Способ управления электроприводом комплекса для виброрезонансной обработки деталей

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах виброкомплексов для виброрезонансной обработки деталей. Целью изобретения является повышение производительности обработки. Устройство, реализующее способ управления, содержит вибровозбудитель 1, систему 2 управления, формирователь 3 напряжения задания, выход которого подключен к входу системы 2 управления. В данном способе обеспечивается повышение точности измерения границ изменения частоты вращения электродвигателя за счет изменения скважности управляющих импульсов тиристоров, а следовательно, изменения напряжения, подводимого к вибровозбудителю 1. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4795301/07 (22) 22.02.90 (46) 07.03.92. Бюл. № 9 (71) Краматорский индустриальный институт (72) А.И,Дрыга и И.А.Луценко (53) 621.316.718,5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11662288881199, кл. Н 02 P 5/06, 27.10.89. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ КОМПЛЕКСА ДЛЯ ВИБРОРЕЗОНАНСНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электропри,.,!Ж„„1718359 А1 водах виброкомплексов для виброрезонансной обработки деталей. Целью изобретения является повышение производительности обработки. Устройство, реализующее способ управления, содержит вибровозбудитель 1, систему 2 управления, формирователь 3 напряжения задания, выход которого подключен к входу системы 2 управления. В данном способе обеспечивается повышение точности измерения границ изменения частоты вращения электродвигателя за счет изменения скважности управляющих импульсов тиристоров, а следовательно, изменения напряжения, подводимого к вибровозбудителю 1. 8 ил.

1718359

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах для виброрезонансной обработки деталей.

Целью изобретения является повышение и роизводительности обработки.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства, реализующего способ виброобработки; на фиг.2 — структурная схема одного из вариантов возможной реализации системы управления; на фиг.3 — возможный вариант реализации принципиальной электрической схемы; на фиг.4 — временные диаграммы работы системы управления; на фиг. 5 — 7 — алгоритм процесса виброобработки; на фиг.8 временная диаграмма процесса виброобработки при реализации способа.

Структурная схема устройства (фиг,1), реализующего способ, включает в себя вибровозбудитель 1, систему 2 управления, формирователь 3 напряжения задания, выход которого подсоединен к входу системы

2 управления, выход которого подсоединен к входу вибровозбудителя 1.

Формирователь 3 включает в себя датчик 4 контроля частоты вибровозбудителя 4, датчик 5 контроля измеряемого параметра, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП) 6 и 7, устройство 8 ввода-вывода (УВВ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, оперативное запоминающее устройство ОЗУ 10, процессор 11 и,перепрограммирующее постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) 12, причем выход датчика 4 подсоединен к входу АЦП 6, выходы которого подсоединены к первому порту

УВВ 8, настроенному на ввод, выход датчика 5 подсоединен к входу АЦП 7, выходы которого подсоединены к второму порту

УВВ 8, настроенному на ввод, третий порт которого, настроенный на вывод, подсоединен к входу ЦАП 9, выход которого является выходом формирователя 3 и предназначен для подсоединения к входу системы 2 управления. Кроме того, УВВ 8 подключено к

ОЗУ и к процессору 11, который в свою очередь подключен к ППЗУ 12, Структурная схема системы 2 управления (фиг.2) состоит из синхронизатора 13, формирователя 14 пилообразного напряжения, компаратора 15 напряжения, дифференцирующего звена 16, узла 17 формирования импульсов управления тиристорами и силовой схемы 18, Входы синхронизатора 13 предназначены для подсоединения к питающей сети, а выход подсоединен к входу блока 14, выход которого подсоединен с инвертирующему входу компаратора 15, инвертирующий

45 формы, скважность которого (скважность g равна отношению длительности импульса

Тл к длительности периода Т, см. фиг,4 обратно пропорциональна (в данном случае) величине задающего напряжения, т,е. при

55

40 вход которого является входом системы 2 управления, а выход через звено 16 подсоединен к входу узла 17, выходы которого подсоединены к входам силовой. схемы 18, выход которой является выходом системы 2 управления и предназначен для подсоединения к вибровозбудителю 1.

Устройство для реализации способа работает следующим образом.

Напряжение питающей сети V через датчик напряжения 19, в качестве которого используется понижающий трансформатор, понижается и выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 20. Выпрямленное напряжение подается на инвертирующий вход компаратора напряжения 21, а на его неинвертирующий вход подается опорное напряжение V<> с отвода переменного сопротивления 22. Когда опорное напряжение по уровню превышает выпрямленное напряжение, на выходе компаратора 21 формируется импульс положительной полярности. С выхода компаратора 21, являющегося выходом синхронизатора 13, эти импульсы, синхронизированные с моментом перехода через ноль напряжения питающей сети, поступают на вход ФПН 14.

Конденсатор 23 в период отсутствия синхронизирующего импульса на выходе синхронизатора 13 заряжается по линейному закону через резистор 24. При появлении синхронизирующего импульса транзистор

25 открывается и конденсатор 23 заряжается.

Сформированное пилообразное напряжение с выхода формирователя 14 поступает на неинвертирующий вход компаратора

26 напряжения, на второй инвертирующий вход которого поступает задающее напряжение с выхода блока 3, В результате сравнения этих двух напряжений на выходе компаратора 26 формируется напряжение прямоугольной снижении уровня задающего напряжения

Ч,ад скважность у возрастает. В предельном случае y= 1. Звено 16, построенное на базе трансформатора 27 по переднему фронту прямоугольных импульсов формирует короткие импульсы обратной полярности, которые поступают на вход усилителя 17, а с выхода усиленные импульсы поступают на управляющие входы регистров 28 и 29 силовой схемы 18, Время отпирания тиристоров

1718359 в зависимости от скважности импульсов изменяется, а следовательно, изменяется среднее значение напряжения, подводимого к вибровозбудителю 1. В качестве вибровозбудителя 1 используют дебалансный вибровозбудитель, поэтому, изменяя подводимое к возбудителю 1 напряжение; мы изменяем частоту виброобработки.

Так как изменением величины задающего напряжения можно управлять процессом виброобработки, то в дальнейшем будем рассматривать системы 2 как единый блок, управляющей частотой виброобработки в соответствии с изменением величины задающего напряжения.

Устройство работает в соответствии со следующим алгоритмом.

Производим очистку ОЗУ, т.е. заносим во,все его свободные ячейки памяти нули.

Записываем в специально отведенные для этого ячейки памяти ОЗУ 10 константы напряжений сравнения K>Vcp, Л W и число циклов N (операция 1).

Осуществляем запуск программы, Начиная с этого момента времени все операции выполняются автоматически по программе, хранящейся в ППЗУ 12, Результаты промежуточных вычислений хранятся в рабочих регистрах (операция 2).

Снижаем величину задания V3 на величину Л V (снижение V3, как было показано ранее, вызывает повышение частоты вращения вала двигателя, а следовательнО, и частоты виброобработки) и выводим полученное значение V> на ЦАП 9, с выхода которого аналоговый сигнал поступает на вход системы 2 и повышает частоту вращения вала двигателя-(операция 3).

Опрашиваем АЦП 7 и сохраняем в ячейке памяти N>o (может быть и любая другая свободная ячейка памяти ОЗУ) текущее значение величины напряжения, пропорционально текущему значению измеряемого параметра Vi (операция 4).

Повторяем операции 3 и 4 (блоки 5 и 6) с той разницей, что значение Vi сохраняем в ячейке памяти М2о (операции 5 и 6).

Сравниваем значение ячеек памяти Njo и К2о(операция 7). Если значение Vi в ячейке

N2o больше предыдущего значения Ч в ячейке N10, то повторяются операции блоков 3 — 7. Если условие 7 не выполняется, то проверяем условие Vcp = Vcp1 (операция 8), если и оно не выполняется, переходим к блоку 9, опрашиваем АЦП 6, читаем текущее значение величины напряжения, пропорциональное частоте вращения вала двигателя и вычисляем величину напряжения сравнения Vcp1= К V> (înåðàöèÿ 9).

55 одов,,которые совершила рабочая точка, двигаясь от крайней нижней точки на восходящей ветви резонансной характеристики до крайней нижней точки на спадающей ветви и обратно (операция 23).

Сравниваем число отработанных циклов (операция 24) с программно заданным числом N и если условие не выполняется, то возвращаемся к операции 3, а если выполняется, то проверяем условие Vö.po — Ч зо >

Находим разность Ч1о — V2o и сравниваем ее с напряжением сравнения Vcpi (операция 10). Если разность меньше напряжения сравнения, то возвращаемся к операции 5.

5 Если разность больше или равна Чср1, то найдена крайняя нижняя точка не спадающей ветви частотной характеристики. Поэтому переходим к блоку 11 и вычисляем величину второго напряжения сравнения

10 Чср2 = KV:L/V.. После этого переходим к

? операции 12 и увеличиваем величину напряжения задания V> на ЬЧ. Выводим полученное значение на ЦАП 9, с выхода которого аналоговый сигнал поступает на вход CY 2, 15 и повышаем частоту вращения двигателя.

Присваиваем значению первого напряжения сравнения Vcp> программно заданное значение Vcp) (операция 13), Опрашиваем ЦАП 7 (операция 14) и со20 храняем в ячейке памяти М ю текущее значение величины напряжения, пропорционального текущему значению измеряемого параметра. Повторяем операции 12 — 16 с той разницей, что значение V сохраняется

25 в ячейке памяти N2o, Сравниваем содержимое ячеек памяти й1о и N2o (операция 17).

Если значение в ячейке N2o больше предыдущего значения в ячейке N>o, то повторяются операции 12 — 17.

30 Если условие 17 не выполняется, то опрашиваем АЦП 6 и 7, читая V ; и V вычисляем величину VBi = K+i /Vi (операция 18).

Если условие Vgi > Чср2 не выполняется, что выполняем операцию 15. Если выполняет35 ся, то найдена крайняя нижняя точка на восходящей ветви резонансной характеристики. Решение задачи выполняется в соответствии с операцией 20, Опрашиваем АЦП 6 и записываем теку40 щее значение величины напряжения, пропорциональное величине частоты вращения вала двигателя в ячейку памяти Ngo (операция 20), Проверяем содержимое ячейки памяти N4o и если в этой ячейке хранится нуль, 45 то записываем в нее текущее значение Чу (операция 21 и 22). Если в этой ячейке уже хранится какое-то число, отличное от нуля, переходим к выполнению операции 23, Определяем число циклов и, число пери1718359

2, > Л W (операция 25). Если это условие выполняется, то присваиваем числу п, заносим в ячейку памяти N4p, нулевое значение(операция 26) и возвращаемся к операции 3, если не выполняется, заканчиваем обработку (операция 27).

Формула изобретения

Способ управления электроприводом комплекса для виброрезонансной обработки деталей, согласно которому последовательно изменяют частоту вращения электродвигателя в диапазонах частот, определенных точками, равноудаленными от вершин истинного резонанса системы, первую из которых определяют по равенству максимального значения амплитуды вибрации сумме ее текущего значения и параметра, пропорционального квадрату частоты вращения электродвигателя, а вторую — по равенству максимального значения амплидуды вибрации сумме ее текущего значения и параметра, пропорционального частному от деления квадрата частоты вращения электродвигателя на текущее значение амплитуды вибрации,отличающийся тем,что, 1Q с целью повышения производительности обработки, после нахождения значимого резонанса первую рабочую точку на спадающей ветви резонансной характеристики определяют в момент равенства текущего

15 значения амплитуды вибрации разности между ее максимальным значением и заданной величиной.

1718359

23

1718359

1718359

Риг. 7

Фиг.8

Составитель В,Трофименко

Редактор Н.Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор О, Кравцова

Заказ 889 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101