Файл: Кужим, Т. П. Электрические системы управления приводами металлорежущих станков обзор патентных описаний.pdf

ний. Использование операционного интегрального усилителя с дос­ таточной степенью точности позволяет реализовать практически все математические операции, необходимые в САУ: пропорциональ­ ные регуляторы (масштабные усилители), пропорционально-инте­ гральные (ПИ-), 1пропорщио1нально-интегрально-диффереН|Циальные (ПИД-), пропорционально-дифференциальные (ПД-) регуляторы.

Краткие аннотации патентных описаний регуляторов с примене­ нием интегральных усилителей приведены ниже.

Интегратор с компенсацией по постоянному току.

Предлагаемый интегратор предназначен для аналоговых вычис­ лений. Интегратор обладает лучшими рабочими характеристиками по сравнению с известными и используется в собственно вычисли­ тельных устройствах, в следящих или регулирующих системах. Принципиальная схема устройства приведена на рис. 8.

Пропорциональный, астатический и дифференциальный регуля­ тор для раздельно регулируемых пропорционального, астатическо­ го и разностного звеньев.

Описывается регулятор для раздельно регулируемых пропорцио­ нального, астатического и дифференциального звеньев, содержа­ щий три усилительных каскада, каждый из которых охвачен цепью обратной связи с управляемой постоянной времени.

Регулятор отличается тем, что каждый из трех усилительных каскадов имеет инвертирующий и неинвертирующий входы. Выход Первого усилительного каскада соединен е неинвертирующим вхо­ дом второго, следующим за ним (каскада; выход второго усили­ тельного каскада соединен о прямым неинвертирующим входом третьего каскада. Соответствующие астатическому или разностно­ му звеньям цепи обратной связи второго или третьего каскада под­ ключены к фазоинверсным входам этих каскадов. К фазоинверсному входу первого каскада подводится сигнал, соответствующий раз­

14

Адаптивный пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор.

Самонастраивающийся пропорционально-интегрально-диффе- решдиальный регулятор содержит последовательно соединенные дифференцирующий и интегрирующий блоки и усилитель с регули­ руемым коэффициентом усиления. Параметры регулятора согла­ суются с параметрами регулируемого объекта посредством измене­ ния коэффициента усиления усилителя.

Предлагаемый регулятор отличается тем, что с целью обеспече­ ния автоматической адаптации регулятора в схему между выходом дифференцирующего блока и входом интегрирующего введено управляющее звено, служащее для автоматического управления коэффициентом усилителя посредством временного • ответвления сигнала, пропорционального величине или ошибке регулирования.

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

По виду управления движением регулируемых органов станка различают контурные (непрерывные) системы числового програм­ много управления и позиционные (координатные).

Контурные СЧПУ применяются преимущественно на фрезерных

технологические операции, в том числе контурное фрезерование и расточку, поэтому СЧПУ, применяемые на станках этого типа, являются комбинированными, объединяющими в себе черты кон­ турного и позиционного программного управления. Характеристики тиристорных приводов в зависимости от вида программного управ­ ления будут различны.

СЧПУ содержат устройства цифровой индикации действитель­ ного положения рабочих органов и размеров детали, грубого и точного позиционирования, интерполяторы, -вычислительные устрой­ ства для расчета траектории движения и коррекции размеров режущего инструмента. Управление осуществляется одновременно по нескольким координатам.

На станках с ЧПУ применяются адаптивные системы, что позво­ ляет в зависимости от реальных условий автоматически корректи­ ровать заданные в программе режимы обработки, последователь­ ность и величину перемещения. Станок оснащается датчиками, сигналы которых используются для необходимого изменения пара­ метров обработки.

15

В последние годы получило распространение управление металлорежущими станками -с применением микрокомпьютеров и цифровых вычислительных машин (ЦВМ). ЦВМ включаются в -замкнутый контур управления, работают в реальном масштабе времени, принимая, обрабатывая и выдавая необходимую инфор­ мацию. Для осуществления связи машины с объектом регулиро­ вания — металлорежущим станком и его приводами применены дополнительные устройства.

ЦВМ применяются для управления группой металлорежущих станков. Использование компьютеров и ЦВМ позволяет оптимизи­ ровать процесс управления приводом станка.

КОНТУРНЫЕ СИСТЕМЫ ЧПУ

Контурное программное управление предполагает наличие функциональной связи между координатами и осуществление обра­ ботки во время перемещения рабочего инструмента или детали. Программа задается на магнитной ленте или перфоленте в абсо­ лютных координатах или приращениях.

В системах ЧПУ применяются линейные, линейно-круговые или специальные интерполяторы. Контурные СЧПУ с линейно-круговы­ ми интерполяторами могут быть снабжены устройствами автомати­ ческого расчета эквидистанты — траектории движения центра режущего инструмента, например, фрезы. Программой задаются только опорные точки контура детали, координаты опорных точек эквидистантного контура рассчитываются с учетом величины ра­ диуса фрезы.

Управление осуществляется одновременно по двум, трем и более координатам.

Числовое управление скоростью подачи копировального станка.

Изобретение относится к числовым системам управления скоро­ стью подач копировальных станков, а именно, «системам, содержа­ щим устройства для управления тангенциальной составляющей скорости пути перемещения. Составляющие перемещения от одной точки к другой содержаттри ортогональные проекции на оси X, Y, Z.

На вход контурного (генератора поступают сигналы, амплитуда которых пропорциональна составляющим скорости перемещения

16

вдоль каждой из осей, а частота характеризует определенную ось. Для обеспечения постоянства скорости подачи входная частота

контурного генератора должна быть равна f0- -р , где /0— постоян­

грируемой функции. Схемная реализация предлагаемого устройст­ ва обеспечивает существенное превышение частоты следования сигналов управления на выходе контурного генератора в сравне­ нии с частотой следования ее на входе (рис. 9).

Фирма Allen Bradley Company

Приоритет 22.01.70

Описывается вычислительное устройство для управления ско­ ростью подачи металлорежущего станка, осуществляющее вычис­ ление величины 1 /D на основе информации о величине отклонения для различных осей станка X, Y, Z.

В систему непрерывно вводится величина скорости заданного перемещения органов станка. Устройство содержит вычислитель­

которое затем подается на вход контурного генератора, выходное напряжение которого управляет работой исполнительного двига­ теля станка (рис. 10.и 11).

Рис. 10. Схема числового управления скоростью подачи:

/0 — считывающее устройство; 12 — распределитель; 14 — генератор ско­ рости подачи; 16 — множительное устройство; 18 — вычислительный блок скорости подачи; 20 — контурный генератор

Контурная система числового программного управления содер­ жит цифровой микрокомпьютер, работающий в режиме с разделе­ нием во времени и выдающий для каждой из управляемых осей станка повторяющиеся числовые команды, соответствующие эле­ ментарным приращениям величин перемещений по данной коорди­ нате, заданным в виде отрезков прямых или дугами окружностей.

Рассмотрена двухкоординатная система управления, содержа­ щая линейные и круговые интерполяторы. Команды используются для управления сервоприводами.

Схема непосредственного управления скоростью подачи.

Схема может быть использована в системах числового програм­ много управления металлорежущими станками (рис. 12). Програм­ мирование скорости подачи осуществляется непосредственно в единицах -скорости. Входной сигнал задания скорости подачи представляет собой последовательность импульсов, в которой каждый импульс несет информацию о приращениях относительного перемещения вдоль заданной оси, а частота повторения импульсов соответствует запрограммированной -скорости. Схема непосредст­ венного управления скоростью подачи выдает повторный команд­ ный сигнал, поступающий на функциональный генератор, который

18