Устройство управления перемещением расточной головки
УДТ,в... :, ИСКА%
ОП ИСАЙ ИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
oьд с
С©еаза С@в@тсмм»
Соцмалмстммвсим»
Уаспублмк iii 648382
И АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заявлено 12.04.76 (21) 2345316/25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опублнковано25.02.79. Бюллетень № 7
Дата опубликования описания 28.02,79
2 (5t) M. Кл
В 23 Я 15/00
ГфеударстеекквФ кееапет
СССР аа делам кзебретеккй и еткрьЬй (53) УДК621.9.08 (088.8) (72) Авторы изобретения
М. Б. Диперштейн и A. Б. Качоровский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ
PACTOЧНОЙ ГОЛОВКИ Изобретение относйтся к технике ме. ханической обработки крупногабаритных иэделий типа труба.
Известно устройство, где использует ся датчик синхроимпульсов, установленный HB расточной штанге, выполняющий роль цатчика скорости вращения направляющих брусьев относительно штанги (11 .
Кроме того, известно устройство для контроля положения резцовой головки расточного станка, соцержащее датчик положения, выполненный в вице светящегося полудиска, закрепленного на валу быстроходного электродвигателя и снаб женного сигнализатором синхроимпульссв врвшеввя (2) .
Оцнако в этих устройствах снижается .точность контроля и автоматического устранения эксцентриситета в процессе расточив при одновременном вращении изцелия и расточкой штанги.
Цель изобретения — повышение точности контроля н автоматического устранения эксцентриситета в процессе расточки крупногабаритных изцелий типа
Труба при одновременном вращечии иэце лия и расточной штанги.
Для этого предлагаемое устройство снабжено цатчнком скорости вращения штанги, а также системой автоматического регулирования положения оптической трубы и синхронной следящей системой, связанной с расточной штангой, а в цепь питания синхронного двигателя датчика положения расточной головки
30 введен фаэорегулятор, связанный с синхронной слецящей системой, причем выходы всех датчиков поцключены к электронному вычислительному устройству, связанному с системой управления поло15 жением направляющих брусьев и системой регулирования положения оптической тру- . бы.
На фиг. 1 цана схема описываемого
2ц устройства; на фиг. 2 — векторная циаграмма пространственных смешений и расположение их в осях прямоугольныхсистем координат, связанных с вращением кинематических элементов.
648382
В вертлюге 1 станка закреплено изделие 2, а с противоположной стороны в вертлюге 3 - расточная штанга 4. В рбэультате неточности регулирования шонетов и собственного веса изделия его 5 ! ось 0 0 имеет смешение с относительно оси станка 00, Обрабатываемое отверстие с осью 0 0 имеет эксцентрисиЙ и
% ет В относительно оси 0 0 . В рас.точной головке на штанге 4 расположена !О сзободно вращающаяся втулка 5, в пазах которой установлены направляющие брусья 6 и, механизмы 7 коррекции их положения относительно оси штанги. С внешней стороны штанги закреплен режущий инстоумент 8, В исходном состоянии ось растпчной штанги совпацает; с осью 0 0 обрабатываемого отверстия.
Н II
Устройство для управления перемещением расточной головки состоит из синхронного двигателя 9 с датчиком 10, выполненным в вице полуцискового оптического модулятора, причем ось|)3 датчика может иметь аппаратурную ошиби II 23 ку r смещения относительно оси 0 0 .
Кроме того, с внешней стороны раси н точной штанги по оси О 0 станка установлена оптическая труба 11, снабженная оптико-электронной системой контроля величины смешения CQ в плоскости датчика 10 (вектора смещенияРф.
Оптическая труба имеет шарнирное крепление и через кинематическую связь 12 соецинена с исполнительным механизмом 13 системы 14 автоматической коррекции направления оптической оси трубы на ось 0 0 (коррекции ошибки ( ориентации - векторами u .). Выхоц оп тико-электронного преобразователя трубы через усилитель 15 соединен с вычислительным устройством 16.
На вертлкге 3 расточной штанги и на вращающейся втулке 5 установлены соответственно два якоря 17 н 18 имцатчиков 1 9 H 2 0 { например 43 индукционного типа), причем первый датчик закреплен на станине станка, а .второй - на расточной штанге 4. Выходй датчиков соецинены со входами импульсных распределителей интеграторов вычислительного устройства 16. Генератор 21 трехфазного переменного тока соецинен с синхронным двигателем 9 датчика и входом фазорегулятора 22,, который через кинематические связи 23 и 24, а также элементы синхронной следящей системы 25 и 26 соединен в перецаточном .отношении < 1:1 с вертлюгом 3. Оцнофаэные выходы генерато ра 21 и фаэорегулятора 22 соединены со входами импульсных распределителей анализаторов сигнала фототока вычислительного устройства 16.
Выход вычислительного устройства
16 каналом ц соединен с системой 14 автоматической коорцинации ошибки ориентации 3 оптической трубы 11„
:а каналами 8» и f с внешней систеи и мой автоматического управления перемещением расточной головки, соединенной в свою очередь с исполнительными механизмами 7, При работе станка вертлюг 1 вращает изделие 2, направляющие брусья 6 плотно прижимаются к поверхности обрабатываемого отверстия механизмами
7 и вращаются вместе с втулкой 5.
Вращение втулки из-as проскальзывания направляющих брусьев может отставать от вращения иэцелия, Расточная штанга
4 привоцится во вращение вертлюгом 3, который сообщает ей и поступательное движение вцоль оси иэделия.
Описываемое устройство при этом работает слецующим образом. Вместе с вращением штанги 4 получают дополнительное переносное вращение двигатель 9 и датчик (полуцисковый модулятор) 10. Их ось совершает сложную траекторию движения в результате сложения движений векторов всех погрешностей в расположении осей кинематических элементов.
Правильная оценка величины эксцентриситета 3 может быть получена при пересечении оптической оси трубы 11 с осью 0 0 в плоскости модулятора
10. Оцнако в общем случае это условие не выполняется, поэтому в описываемом устройстве сигнал, получаемый в оптикоэлектронном преобразователе трубы 11 после усиления в усилителе 15 поступает в вычислительное устройство 16, гце параллельно проходит на цва анализатора. Импульсные распрецелители анализаторов синхронизированы напряжениями, поступающими с генератора 21 и с выхоца фаэорегулятора 22, синхронизированного с вращением вертлюга 3.
B результате преобразований на выхоцах анализаторов выделяются сигналы
U,ïðoïoðöèoHàëüíûå проекциям вектора и на оси непоцвижной прямоугольной системы координат(РнфйРу(1)) и на оси подвижной системы коорцинат, синхронизированной с вращением расточной
6 1 8з82
1О в II — 111 квацрантах, 25 штанги (Рх (д } К Р (t) ), В вычислительное устройство, кроме того, вводятся сигналы от двух импульс плх датчиков 19 и 20, которые синхронизируют работу двух импульсных распрд делителей с периодом вращения штанги Т,„и с периоцом вращения направляющих брусьев относительно штанги Тй . Вычислите ное устройство производит циклическое интегрирование сигналовР„(Ц и P t (t) в прецелах г,„ от 2 2п др (2n 1)
2 в I-П - квадрантах, г„ т„ от (2 „,.1) до (2n+2)
2 2 в Ш-I V — квацрантах, 1 м . Ты
0> (,? n + L(2) до — (2rT+3/2)
2 2. 3 ф ч от — (2п+ Ь(2) "— (2rl + 5/2)
2 2
s I< — 1 квадрантах, 30 где Й вЂ” целое число периодов Тдя .
В аналогичных прецелах относительно периода Т устройство 16 интегрирует напряжения сигналов „ ф} и Pj (1,), за целое число периодов ТЕ принимают trl...
Выполнив эти операции, можно получить систему, состоящую из 16 уравнений. Принимая во внимание, что в кинематике станка выполнено условие на соотношение периодов Т и ТЕ в виде ao
Тц
-(12 д " °; )i
6 то для определения интересующих нас параметров цостаточно восемь уравне45 ний, из которых устройство 16 вычисляет и выдает слецующие сигналы:
Ь,х или б — сигналы цля автоматической коррекции положения оптической трубы 1 1;
p„i или P > — сигналы, необходимые для первоначальной регулировки положения центра двигателя 9 с модулятором 10; и м
8, иби сигналы, пропорциональные проекциям вектора эксцентриситета е отверстия на оси прямоугольной истемы коорцинат, прохоцяших через направляющие брусья.
С тналы Ь х или Ь у поступают по каналу Ь во внутреннюю систему 14 автоматической коррекции направления оптической оси трубы 11 и посредством элементов 12 и 13 выводят ее на позицию, гце 5 =- О.
Сигналы 8х" и Ю «поступают во внешнюю систему QBTDMQTH÷åñêîãо управления перемещением расточной головки, которая выдает импульсы управляющих возцействий на исполнительные механизмы 7, исправляющие возникший эксцентриситет отверстия.
Изложенное поясняется векторной диаграммой (фиг. 2) пространственных смешений элементов и расположением их в осях прямоугольных систем коорцинат: ХУ - неподвижных; Х У вЂ” син-! хронизированных с вращением расточной штанги, Х У «синхронизированных с вра.и я шением направляющих брусьев, увлекаемых вращением изделия.
В таблице даны циклические интервалы временных сигналов цля поцынтегральных функций
-9„(t) dt=(r сов(са„Счр„)а
+е сов((ддаи, tslp,J-б спь р )dt (группа Х) и
P„(tt dt=(n сав р„ае.cos( )) .dt (группа х ).
Повышение точности контроля и автоматическое устранение эксцентриситета возможно только с использованием восьми интеграторов, поэтому в таблице приведены интегралы только группы Х, которые аналогичны интегралам группы У.
Ошибка Дб, в определении сигнала хгравная
К -Е Сдш тш
ДБ х — ° — gin Я вЂ” Х ди Яе те тш Coe Pn I} Я вЂ” + 1р
0 е при соотношении Т /ТЕ > близком к целому числу, становится бесконечно малой (особенно, когда е мало), поэтому точное соотношение периодов. Т и Т необязательно. Это условие допускает применение раздельного электрс привода на вертлюге станка, что обеспечивает возможность внедрения устройства на станках, серийно выпускаемых и ром ы шленностью.
)
648382
Пределы интегр (июв& н
Интегралы сигналовУ т„ — (2и 1)
Tg — 2n
2 (сгр. -2) т — j2n 2)
2 кsx
Х-2 ти
2 (у i C) (crp. х-1) "к
Я (с,р — (2w+ 1)
К ф М т — 2m
"е — (2т t 2)
К вЂ” Я и В (е — (от+1)
2. — ге+— к — е р Х
Х-7
X-8 — 2n>
2f3+— выпавЂ
Тщ — 2о+— .2 2 — 2m 4—
Те 3 — 2Ф+—
2 2
К . к® ь — n вiс р — — сов — — х б ы+ЫЕ ТЕ Z
i Tid кб„
2na — — 9 Ц е - — °
2 Т 2 к, к8 иц ч — n sin q„+ — ° — сов — ". — r и " и <Д +<де )"е м К к хsin 2о+ . it+tpе
2 т 2
К К Е Сд
- — tcas+,,—
coe — —. к
9 @ Сды (де Те ы, " ®к к сов((Йп+ Е) 9+
Те а
К КЕ Сды- "(ы — ссов с q —, — cas — ° — х
Я " Е + e
) ox
xcos 2ni2) — i+ V - —
К к —.р сое р„- — < Ы< V
Я Я
)ж е "е .юп — .— coS 2m< — — Я-9
Я т, .Г„2 2 т, К к СО Я>г+ o .Gi n 4е
Я Я
К Я Тш Ъ Я 5 — — sin — „— cos 2m+ — — Я - Ч
Е т т Е 2т„
К к — r.coeq +- е cosyР В
К 6 ь (Е " "е — — sin — — сов (Se+t) — М-(p
Тц 2
К . К вЂ” r.cosy) --е cos<,Р а й"
К Ь 1с, ТЕ те — — — — .cos 2 -г .— и-V®
4 Г (2 Т
648382
9 формула изобретения
Устройство цля управления перемещением расточной головки, соцержащее втулку с направляющими брусьями, закрепленную на головке вращающейся расточной штанги, систему управления положением направляющих брусьев, цатчик скорости вращения направляющих брусьев, датчик положения расточной головки, выполненный в вице полуцискового модулятора, приводимого во вращение цвигателем, например синхронным, оптикоэлектронную систему контроля положения послецнего датчика, снабженную оптической трубЬй, а также электронное вычислительное устройство, о т и и ч а куш е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля и автоматического устранения эксцентриситета в процессе расточки крупногабаритных изцелий типа труба при оцновременном вращении изцелия и расточной штанги, устройствоснабжено цатчиком скорости вращения расточной штанги, а также системой автоматического регулирования положения оптической трубы и синхронной слецяшей системой, связанной с расточной штангой, а в цепь питания синхронного цвигателя датчика положения расточной головки введен фазорегулятор, связанный с синхронной слецяшей системой, причем выхоцы всех цатчиков поцключены к электронному вычислительному устройству, связанному с системой управления положением направляющих брусьев и системой регулирования положения оптической трубы. источники информации, JIpHHslTbIe Bo внимание при экспертизе
1. Авторское свицетельство СССР
N 433730, кл. В 23 В 35/00, 1972.
2. Авторское свицетельство СССР
hb 500025, кл. В 23 Я 15/04, 1975, 648382
Составитель Т. К)дахина
Редактор В, Дибобес Техред Л. Алферова Корректор Л. Василина
Закаэ 445/13, Тираж 1221- 11одписное
UHHHI1H Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д, 4/5
Фйлй ал Г!ПП =Г1атей"т, г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4
