Адаптивная система управления Советский патент 1981 года по МПК B23Q15/00 

. л Изобретение относится к машиностро ению и предназначено для определения и поддержания оптимального режима резания. Известна адаптивная система управ ления процессом резания, содержащая датчики термо-ЭДС и скорости резания включенные на вход измерителя оптимальной скорости, выход которого соединен с блоком управления режимами. Другой выход измерителя подключен к . одному из входов сравнивающего устройства. Выходы блока управления режимами соединены с управлякнцим входом генератора с-уупенчатого направления и с управляющим входом коммутатора. Выход генератора ступенчатого напряжения подключен к одному входу сравнивающего устройства и к одному .входу коммутатора. Выход коммутатора соединен со входом усилителя, выход которого нагружен на исполнительный механизм DlНедостаток этой системы состоит в .том,что она переключается в режим поддержания сразу после появления сигнала от измерителя оптимальности режима, тогда как могут существовать другие оптимальные режимы с большей . скоростью резания, т.е. система не выбирает режим резания, соответствующий наибольшей скорости резания. Кроме того, в режиме измерения оптимальности процесса система обладает меньшей помехоустойчивостью и, кроме того, в ней применен датчик линейной скорос-ци резания, который сложен по конструкции и при непосредственной установке его нэ объекте мешает процессу резания. Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости, точности системы в режиме измерения оптимальности процесса и обеспечение выбора оптимального режима, соответствующего наибольшей скорости резания. Поставленная цель достигается тем, что в систему, состоящую из датчика термо-ЭДС, включенного на вход измери теля оптимальности режима, соединенно го с блоком управления режимами генератора ступенчатого напряжения, соединенного с коммутатором, усилителя, исполнительного устройства, включены датчик угловой скорости или числа оборотов, запоминающее устройство и схемы выбора наибольшего значения, причем выход датчика угловой скорости или числа оборотов соединен со входом измерителя, один вход запоминающего устройства соединен с выходом измерителя оптимальности режима, другой вход запоминающего устройства соединен с,выходом генератора ступенчатогц напряжения, а выход запоминающего .уст ройства соединен со схемой выбора наи больщего значения, выход которой соединен с одним входом сравнивающего устройства, другой вход которого соединен с выходом измерителя оптимальности режима, управляющие входы схемы выбора наибольшего значения и запоминающего устройства подключены к одному из выходов блока управления режима ми. При этом измеритель оптимальности Процесса резания состоит из фильтра, выход которого соединен со входом дифференцирующего устройства, выход которого соединен с нуль-детектором, управляющие входы дифференцирующего устройства и нуль-детектора соединены с выходом распределительного устройства, вход которого соединен с выходом формирователя, подЛлюченного к выходу датчика угловой скорости резания или датчика числа оборотов. Для повышения точности, дифференци рующее устройство может быть выполнено из аналого-цифроЁого преобразователя, включенного на выходе фильтра, выход преобразователя соединен со вхо дом запоминающего устройства и с одним входом вычитателя, на другой вход которого включен выход запоминающего устройства, выход вычитателя соединен с нуль-детектором, управляющие входы аналого-цифрового преобразователя и вычитателя подсоединены к распредели тельному устройству. . На фиг. приведена блок-схема пр лагаемой системы; на фиг. 2 - блоксхема измерителя оптимальности процесса; на фиг. 3 - схема дифференцирующего устройства. Система состоит из датчика термо-ЭДС 1 и датчика 2 угловой скорости или числа оборотов, включенных на вход измерителя 3 оптимальности процесса, выход измерителя соединен с блоком 4 управления режимами и с одним входом запоминающего устройства 5, выход которого соединен со входом схемы 6 выбора наибольшего значения, выход которой соединен с одним входом сравнивающего устройства 7, другой вход которого соединен с другим выходом измерителя 3 оптимальности процесса. Управляющий вход генератора 8 ступенчатого напряжения соединен с выходом блока 4 управления режимами, а.выход генератора 8 ступенчатого напряжения соединен с одним входом коммутатора 9 и с информационным входом запоминающего устройства 5. Другой вход коммутатора 9 соединен с выходом сравнивающего устройства 7, управляющие входы коммутатора 9, запоминающего устройства 5 схемы выбора наибольшего значения соединены с выходовблока 4 управления режимами, выход i коммутатора 9 соединен с усилителем 10, нагруженным на исполнительное устройство II. Измеритель оптимальности режимов резания (фиг.2 состоит из фильтра 12, выход которого соединен со входом дифференцирующего устройства 13, выход дифференцирующего устройства 13 соединен с нуль-детектором 14, управляющие входы которого и дифференцирующего устройства подключены к одному выходу распределительного устройст-. ва 15, другой выход которого соединен с другим входом дифференцирующего устройства 13, вход распределительного устройства 15 соединен с выходом формирователя 16, другой вход с выходом блока 4 управления режимами, вход формирователя 16 соединен с выходом датчика 2 угловой скорости или числа оборотов. Дифференцирующее устройство 13 измерителя оптимальности режимов может состоять из аналого-цифрового преобразователя 17, выход кото- . рого соединен со входом запоминающего устройства 18 и с одним входом вычитателя 19, другой вход которого соединен с выходом запоминающего устройства 5. Система работает следующим образом. Режим поиска наибольшей оптимальной скорости резания осуществляется

подачей сигнала на блок 4 управления режимами, при этом запускается генератор 8 ступенчатого напряжения, который задает минимальное управляющее напряжение, соответствующее наименьшей -скорости резания. Начинается процесс резания, информация с датчиков 1 , термо-ЭДС и 2 угловой скорости подается на вход измерителя 3 оптимальности режимов резания. Измеритель оп- Ю

ределяет оптимальность процесса резания и в случае оптимальности процесса на выходе появляется сигнал, который подается на запоминающее устройство 5, которое запоминает величи- 5 ся ну напряжения генератора 8 ступенчатого напряжения, а блок 4 управления режимами подает команду на изменение величины ступеньки выходного напряжения, соответствующее очередной скорости резания, при которой необходимо исследовать оптимальность режима. Происходит процесс резания при другой скорости, измеритель определяет ступень его оптимальности. При обнаружеНИИ оптимальности процесса на дру:рой скорости резания запоминающее устройство 5 запоминает величину ступени напряжения, а схема выбора нштбольшего значения выбирает наибольшее значение величины ступеньки и по. команде с блока 4 управления режимами (Чри достижении верхней границы скорости резания) подает на вход сравнивающего устройства 7 наибольшее по величине напряжение, соответствующее наибольшей оптимальной скорости резания . Разностный сигнал с выхода сравнивающего устройства 7 приводит -сие тему к скорости резания, соответствую щей наибольшей оптимальности скорости резания. Режим поддержания заданной скоросг ти резания ничем не отличается от работы известной системы в этом режиме. В измерителе оптимальности процесса резания сигнал с блока 4 управления режимами запускает распределительное устройство 15, которое выдает импульсы начала интервала дифференцирования 50 и его конца. Сигнал с выхода датчика 1 термо-ЭДС проходит фильтр, где отфильтровываются помехи, и подается на вход дифференцирующего устройства 13, которое осуществляет дифферен-

цирование входного сигнала, и при равенстве нулю его выходного сигнала срабатывает нуль-детектор 14, который

подает сигнал на блок 4 управления режимами и на вход запоминающего устройства 5. Интервалы начала и конца дифференцирования задаются с распределительного устройства, работающего синхронно со скоростью вращения заготовки. Этим достигается большая помехоустойчивость системы, так как значение температуры заготовки иззующей детали, чем исключаются влияния биений на показание измерителя. Кроме того, настройкой распределительного устройства 15 можно добитьзапоминающего устройства соединен с выходом ге.нератора ступенчатого напряжения, выход запоминающего устройстмеряется практически на одной обратого, чтобы дифференцирование сигнала проводилось при определенной постоянной длине пути резания, чем достигается большая точность и помехозащищенность измерителя. Применение в качестве дифференцирующего устройства аналого-цифрового преобразователя, запоминающего устройства и вычитателя позволяет осуществлять дифференцирование сигналов с высокой степенью точности. Использование системы адаптивного уп-. равления процессом резания обеспечивает по сравнению с-известными.повышение производительности и помехоустойчивости, снижение себестоигмости обработки. Формула изобретения ;( 1. Адаптивная система управления i процессом резания, состоящая из датчика термо-ЭДС, измерителя оптимальности процесса резария, блока управления режимами, генератора ступенчатого напряжения, коммутатора, сравнивающего устройства, усилителя, исполнительного устройства, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и обеспечения выбора оптимального режима, соот ветствующего наибольшей скорости резания, введены датчик угловой скорости или числа оборотов, запоминающее устройство и схема выбора наибольшего значения, Цричем выход датчика угловой скорости соединен со входом изме- рителя, а выход измерителя оптимальности режима соединен с одним входом запоминающего устройства, другой вход

ва соединен со схемой выбора наибольшего значения, выход которой соединен с одним входом сравнивающего устройства, управляющие входы схем выбора наибольшего значения и запоминающего устройства подключены к одному из выходов блока управления режимами.

2. Система поп. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости системы, измеритель оптимальности процесса резания состоит из фильтра, дифференциРЗпгадего устройства, нуль-детектора, распределительного устройства, формирователя, Причем выход фильтра соедийен со входом дифференцирующего устройства, выход которого соединен с нуль-детектором, а управляющие входы дифференцирующего устройства и нульдетектора соединены с выходом распределительного устройства, на вход которого подключен формирователь, соединенный с выходом датчика угловой скорости или датчика числа оборотов. 3, Система по п. 2, отличающая с я тем, что, с целью повышения точности, ди еренцирующее устройство состоит из аналого-цифрового а преобразователя, запоминающего устройства, вычитателя, причем вход анало. го-цифрового преобразователя соединен со входом запоминающего устройства и с одним входом вычитателя, другой вход которого соединен с выходом запоминающего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 666045,. кл. is 23Q 15/00, 1977.

(Рае. 3

ди р 1з ремци/)ую щее уетройс/п8о