Копировальная система Советский патент 1981 года по МПК B23Q35/00 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к автоматическому управлению металлорежущими стан ками и может быть применено во фрезе ных И токарных станках для воспроизведения Криволинейных траекторий. Известна копировальная система, содержащая устройство формирования ошибки копирования и устройство для задания скорости перемещения, выходы которых через блок распределения и последовательно йключенгше регулятор скорости, управляющий и силовой блоки усилителя мощности подсоединены к электродвигателю исполнительных механизмов, которые соединены с соответствуюпщми входами устройства формирования ошибки копированияJ блоки вторичных источников питания, подклнз ченные своими выходами к устройствам формирования ошибки копирования, задатчику скорости перемещения, блоку распределения, регулятору скорости и блоку управлбння усилителя мощнос:ти, входы блока вторичных источников питания и силового блока усилителя мощности подключе11Ы к сети переменного тока Q. Недостатком копировальной системы является то, что при значительньгх искажениях в сети переменного тока теряется управляемость системой, что приводит к недопустимым искажениям воспроизводимого контура - браку, ст-ска- , ющему производительность системы. Цель изобретения - повьпиение производительности копировальной системы. . Поставленная цель достигается тем, что копировальная система снабжена , выпрямителем, звеном постоянного тока, датчиком параметров сети переменного тока, выход звена постоянного тока соединен с силовым входом блока вторичных источников питания, силовой блок каж,дого усилителя мощности через звено постоянного тока и вьтрямитель, подключен к сети переменного тока.

3 84

выход датчика параметров сети переменного тока подключен к задатчику скорости перемещения.

На фиг. 1 приведена структурная схема копировальной системы; на фиг. 2 схема задатчика скорости перемещения; на фиг. 3 - схема блока распределения,

Копировальная система содержит устройство 1 формирования ошибки копирования и устройство 2 для задания скорости перемещения, подключенные своими вьпсодами к блоку 3 распределения, приводы подач в составе последо рательно соединенных регуляторов 4

скорости, блоков 5 управления и сило5bfx блоков 6 усилителей мощности для питания электродвигателей 7, сочлененных с исполнительными механизмами 8, каждый из которых соединен с соответствующим входом устройства 1 формиров ния ошибки копирования. Управление пригодами подач осуществляется с соответствующего выхода блока 3 распределения, подключенного ко входу регулятора 4 скорости. Силовые блоки 6 усилителя мощности привода подач через звено 9 постоянного тока и выпрямитель 10 подключены к сети переменного тока, датчик 11 параметров подключен ко входу устройства 2 задания скорост перемещения. Блоки 12 вторичных источников питания подключены своими входами к выходу звена 9 постоянного тока, а выходами к устройствам 1 формирования ощибки копирования и 2 задания скорости перемещения, блоку 3 распредеЛения, регуляторам 4 скорости и , блокам 5 управления.Привод подачи выполнен с отрицательной обратной связью по скорости выходного вала электродвигателя 7, которая осуществляется с помощью тахогенератора 13 и усилителя 14 рассогласования регулятора 4 скорости.

Рассмотрим работу копировальной системы на примере управления рабочим двилсением двухкоординатного механизма

Устройство формирования ошибки копирования осуществляет непрерывный контроль с помощью датчика копира за отклонением текущего положения режущей кромки инструмента от заданного положения, определяемого контуром детали (чертежа)-эталона. Значение контурной скорости задается сигналом от устройства 2 задания скорости перемещения. В блоке 3 распределения из сигалов ycTpoiicTB 1 и 2 формируются сигналы задания скорости по каждой координате, под действием которых приводы подач умент шают величину возникшего отклонения (ошибки от эталонной траектории. Точное соответствие заданного значения скорости и скорости фактического перемещениямеханизма обеспечивается регулятором 4 скорости, под действием выходного сигiTs.ia которого с помощью усилителя мощности (блоки 5 и б) электродвигаT iJib 7 развивает момент достаточной дня достижения и поддержания заданной скорости перемещения. Необходимая энергия для создания движущего момента в электродвигателе 7 поступает из сети переменного тока через выпрямитель 10 и звено 9 постоянного тока. Сопряжение электродвигателя 7 с звеном 9 постоянного тока обеспечивается с помощью управляющего 5 и силового 6 блоков, усилителя мощности, чаще всего выполняемого в настоящее время в виде широтно-импульсного преобразователя. Блоки 12 вторичных источников питания преобразуют напряжение на выходе . звена 9 постоянного тока в напряжения меньшего уровня.необходимые для функционирования устройств 1 формирования ошибки копирования и 2 задания скорости перемещения, блока распределения 3, регуляторов 4 скорости и управляющих блоков 5 усилителей мощности.

Датчик 11 параметров сетн переменного тока осуществляет непрерывный контроль за состояни ем сети переменного тока и при отклонении ее параметров, например напряжения, за установленные пределы, на выходе датчика 11 формируется сигнал, который в устройстве задания скорости 2 вызывает уменьшение значения выходного сигнала, что приводит к синхронному и пропорциональному уменьшению- выходных сигналов блока распределения 3 и, следовательно, переводу приводов подачив режим торможения. Запасенная в движущихся частях электродвигателя 7 и исполнительного механизма 8 кинетическая энергия преобразуется с помощьюэлектродвигателя 7 в электрическую и поступает в накопитель звена 9 постоянного тока, .откуда частично потребляется блоками 12 вторичных источников питания, которые в свою очередь обеспечивают нормальное функционирование подключенных к Их выходам устррйств. 5 . 8 Таким .образом, несмотря на то, что энергия от внешнего источника в копировальную систему в некоторые моменты не поступаетпза счет использования уже накопленной кинетической энер гии. обеспечинается ее нормальное функ ционирование. Синхронное управление приводами подачи в функции от величины отклонения от з аданной траектории исключает даже при аварийных .ситу циях в сети переменного тока недопустй7 мые искажения воспроизводимой траектории (брак , в итоге повышается про-изводительность систе1-1ы. ; .,, Устройство 1 формирования ошибки копирования может быть выполнено в виде двухкоординатного механизма, каждая ось которого связана с соответствующим исполнительным механизснабженным двухкомпонентным чувствительным элементом (датчиком), выходы которого подключены к преобразователю отношения амплитуд в фазу управляющего сигнала. Один из вариантов выполнения устройства 2 для задания скорости приведен на фиг. 2. Устройство состоит . .из опорного генератора 15, управля- емого сигналом датчика 1, переключателя 16,. блока 17, реализующего инерционное звено первого порядка, умножи теля 8 и варианта19. Амплитуда сигнала задания скорости FQ определяется похюжением переключателя вариатора 9 и произведением амплитуд сигналов от опорного генератора 15 и блока 17. При наличии искажений в сети пере- . менного тока по сигналу от датчика 11 контакт переключателя 16 переключается к другой клемме и напряжение на выходе блока I7- начинает изменяться от некоторого номинального значения UQ до нулевого уровня по экспоненциальному закону, вызывая пропорциональ ное изменение амплитуды сигнала задания скорости FQ. Вариант выпо.гшения блока .3 распределения приведен на фиг. .3. Сигнал F поступает на фазорасщепйтель 20, на выходе которого формируются два напря жения, равные по амплитуде и сдвинуты между собой по фазе на 90 . Фазовые 66 дискриминаторы 21 и 22 выделяют из этих напряжений с помощью сигнала от устройства сигналы задания cffo$ ocTH перемещения по координатам V и Vy. Датчик параметров сети переменного тока 11 представляет собой пороговое устройство, выходной сигнал которого появляется при отклонении, контролируемого параметра из зоны дoпycти Iыx, значений. Осталыше элементы системы общеизвестны. Формула изобретения ,Копировальная система, содержащая устройство формирования ошибки копирования и задатчик скорости перемещения, выходы которых через последовательно включенные блоки распределения, регулятор скорости, управляющий и силовые блоки усилителей мощности подсоединены к электродвигателю исполнительных механизмов, контролирующие .устройства которых подключены к соответствующйм входам устройства формирования ошибки копирования; блоки вторичных источников питания, выходы которых цодключены к устройству формирования ошибки копирования, задатчику скорости перемещения, блоку распределения, регулятору скорости и управляющему блоку усилителей мощности, о тличающаяся тем, что, с целью повьниения производительности, . система снабжена вьтрямителем, звеном постоянного тока и датчиком параметров сети переменного тока, причем выход звена постоянного;тока подключен к блокам вторичных источников питания, силовые блоки усилителей .мощности через выпрямите 1Ь и звено постояГнного тока подключены к сети переменного тока, а выход датчика параметров сети переменного тока подключен к задатчику скорости перемещения. Источники информа.(ии, принятые во внимание при экспертизе 1. Малов А.Н. .Автоматизацияи механизация универсальных металлорежущих станков. М., Машиностроение, 1969, с. 402-40.4.

уч

Фиг.

l/fn iJamiiuKa 11

U

огр.

М1пш1

-Ump.-Sincoi

F-Sin(oi

FgSinoot

lu

FO COS 0)1

KX

21

fc.J