Система с переменной структурой для управления металлорежущим станком Советский патент 1982 года по МПК G05B13/02 

(54) СИСТЕМА С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМ СТАНКОМ

1

Изобретение относится к системам автоматического управления с переменной структурой и может быть использовано в металлообрабатывающей промышленности, в частности, для управления токарным станком.. ,

Известна система адаптивного управления процессом обработки, содержащая дат ник скорости, сравнивающий элемент, усилитель, регулирующий орган l .

Недостатками известной системы являются низкие точность и производительность в условиях действия периодических возмущений усилия резания, возникающих при обработке, например, деталей с эксцентриситетом.

Наиболее близким техническим реше- . нием является система с переменной структурой для управления металлорежущим станком, содержащая задатчик, naiv. чик скорости, инерционный алемент, последовательно соединенные первый релейный элемент, логический блок и регулирующий орган и Последовательно соединенные датчик усилия резания и сравниваю- щий элемент, подключенный вторым входом к задатчику, третьим входом - к выходу инерционного элемента, первый вход которого соединен с первым выходом первого релейного элемента, второй входс вторым выходом первого релейного элемента, с вторым входом логического блока и с вторым входом регулирующего

10 органа, подключенного выходом к входу ;датчика скэрости и к входу объекта управления, подключенного выходом к входу датчика усилия резания 2 .

Недостатком этой системы ягвляется

15 низкая точность вследствие регулирования только среднего значения усилия резания при таких низких скоростях, когда постоянная времени процесса резания больше постоянной времени регулирующего органа,

20 что снижает производительность металлорежущего станка.

Цель изобретения - повышение точности системы. Поставленная цель достигается тем, что система содержит первый ключ и последовательно соединенные второй репей ный элемент, блок управления и второй ключ, соединенный выходом с входом первого релейного элемента, а вторым входом - с выходом сравнивающего элемента и с первым входом первого ключа, подклю ченного вторым входом к второму выходу блока управления, а выходом - к третьему входу регулирующего органа, причем вход второго релейного элемента соединен с выходом датчика. На чертеже представлена блок-схема системы, Система содержит сравнивающий элемент 1, первый релейный элемент 2, инердаоиное звено 3, логический блок 4, регулирующий орган 5, объект 6 управлешш, датчик 7 усилия резания, задатчик 8, датчик 9 скорости, второй релейный элемент 1О, блок 11 управления, первый ключ 12, второй ключ 13. Система работает следующим образом. При высокой скорости вращения шпинделя второй релейный элемент 10 подает , .на вход блока 11 управления ключами 12 и 13 сигнал логического нуля. В этом случае ключи 12 и 13 управл$потся таким образом, что первый ключ 12 закрыт, а второй ключ 13 открыт. В результате этого вход первого релейного элемента 2 оказывается подключенным к выходу сравщшающего элемента 1. В зависимости от сигнала рассогласования между заданным и действительным значениями, поступающего с выхода сравнивающего элемента 1 зоны нечувствительности первого релейного элемента 2 (±0 ), логический блок 4 и первый релейный элемент 2 управляют регулирующим органом 5 так, что дейст вителъное значение усилия резания Хне может превысить величину, равную сумме заданного значения XQ и зоны нечувствительности (Q) первого релейного элемента 2, несмотря на периодически возника1о(Щие возмущения Ь . Причем наличие логической единицы на втором выходе первого релейного элемента 2 уменьщает Подачу, а на выходе логического блока 4 увеличивает. Следует отметить, что сигнал на увеличение подачи на выходе логического блока 4 может возникнуть не ранее, чем через один оборот шпинделя, несмотря на, то, что вьшолняется условие Х Хо ОПри этом подача имеет минимальное значение, соответствующее предшествующему максимальному значению усилия резания X .. При низких скоростях обработки детали, т. е. в случае, когда постоянная времени процесса резания больще постоянной времени регулирующего органа, в системе обеспечивается слежение за динамическими изменениями усилия резания при обработке деталей с эксцентриситетом. С этой целью на выходе второго релейного элемента 10 формируется сигнал логической единицы, блок 11 управления открывает первый ключ 12 и закрывает второй ключ |13. В результате этого выходсравнивающего элемента 1 подключается к регулирующему органу 5 и подача изменяется, даже в пределах одного.оборота таким образом, чтобы на выходе сравнивающего элемента 1 было нулевое рассогласование между заданным и действительным значениями усилия резания. Для этого характеристика второго релейного элемента 10 выбирается в виде , постоянные времени соответственно процесса резания и регулирующего органа ; t) - зона нечувствительности второго релейного элемента. Использование изобретения позволит сократить время обработки на 35% и повьюить стойкость режущего инструмента в 1,5 раза. Формула изобретения Система с переменной структурой для управления металлорежущим станком, содержащая зацатчик, датчик скорости, инерционный элемент, последовательно соединенные первый релейный элемент, логический блок и регулирующий орган и последовательно соединенные датчик усилия резания и сравнивающий элемент, подключенный вторым входом к задагчику, третьим входом - к выходу инерционного элемента, первый вход которого соединен с первым выходом первого релейного элемента, второй вход - с вторым выходом первого релейного элемента, с вторым входом логического блока и с вторым входом регулирующего органа, подключенного выходом к входу датчика скорости и к входу объекта упривления, подключенного выходом к входу датчика усилия резания, о т л и .чающаяс я тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит первый .ключ и последовательно соединенные второй релейный элемент,, блок управленвя в второй ключ, соединенный шоход6м с входом первого релейного элемента, а вторым входом - с выходом сравнЕваюшего элемента и с первым входом первого ключа, подключенного вторым входом к второ-s му выходу блока управления, а выходом к третьему входу регулирующего органа, причем вход второго релейного элемента jpoeaaaeH с выходом датчика.

Источнвкн информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское сввдетелъство СССР Ns 419487, кп. G 05 В 13/О2, 1971.

2. Патент ГДР Ns 344633, кл. Q05 В 13/02, опублик. 1970 (прототип).