Регулятор давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка Советский патент 1982 года по МПК B23Q1/38 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПОДШИПНИКА ВЫДВИЖНОГО

ШПИНДЕЛЯ СТАНКА

1

Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин, предназначено для регулирования величины давления источника питания гидростатических опор на металлорежущих станках с выдвижным шпинделем и может быть использовано .в других отраслях машиностроения.

Известны регуляторы давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка, содержащие измерительные средства регулируемых параметров, подключенные к исполнительным механизмам объекта регулирования 1.

Недостатком таких регуляторов является отсутствие непрерывного управления давления.

Цель изобретения - оптимизация режима путем формирования закона управления давлением в функции выдвижения шпинделя и обеспечение безаварийной работы.

Поставленная -цель достигается тем, что регулятор оснащен контуром управления, который включает в себя последовательно соединенные блок выбора постоянных, блок памяти, анализатор дискрета, блок вычитания кодов и цифроаналоговый преобразователь; аналого-цифровыми преобразователя- ми, электромеханическим преобразователем, усилителем-демодулятором, суммирующим усилителем, блоком автоматического отключения приводов подачи и главного движения станка; измерительные средства состоят из датчика давления, датчика величины выдвижения шпинделя и датчика толщины масляного слоя, причем цифро-аналоговый преобразователь через электромеханический преобразователь подключен к источнику питания гидростатического подшипника, выход датчика давления через усилитель-демодулятор и первый аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку вычитания ко дов, датчик величины выдвижения шпинделя через второй аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку памяти, датчик толщины масляного слоя подключен выходами к входам суммирующего усилителя,

20 один из выходов которого через третий аналого-цифровой преобразователь подключен к анализатору дискреты, и второй выход соединен с блоком автоматического отключения приводов. На фиг. 1 схематически изображен регулятор давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка; на фиг. 2 - функциональная схема контроля толщины масляного слоя; на фиг. 3 - принципиальная электросхема анализатора дискреты; на фиг. 4 - то же, блока вычитания ходов. Регулируемый объект 1 включает электромеханический преобразователь 2, источник питания 3 и собственно гидростатический подшипник 4. Предлагаемый регулятор давления источника питания гидростатического подшипника содержит измерительные средства регулируемых-параметров, подключенные к исполнительным механизмам объекта регулирования: датчик давления 5, датчик величины выдвижения шпинделя 6 и датчики толшины масляного слоя 7 и 8. Дополнительно введенный контур управления содержит последовательно соединенные блок выбора постоянных 9, блок памяти 10, анализатор дискреты 11, блок вычитания кодов 12 и цифро-аналоговый преобразователь 13. Выход цифро-аналогового преобразовате ля 13 через электромеханический преобразователь 2 подключен к источнику питания 3 гидростатического подшипника 4. Выход датчика давления через усилитель-демодулятор 14 и первый аналого-цифровой преобразователь 15 подключен к блоку вычитания кодов 12. Датчик величины выдвижения шпинделя 6 через второй аналого-цифровой преобразователь 16 подключен к блоку памяти 10. Схема контроля толщины масляного слоя и аварийного отключения включает датчики толщины 7 и 8, размещенные на неподвижной части шпиндельного узла и подключенные ко входам суммирующего усилителя 17, один из выходов которого через третий аналого-цифровой преобразователь 18 подключен к анализатору дискреты 11. Второй выход суммирующего усилителя 17 соединен через блок автоматического отключения 19 с приводами подачи и главного движения станка 20. Работа осуществляется следующим образом. Предлагаемый регулятор объекта 1, включающего в себя электромеханический преобразователь 2, источник питания 3 и собственно гидростатический подшипник 4, содержит блок выбора постоянных 9, характеризующих конкретный гидростатический подшипник по величине толщины масляного слоя h и выдвижной шпиндель - по величине вылета 1. Эти величины выбираются путем соответствующих переключений в блоке 9 и вводятся одновременно с вводом от перфоленты (от программы обработки изделия) расчетной зависимости Р f(l) в посра подается в кодированном виде предварительно инвертированный сигнал от аналогоцифрового преобразователя 15. В младщий разряд сумматора постоянно записывается «1. Весь блок вычитания реализован на элементах серии К155ЛН1 и К155ИМЗ.

После вычитания в блоке 12 сигнал управления преобразователя в цифроаналотоянную перепрограммируемую память 10. Таким образом, в блоке памяти 10 записывается в цифровом виде расчетная зависимость Ppict. f(l) для данного конкретного стайка. По величине сигнала от датчика вылета шпинделя 6, преобразованного в аналого-цифровом преобразователе 16 в цифровой вид, на выходе блока 10 выдается код координаты расчетной точки величины требуемого давления источника питания гидростатического подшипника в функции выдвижения шпинделя. Этот код поступает на один из входов анализатора дискреты 11, на второй, управляющий вход которого подается в цифровом виде сигнал с аналого-цифрового преобразователя 18, пропорциональный разности толщин масляного слоя в гидростатическом подщипнике по двум противоположным кординатным осям. В анализаторе дискреты 11 осуществляется коррекция величины сигнала, пропорционального давлению источника от изменения толщины масляного слоя из-за неучтенной при расчете дополнительной нагрузки, возникающей в процессе резания от затупления инструмента. Работа анализатора дискреты 11 поясняется на фиг. 3. Сигнал от аналого-цифрового преобразователя 18 в параллельном коде поступает на адресные входы памяти ПЗУ - обращение к хранящейся в памяти информации. Выбранная из соответствующих разрядов информация выдается на выходы ПЗУ и поступает на входы В сумматора, на входы А этого же сумматора поступает непрерывно изменяющаяся цифровая информация из памяти 10. Величина коррекции числа из 10 прямо пропорциональна степени затупления инструмента. Схема анализатора дискреты выполнена на интегральных элементах серии К155РУ и К155ИМЗ. Откорректированный в анализаторе дискреты 11 сигнал подается на один из- входов блока вычитания кодов 12, на второй вход которого подается сигнал от датчика давления 5, усиленный и демодулированный в усилителе-демодуляторе 14, и преобразованный в цифровой вид в аналого-цифровом преобразователе 15. В блоке вычитания кодов 12 осуществляется сравнение кодов и выделение их разности. Работа блока вычитания кодов поясняется на фиг. 4. Сигнал в коде от анализатора дискреты 11 подается поразрядно на одни входы сумматора, на другие входы сумматоговом преобразователе 13 преобразуется в непрерывный вид и подается на вход электромеханического преобразователя 2. На вход аналого-цифрового преобразователя 18 подается от датчиков толщины масляного слоя 7 и 8 сигнал, усиленный в дифференциальном усилителе-сумматоре 17, прямо пропорциональный разности толщины масляного слоя. Один из выходов усилителя-сумматора 17 соединен с блоком автоматического отключения 19, отключающим приводы подачи и главного движения 20 при превыщении разности толщин масляного слоя по двум противолежащим координатным осям допустимой величины h,j(. Все блоки аналого-цифровых преобразователей выполнены одинаково. Аналоговая часть реализована на операционных усилителях серии К140 и транзисторных сборках. Цифровая часть реализована на счетчиках серии К155ИЕ2 и статических триггерах памйти серии К155ТМ5. Предлагаемый регулятор позволяет повысить производительность станка на 4%. Формула изобретения Регулятор давления источника питания гидростатического подщипника выдвижного щпинделя станка, содержащий измерительные средства регулируемых параметров, подключенные к исполнительным механизмам объекта регулирования, отличающийся тем, что, с целью оптимизации режима путем формирования закона управления давлением в функции выдвижения щпинделя и обеспечения безаварийной работы, он оснащен контуром управления, включающим в себя последовательно соединенные блок выбора постоянных, блок памяти, анализатор дискреты, блок вычисления кодов и цифроаналоговый преобразователь; аналого-цифровыми преобразователями, электромеханическим преобразователем, усилителем-демодулятором, суммирующим усилителем, блоком автоматического отключения приводов подачи и главного движения станка; измерительные средства состоят из датчика дав.ления, датчика величины выдвижения щпинделя и датчика толщины масляного слоя, причем цифроаналоговый преобразователь через электромеханический преобразователь подключен к источнику питания гидростатического подщипника, выход датчика давления через усилитель-демодулятор и первый аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку вычитания кодов, датчик величины выдвижения щпинделя через второй аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку памяти, датчик толщины масляного слоя подключен выходами к входам суммирующего усилителя, один из выходов которого через третий аналого-цифровой преобразователь подключен к анализатору дискреты, и второй выход соединен с блоком автоматического отключения приводов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 308810, кл. В 23 Q 1/00, 1970.

От ucinDt HUf OL

питание дт Никое

к18

17

К20

flMDIKC

Id

pui.2