсиВ. а чторон вход - к lixo, и выходу о;н)ка.

1а фш. 1 представлена функниснгльпал схема сисгемы; на фиг. 2 схема блока онределення вед, К(.)ор,.д;на1ы н ксл мутатора.

Система содерЖ1П зада оп;ее vcrpuiic-1;;, 1, 6;ioK управле1-П1я 2, причем в качсс ЧК устройства i может оьпч) npnMeneii дииг:;тел1) леи гопротя/мюго механизма нри i:c пользовании в Ka ecriie блока 2 ;.л,)Га 411У (числовогс. программио1о уирав.леиия) с AiaiTiHTTHni , пли ч равл :емь; ; генерат()р о.тока задаппя c;(ip(;.:T:: ,:ь1а о;1ока 2 с встроенным иигернолктором. Сл1етсма также содержит ол;л приводов подач 3, спс1емы (Л11-1Д 4, блок oiiix; деления ведущей координаты о, i.oporuB:. элемент 6, коммутатор 7, чаетотныЙ дете -;тор 8, датчик уеи.тпя 9, задатчнк успл1 Я ( блок еравпения И, ЛЦП 12, генератор илиульеов 13, регистр намяти J4 и 1Д.11 1о

Блок 5 содержит счетчики 16, три1Пер ; 17. элемеит iiJIli 18 и иервып 19 и BTtJpoii 20 формироватеги- ими 71ьсов, а коммутатор 7 - ключи 21 и элеме1гг iiJlli 22.

Система работает еледующим образом

Пусть в начальны момент времени величина ирипуека равна какому-то среднему значению, и иа выходе датчика 9 па11ряжение равно выходиому ианряжению зада1 :пка 10. на выходе блока 11 ианря 1 ен1:е расеогласования paBi-i(j ну.тю, тог.та ;; регистре 14 заннеано чиело «иуль и ире;;бразователь 15 В{)здейств11я иа устр(;ч 1ство 1 ие ::казывает.

Если ирииуск изменился в ту п,чп сторону, на вЕтходе блока 1 1 п;.:явитсн сигнал раееоглаеоваиия, который через преобразователь 12 преобразуется в (.)i;pe;,eлеииое число, со()твететву1ои1.ее уровню иапряження раееогласовання. Это шсл-з запишется в намять регистра 14, в соответствии с иим иа выходе )реобоазонате.тя 15 иоявитея сигнал, который, поетуная на устройетво 1, меняет условия обработки в сторону уменьшеиия рассогласования.

Если припуск умеиьиитлс, то произойдет увеличение подачи, если увел1чп,тся. то - уменьшение иодачи.

В это же к;./кдыГ: зпд обрабг)тки, з; ,;;;васм ;п п.и ni; пр,)Г()пм-,;е и.п; вручП ;ступаст па зл..спт ii. т : eaNbiM рсгулп п-я с.1овпя с: nnccin;;:. с:,-;ти :ствук)П1,п.- Lin,-: ;;Г,)аблки. о,ип 5 опрела.. п.: какой 1 1м;|)Д П1ате ведется (j6pa6ui :i, : iii V. о-:, поч; с : с ni;.r;ni.;i;-1 Kc.iMMVTaT pa i-. in.,::.: бл ;;;a 2 iCTcixTop 8, в К(;:ip:M i piПС-.;.П:: pcu6p(;;-;uii;.inni- вь;x(JДпых .п.С13 ч ;;а :рлже:л:с, про :; ;р ;поl:;;.:i-i|,;c i--. -i-.CiOlK. JiD П a ; p Я/IvCHn С nOCTOяпп;) npikyiCFBy i nn ИХПП1 -,. 1 л:е ;1а (;, nt) ССПП .no i;e npciii,Mn;.-, .;;;piji e/u срабатыпа::пя. Xj ;;pb;i; у .1аиавл iniaci ся VM програ;с.;с илп ир,-пи : в iiana.Te каждого npiixn.nn -(, ;;;; и1,.-. ..л ;.nv;Aie4Ta па1:ряже Л;. paBiiij ,:-o 1 П:/-;деГ:с i впя i;;- icnepaIlvp 13 ипка1(11и nei.

IvXij: npiiiiycK л:с1мп1П;лся naci ;;л1,ко, что увеличеппс п;;дачп прпведс; к 11е/кслате;1ь ; :м нислсдс гв1;ям i-. л:с1;:лпепие 1очп(;ети дсгпли. ухудшение параметров резания и д,х 1. ; vocMc;: ;i 1)абат,, п(JЯЗilвшийся iij ег ; Bbix(),;,c cirna/i закроет ге;1ератор 13. п па ИХ ., прс б1)язо {;пе,:я 12 пмпульс 1 с генератора 1:;;ст пат:; ise будут и пп...(1. чап innunc.cn ч .1ре 1-1. перед со.бптьпь нпсм -ncvicnia П : :С : aiici ся у, .

. ( дВ1.i i-; впп с -пь. на ;ыходе п ре-) ;ра.ип;п ел я 1-. i хдеч CTanoBi.cHij со::;тк: сг:;у ;;in.e п; п ). которое, возп. ;ia vcrp(;ii .;тво 1, Гл-дет поддержи ;;;:. na;)aN;cipbi резаппя на пднш: и том же уровне, . с. да/:ьпеп1пее уменьпгение ириnyiKa уже пе ;П) nie. ичепия i(Va4n. с):от у).и)вспч .тег ио :.1.ержпватпс;: до изMcneinn: с П)вп:| .Л КИ (либо ИЗМС: п , я -;: i.na.i.iciXM обрчЛо лп. viie; H5:П:...дппс 1:с1 4in-::ni io - |С П ес 1-;ляется 1-. : i.i/is I , 4i,i.n),ix ппп: i.niKa 2. FIo- I-.-. .КУ :r.. .:-. (MOi пазпьл 1)б;)емы, ;: ;i,)en пропч л:.,:- .;; :;;.:1;с-П:е того :-п., i: И - I i чч::: 4;;ii(i ич: упчч)т ,n, г I-.- в .п 1-. ч -i:: чот; -ii С ;е.1овачпя. .{ : : i С сп-тчпка 15 через ;Л. М(Ч1: -б;Д -- ч ; чч;п1 с:),1провате;1ь -1 i-4,iX(-i , ч.чльс -ч1ГТ1 По Ч( Н а 1нхрпвх(; мшччсрчВ 7 /} тпиа. В x:o-ЧС1ЧЧ дсчс1ч.:я cnii.роихщульса соответстчу:(-;;и1п трпччер 17 3;uioMiinnei ииформапч о о cnnr-nrbnsnnnn счетчч ка 16. Остал)пьи ршчеом oci4 :(|ч;.; is пчк.поченном сост{)Н:;ип. П Ч- :-i п х.пс м . (:)0:пг: ПМ1Л-Л )Га формпр:п5а:еч;и i9 запускается (Ьорлшрователь 2f). в,:х().,исп .;чс которсло сбрасывает c4C 4j;Kii 1о. поч.че ег;; ип;-:ч1 работы блока иовторяетея.

выходы трипер Т5 уч;) ключами 21 ком тaтopa 7, открывая ключ, иа вкод кот;:р:ч:; подается якс ; 1ал;ч-ля частота.

Bbixij.ibi к.оо-еч 11 ;срсч ч. i(.--.ieiii И.411 22 иодк..тючеиы к ч ходу детектора 8. Коэффициент деления счетчиков 16 выбран равным четырем, исходя из требований повышения быстродействия блока 5 и также достаточного усреднения частоты следования входн з1х импульсов с целью псключения ложных срабатываний блока.

Предлагаемая система позволяет снизить износ инструмента на 7-9% и иовысить производительность труда за счет поддержания нропесса резания на близком кграничному уровню на 12-14%.

Формула изобретен и я

1. Самонастраивающаяся система программного управления станком, содержащая блок управления, соединенный входом с выходом задающего устройства, а первым и вторым входами - с первым входом порогового элемента и входом блока приводов подач соответственно, и блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу датчика усилия, а второй вход - к выходу задатчика усилия, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности работы системы, в нее введены блок определения ведущей координаты, частотный детектор, коммутатор и последовательно соединенные генератор импульсов, аналогоцифровой преобразователь, регистр памяти и цифро-аналоговый преобразователь, выход которого подключен к входу задающего устройства, первый вход коммутатора соединен с вторым выходом блока управления, второй вход через блок определения ведущей координаты - с третьим выходом блока управленпя. а выход через частотны Г; детектор - с вторым входом порогового э: емента, подкл}0ченного выходом ко пходу генератора имплмьсов, второй вход аь:алс)го-цпфр(вого преобразователя соедипеи с выходом блока сравнения.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок опре.челения ведущей координаты содержит последовательно соединенные элементы ИЛИ, первый и второй формирователи HNnuMbcoB и по числу координат счетчики и триггеры, первый вход ка/кдого триггера соединен с выходом перного формирователя имг.ульсов, выхо;х - с выхо..ом Олика. а второй вход - с выходом счетчика даннсч : координаты и с соотнетствуклцим (;м элемента ИЛИ, первый вход каждого счетчика подключен к выходу второго формирователя импульсов, а второй вход - к входу и выходу блока. 11сточнпки информаиии,

пргщятые во внпмаппе при экспертизе

1.Тимирязев В. Л. Ирименение адаитивпых систем на станках с программным уиравлепием. М.. ИИИ.МЛ111, C-I, 1974, с. 121.

2.Авторское свидетельство СССР Л9 2.9985. кл. G 05В 19/16, 1968 (прототип).