Файл: Сергиевский, Л. В. Наладка, регулировка и испытание станков с программным управлением учебное пособие.pdf

нала в системах ЧПУ является постоянство уровня сиг­ нала. Под этим понимается, что все частоты, воспроизво­ димые системой в пределах ее диапазона, передаются без искажений амплитуды, т. е. система не вносит линейных

106

нат откладывалось изменение уровня считываемого сигнала в процентах от номиналь­

ного, полученного при записи сигнала на частоте 250 Гц. По оси абсцисс откладывалось изменение частоты в про­ центах в сторону увеличения или уменьшения от номи­ нального значения (250 Гц). Кривая 1 характеризует изменение уровня сигнала при уменьшении частоты

нала.

Чтобы достичь линейной частотной характеристики, необходимо корректирующие мероприятия, которые мо­ гут применяться как в канале записи, так и в канале вос­ произведения или могут быть поделены между обоими каналами.

Контур, образованный емкостью и индуктивностью обмотки головки, увеличивает величину сигнала при вос­ произведении. Но от того, как подобраны элементы кон­ тура, зависит величина изменения воспроизводимого сиг­ нала. На рис. 51 приведена зависимость изменения вос­ производимого сигнала от изменения емкости контура и

107

наты z, кривые 2 и 5 — сигнал с ко­ ординаты х, кривые 3 и 6 — с координаты у. Разброс из­ менения считываемого сигнала в зависимости от подбора резонансной емкости объясняется разбросом обмоточных данных головок, их расположением по дорожкам записи на магнитной ленте, различными размерами рабочих щелей.

Очевидно, для настройки магнитных головок в ре­ зонанс необходимо учитывать влияние на уровень вос­ производимого сигнала не только частоты записанного сигнала, но и индуктивности обмотки магнитной головки и емкости контура.

Пространственные потери могут влиять также на ча­ стотную характеристику при контактном воспроизведении сигнала. В магнитных системах, таких как трансформа­ торы, магнитные усилители, электромеханические реле и т. д., создание плотного механического контакта между частями магнитной цепи не означает, что между ними су­ ществует плотный магнитный контакт. Практически, если даже приняты меры для соединения этих частей, эффектив­

деляется тем, что проницаемость магнитомягких материа-

108

лов, применяемых в трансформаторах и магнитных голов­ ках, зависит от механического воздействия на эти мате­ риалы ударов и обработки. Иногда достаточно легкой шлифовки головки, чтобы сильно изменить ее «отдачу». Очевидно, что и в реальных системах при действии на магнитные головки механических сил могут возникнуть подобные потери. Определить величину этих потерь или, другими словами, эффективный зазор практически до­ вольно трудно. Была проверена «отдача» с магнитной головки в зависимости от сил, возникающих при сборке полублоков многодорожечных головок. .Магнитная го­ ловка, полученная с завода-поставщика, была установ­ лена в лентопротяжный механизм и проверен уровень сигнала считывания. После этого с помощью стяжных винтов была увеличена сила стягивания, смещение полу­ блоков исключено, так как их фиксируют с помощью штифтов. После операции был повторно проверен уровень сигнала считывания, при этом уровень сигнала упал на 10%. Отсюда необходимо сделать вывод, что после перешлифовки и сборки полублоков магнитной головки не­ обходимо учитывать силы их стягивания.

Особенностью пермаллоя —■материала, применяемого для изготовления сердечников магнитной головки, яв­ ляется то, что при изменении его механических свойств изменяются и магнитные свойства пермаллоя. После пере­ тяжки магнитной головки пластины сердечников головки были подвержены сильному напряжению, при этом резко ухудшились магнитные свойства материала, и сигнал, считанный такой головкой, уменьшился.

§ 3. ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ СИСТЕМЫ И ОТДЕЛЬНЫХ БЛОКОВ

Чтобы обеспечить высокую точность работы, управляю­ щая часть системы станка с ЧПУ должна иметь достаточно большой коэффициент усиления сигнала. Назначение уси­ лительных элементов сводится главным образом к из­ менению величины вспомогательной энергии, поступаю­ щей к последующему элементу (обычно исполнительному двигателю или усилителю мощности), в соответствии с ве­ личиной сигнала, поданного на вход обычно от чувстви­ тельного элемента. Необходимость применения усилите­ лей вытекает из того, что мощность, требуемая для созда­ ния выходных сигналов в системе, обычно велика, а мощ­

109

ность управляющего входа мала. Например, в системе ЧПУ станка мощность приводного двигателя составляет несколько тысяч ватт, а входной сигнал от магнитной ленты — сотые и тысячные доли ватта. Поэтому в данном случае в системе задают коэффициент усиления по мощ­ ности, равный отношению выходной величины ко входной величине, т. е.

где Pcs — мощность силового элемента;

Рчь — мощность чувствительного элемента. Следовательно, основная цепь системы должна уси­

лить сигнал по мощности в тысячи и сотни тысяч раз. Увеличение коэффициента усиления системы с шаго­ вым приводом (импульсно-шаговая система ЧПУ) благо­ приятно влияет на уменьшение точностных ошибок почти во всех типовых режимах работы системы. Однако уве­ личение коэффициента усиления ограничивается устой­ чивостью системы. При повышении коэффициента усиле­ ния система, как правило, приближается к колебатель­ ной границе устойчивости. В этом сказываются противо­ речия между требованиями к точности и требованиями к устойчивости системы. Чтобы не ухудшать динамику системы, усилители должны'иметь постоянное усиление

для всей области частот следящей системы.

В следящих приводах станков с ЧПУ усиление сиг­ нала управления обеспечивается полупроводниковыми, электромашинными, гидравлическими и механическими усилителями.

При обслуживании реальных схем усилителей систем ЧПУ необходимо иметь четкое представление о влиянии на коэффициент усиления изменения определенных пара­ метров усилителя при замене вышедших из строя элемен­ тов или при настройке всей цепи усиления. В качестве примера рассмотрим усилитель мощности системы управ­ ления «Контур 4МИ-68», приведенный на рис. 52. Усили­ тель мощности состоит из двух каскадов усиления (77; Т2) и эмиттерного повторителя (Т3\ Т4), который служит для согласования входной и выходной цепей, (выходная цепь нагружена на обмотку шагового двигателя). Входные цепи на диодах {Д1\ Д2) выполняют логическую опера­ цию «ИЛИ», так как на вход усилителя сигналы посту­ пают с разных триггеров в разное время.

110

Рис. 52. Схема транзисторного усилителя мощности:

отдельных каскадов усилителя и перемножив их, получим коэффициент усиления всего усилителя, так как коэф­ фициент усиления многокаскадного усилителя в относи­ тельных единицах равен произведению коэффициентов усиления его каскадов, т. е. К ус = K iK 2K3.

Второй и третий каскады данного усилителя здесь рассматривать не будем, так как один из них является транзисторным ключом с фиксирующим диодом (Д3\ Д4), а другой — эмиттерным повторителем с коэффициентом усиления, близким к единице.

Первый каскад является усилителем с потенциометри­ ческой межкаскадной связью, где компенсация постоян­ ного потенциала, поступающего с выходного электрода предыдущего каскада на вход следующего, осуществ­ ляется источником постоянного напряжения + 6 В через делители напряжения (потенциометры), состоящие из ре­

111