Способ регулирования скорости шпинделя Советский патент 1981 года по МПК B23Q5/08 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИГОВАНИЯ СКОРОСТИ ШПИНДЕЛЯ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в широкодиапазонных приводах главного движения металлорежущих станков, особенно с ЧПУ. Известны способы управления приводами, обеспечивающие непрерывный общий диапазон регулирования скорости вращения шпинделя, например способ поддерживания скорости шпинделя при переключении поддиапазонов из менением скорости двигателя или соответствую щими паузами при подаче управляющих сигналов на муфты коробки скоростей 1. . Однако при таком способе обеспечения непрерывного диапазона регулирования скорости щпинделя, главный привод получается сложным (содержит счетно-решающее устройство), а отклонения регулируемой величины (скорости шпинделя) при переключении поддиапазонов - значительны. Известен также способ регулирования скорости шпинделя, заключающийся в регулировании скорости двигателя по требуемому закону в пределах заданного диапазона и переключении муфтами передаточного числа переборной коробки, при котором скорость шпинделя регулируют изменением передаточного момента муфт 2. Недостатком известного способа является наличие динамических нагрузок в приводе щпинделя из-за фазового запаздывания в системе регулирования по моменту нагрузки, и снижение производительности станка за счет отклонения скорости шпинделя от требуемого закона регулирования при переключении передаточного числа переборной коробки. Цель изобретения - устранение указанньк недостатков. Указанная цель достигается .тем, что скорость шпинделя при регулировании вращающего момента муфт изменяют по требуемому закону, а фазовое запаздывание, вносимое муфтами, компенсируют введшнем разомкнутого цикла по моменту нагрузки. На фиг. 1 представлен график изменения скорости шгошделя и двигателя в пределах всего диапазона согласно изобретению (сплошные линии) и известного способа (пунктир- . 38 ные тшии); на фиг. 2 - блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа. Устройство включает двигатель 1 постоянного тока, переборную коробку 2 скоростей, шпиндель 3, тахогенераторы 4 и 5 двигателя и шпинделя соответственно, систему регулирования, содержащую общий пульт 6 }Т1равле иия, тиристорный регулятор 7, блок 8 управления муфтами коробки, сравнивающий элемент 9, усилитель 10, суммирующий элемент 11, дифференцирующий элемент 12, запоминающее устройство 13, импульсное устройство 14 усилитель 15. Способ осуществляется следующим образом. Двигателем 1 через переборную коробку 2 скоростей регулируют скорость пшинделя 3 в пределах заданного диапазона по требуемому, например изображенному на фиг. 1 криволинейному закону, сигнал о котором поступает с пульта 6 управления в тиристорный регулятор 7 и сравнивается в нем с сигналом обратной связи тахогенератора 4. При переключении муфтами передач;очного числа переборной коробки под нагрузкой по команде с пульта 6 управления скорость двигателя 1 приводят , в соответствие включаемому передаточному i числу тиристорным регулятором 7, а скорость шпинделя 3 согласно предлагаемому способу в это время продолжают регулировать по тому же закону управлением вращающим моментом муфт переборной коробки 2. При этом сигнал о требуемом законе изменения скорости, поступающий с пульта 6 управления, сравнивается с сигналом обратной связи тахогенератора 5, связанного со ишинделем 3. Сигнал рассогласования через усилитель 10 поступает в суммирующий элемент 11. Кроме того, в суммирующий элемент 11 поступают первая производная сигнала рассогласования и сигнал запоминающего устройства 13, соответствующий моменту нагрузки в .начале переключения. Сиг нал запоминающего устройства 13 компенсирует фазовое запаздывание системы регулирования в момент включения. Импульсное устройство 14 или модулятор преобразует непрерывный сигнал, поступающий в него из суммирующего элемента 11, в дискретный. Нагрузкой импульсного устройства 14 является обмотка электромагнитной муфты или устройство управления гидравлической муфтой. Система автоматического регулирования изменяет скорость щпинделя 3 согласно изменению управляющего сигнала, поступающего из пульта 6 управления. Переходный процесс двигателя I длится до достижения им скорости, соответствующей скорости вращения щпинделя 3. После достижения двигателем 1 заданной скорости, скорость шпинделя 3 контролируется тахогеиератором 4 двигателя I. Таким образом, предложенный способ регулирования позволяет регулировать скорость пшинделя станков по любому требуемому закону в пределах всего диапазона изменения угловой скорости в процессе резания. Формула изобретения Способ регулирования скорости шпинделя, заключающийся в регулировании скорости двигателя по требуемому закону в пределах заданного диапазона и переключения муфтами передаточного числа переборной коробки, при котором скорость шпинделя регулируют изменением передаточного момента муфт, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрэботки и производительности, скорость шпинделя при регулировании вращающего момента муфт изменяют по требуемому, закону, а фазовое запаздывание, вносимое муфтами, компенсируют введением разомкнутого цикла по моменту нагрузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 570476, кл. В 23 Q 5/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 612779, кл. В 23 Q 5/08, 1976 (прототип).