Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

первого порядка с интегральным законом управления аргументом при воспроизведении окружности. Начальные условия: х 0 = 60 В; у 0 = ЗОВ; у2 = 5 В; отметка времени — через 0,75 с. Как видим

из осциллограмм, после начала движения устанавливается такое

...................................................................................... ■___I___L— J___I__ I___I___I---- 1---- 1___I__ I---- 1---- 1----1---- 1— L

Рис. 142. Исследование разных следящих систем

постоянное значение со, при котором Д = 0. Для описываемого случая это значение со легко подсчитывается теоретически по формуле

где k — коэффициент усиления следящих систем первого порядка; kx = ky — k; R — радиус воспроизводимой окружности.

269

Осциллограммы 1—5 сняты для разных быстродействий сле­

дящих систем, коэффициенты усиления которых относятся как 1 : 2; 2 : 3; 3 : 4; 4 : 5. Установившиеся значения со на этих ос­ циллограммах относятся так же, что полностью соответствует

формуле (VI.33).

При неодинаковых следящих системах величина со изменяется по сложному закону. На рис. 142 представлены осциллограммы 1—3 для случаев, когда постоянные времени следящих систем

Рис. 143, Иллюстрация выигрыша в точности при использовании коррек­ ции аргумента

первого порядка относятся как 4: 5; 3: 5; 2 : 5 соответственно. Чем больше разница в быстродействии следящих систем, тем хуже поддерживается величина модуля ошибки. Введение комбини­ рованного управления аргументом — по отклонению и по интег­ ралу от отклонения — позволяет улучшить стабилизацию модуля вектора ошибки.

Осциллограммы 1, 2 (рис. 143) сняты при воспроизведении

окружности неидентичными следящими системами первого поряд­

в системе без коррекции аргумента, на осциллограмме 2 этот про­

цесс производится такими же следящими системами, но с коррек­ цией аргумента. Сравнивая кривые А на этих осциллограммах, видим, что введение коррекции аргумента позволяет в десятки раз

270

уменьшить отклонение модуля вектора ошибки от заданной ве­

личины.

На основании приведенных выше осциллограмм можно сделать следующие выводы.

1. В системе с коррекцией аргумента в функции от ошибок следящих систем возможны устойчивые режимы. Устойчивость в данном случае определяется как возможность движения по за­ данной кривой в заданном направлении; она определяется нали­ чием свойства знакопостоянное™ у функции со.

2. В системе с коррекцией аргумента можно подобрать такой закон управления аргументом, при котором обеспечивается удов­ летворительная стабилизация модуля вектора ошибки.

29.ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

До последнего времени прогресс в машиностроении опреде­ лялся двумя факторами: производительностью и точностью. Эти факторы диктовали в ведущих отраслях машиностроения переход от универсального оборудования к узкоспециализированному ав­ томатическому оборудованию.

Узкоспециализированное оборудование не позволяет быстро и с малыми затратами перестраиваться с производства одних мо­ делей машин на производство других, более новых и совершенных, что в условиях бурного развития науки и техники является очень серьезным тормозом для увеличения объема производства и про­ изводительности труда.

Необходимость создания машин и станков, сочетающих высокую производительность и точность автомата с гибкостью и приспособ­ ляемостью универсального оборудования вызвала широкое раз­ вертывание работ по созданию систем программного управления станками.

Эффективность применения системы программного управления на производстве определяется, во-первых, тем, что программа оказывается сравнительно мало связанной со структурой и кон­ струкцией агрегата, поэтому изменение программы не вызывает необходимости в его существенной переналадке и перестройке; во-вторых, тем, что при этом значительно повышается качество обработки деталей, увеличивается производительность и произ­ водство в значительной степени освобождается от влияния инди­ видуальных качеств рабочего; в-третьих, оказывается возможным использовать более целесообразные, хотя и более сложные, очер­ тания деталей, внедрение которых до появления систем программ­ ного управления было затруднительным.

Разработка систем программного управления вызвала поста­ новку ряда новых задач, причем главной оказалась задача умень­ шения объема работ по подготовке программы. Если раньше ра­ бочий производил обработку детали исходя из данных ее чертежа и дополнительную информацию, необходимую для осуществления

271

обработки, черпал из собственного опыта и указаний мастера, то при внедрении систем программного управления роль рабочего свелась к наблюдению за работой нескольких агрегатов с программ­ ным управлением. Подготовка программы управления станком на основании данных чертежа вылилась в работу целого коллек­ тива вычислителей.

Существенное уменьшение объема программирования необ­ ходимо для того, чтобы система программного управления в целом была эффективной. Без существенного уменьшения потока инфор­ мации от человека к машине программное управление явилось бы лишь механизацией труда рабочего, а отнюдь не автоматизацией его. Автоматизация—это процесс совершенствования производства, характеризуемый прежде всего уменьшением потока информации от человека к машине.

Одной из наиболее трудоемких задач программного управле­ ния станками является подготовка информации для интерполя­ торов. Для систем контурного управления в некоторых случаях она значительно облегчается использованием специальных мето­ дов автоматического программирования. Самый распространенный вид работ в машиностроении— это обработка поверхностей де­ талей. Применение методов контурного управления для этого вида работ не оказывается эффективным из-за очень большого числа контуров, которые необходимо обработать, чтобы покрыть задан­ ную поверхность сетью траекторий с густотой не реже за­ данной.

При обработке поверхностей объемы потоков информации, как поступающие от интерполятора к станку, так и вводимые в интер­ полятор, велики, что вызывает большие трудности в приготовле­ нии этой информации, в ее хранении, проверке и вводе. Оказы­ вается более целесообразным управлять станком непосредственно от интерполятора; в этом случае, во-первых, исчезают затрудне­ ния, связанные с хранением и вводом информации, поступающей от интерполятора к станку; во-вторых, оказывается возможным ввести обратные связи от станка к интерполятору, что намного повысит качество работы всей системы (повысятся динамическая точность отработки приводами подач станка управляющих сиг­ налов, быстродействие и т. д.) и значительно сократит объем про­ граммирующей программы.

Возможен другой метод программирования обработки поверх­ ности [17, 18]. Он заключается в том, что уравнение подлежащей обработке поверхности закладывается в структуру программи­ рующего устройства и для задания траектории на поверхности в этом случае требуется лишь небольшая дополнительная инфор­ мация о ней, так как то общее, что присуще всем этим траекто­ риям, — а именно то, что они расположены на данной поверх­ ности, — один раз уже заложено в структуре программирующего устройства, чем и достигается значительное уменьшение объема программирующей программы.

272

Можно еще более уменьшить объем информации, поступаю­ щей в интерполятор, используя то свойство траекторий при обра­ ботке поверхности, что они должны покрыть поверхность с густо­ той не реже заданной.

Если F ± (х, у, z) = 0 — уравнение поверхности, то структура

днфференциальнго анализатора, воспроизводящего те или иные кривые на этой поверхности, будет описываться уравнениями:

Задание траектории на поверхности обеспечивается заданием коэффициентов us (s — 1,2, 3). Любую пространственную кривую

можно задать как пересечение двух поверхностей. В случае пло­ ского сечения поверхности коэффициенты us будут постоянными.

Если

F2 (х, у, z) = Ах + By + Cz D = О,

При воспроизведении кривых, лежащих в плоскостях, парал­ лельных координатным, эта структура значительно упрощается.

При движении в плоскости, параллельной плоскости XY,

« 2 = “з = 0 , иг = 1 ,