Способ определения усилия прижима короснимателей роторного стволообрабатывающего станка

i ц 670435

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Срюз Советских

Социалистических

Республик с

1 (1

I (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07.77 (21) 2504639/29-15 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

В 27L 1/00

G 011 1/00

Государственный комитет (53) УДК 634.0.361.0 (088.8) ло делам изобретений (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень ¹ 24 и открытий (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Автор изобретения

В. А. Алексеев (71) Заявитель

Марийский политехнический институт им. М. Горького (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЯ ПРИЖИМА

КОРОСНИМАТЕЛЕЙ РОТОРНОГО

СТВОЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО СТАНКА

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, преимущественно к роторным окорочным станкам, и может быть использовано в системах автоматического регулирования усилий прижима короснимателсй как для получения сигнала, пропорционального усилию прижима, так и для получения сигнала по отклонению усилия прижима от заданного значения.

Известен способ получения сигнала, пропорционального моменту вращения асинхронного двигателя, по скорости вращения

его вала (1). Известный способ не обеспечивает требуемой точности систем автоматического регулирования усилий прижима рабочих органов роторного окорочного станка.

Известен также способ определения усилия прижима короснимателей роторного стволообрабатывающего станка с имеющим упругий элемент натяжным шкивом, включающий измерение скорости ротора станка (2).

Поскольку в процессе окорки древесины даже одной породы параметры могут изменяться в широких пределах, то существующий способ не может обеспечить требуемой точности систем автоматического управления рабочими органами станков.

Цель изобретения — повышение точности определения усилия прижима короснимателей роторного стволообрабатывающего станка.

Это достигается тем, что одновременно с измерением скорости вращения ротора станка измеряют скорость вращения натяжного шкива, сравнивают скорости вращения ротора и натяжного шкива, а разность скоростей интегрируют по времени и компенсируют погрешности, обусловленные наличием упругого элемента натяжного шкива.

На фиг. 1 изображена расчетная схема

1 элементов системы станок — окоряемое бревно, характеризующих величину растяжения упругого элемента; на фиг. 2 представлена структурная функциональная схема устройства определения усилия прижима короснимателей роторного стволообрабатывающего станка; на фиг. 3 — принципиальная схема этого устройства.

Способ осуществляется следующим образом.

Ротор 1 станка и натяжной шкив 2 с помощью гибких передач 3 и 4, имеющих одинаковое передаточное отношение, связаны с датчиками угловых скоростей вращения (тахогенераторами 5), имеющими идентичные характеристики.

670435

Сигналы, пропорциональные скоростям вращения ротора 1 станка и натяжного шкива 2, с выходов тахогенераторов 5 поступают на сравнивающее устройство (тахометрическую схему) б, где происходит 5 выделение сигнала U, (t), пропорционального разности скоростей вращения ротора

1 и натяжного шкива 2:

U,(t) = К, К,„Ьс|, (1) где Ло — разность скоростей вращения ротора и натяжного шкива;

К, — коэффициент передачи сравнивающего устройства;

ʄ— коэффициент передачи датчиков 15 угловой скорости.

С выхода сравнивающего устройства (тахометрической схемы) 6 сигнал поступает на усилитель 7, с помощью которого осуществляется усилие сигнала и реализуется соотношение у () — Ку Кс Ктг (с () где Uy(t) — сигнал с выхода усилителя;

Ку коэффициент передачи усилителя.

С выхода усилителя 7 сигнал подается на интегрирующее устройство 8, в котором производится интегрирование его по времени: 30

1=К„.К,.K. К,г1Л dt =

О

= КиКуКсКтг (9р — V) (З) .35 где Ii — сигнал с выхода интегрирующего устройства;

ʄ— коэффициент передачи интегрирующего устройства; (рр — угол поворота ротора станка за 40 время 1 (см. фиг. 1); (рш — угол поворота натяжного шкива за время t.

В свою очередь Pp Vm = 9+ Vd+ 9 (4) 45 где (р — угол поворота ротора относительно натяжного шкива, определяющий растяжение упругого элемента S;

cpd — угол поворота ротора относительно натяжного шкива, обусловленный отклонением диаметра бревна от максимально допускаемого станка; (р, — угол поворота ротора относительно натяжного шкива, обусловленный начальной длиной упругого элемента.

Для осуществления компенсации составлЯющей KnKyKcKxr((Pd+(Pd) с выхода интегрирующего устройства 8 сигнал подается на вход компенсационного устройства 9.

На другой вход компенсационного устройства 9 подается сигнал К„КуКсКтг(ра с датчика 10 отклонения диаметра бревна от б5 максимального значения, допускаемого станком. Непосредственно в компенсационное устройство вводится величина

КиКуКсКтг(рз, которая вычитается из сигнала выхода интегрирующего устройства 8.

Из этого же сигнала вычитается величина

КиКуКсКтг(рс| с учетом ее знака, Таким образом, на выходе компенсационного устройства получают сигнал, пропорциональный углу растяжения упругого элемента устройства прижима короснимателей станка.

Величина усилия F, создаваемого растяжением упругого элемента S (фиг. 1)

Р=К, S (5) (6) S = 2R cos y sin р/2, (7) реализуется с помощью функционального преобразователя. С выхода компенсационного устройства 9 сигнал поступает на вход функционального преобразователя (профильного потенциометра) 11, При этом выходной сигнал профильного потенциометра

11 пропорционален усилию прижима короснимателей станка:

A;„„(t) = КфК,2Р, cos -(sin y/2: Кф F (t), (8) где Кф — коэффициент передачи функционального преобразователя.

Для получения сигнала по отклонению усилия прижима короснимателя от заданного значения профильный потенциометр

11 включает измерительную схему 12 системы автоматического управления рабочими органами станка, в которой производится сравнение сигнала (8) с заданным значением и выделение сигнала, пропорционального отклонению усилия прижима от заданного значения:

Л"ис (): КисКф / () где К„с — коэффициент передачи измерительной схемы;

AF (t) — отклонение усилия прижима от заданного значения.

Таким образом, при необходимости получения сигнала по усилию прижима короснимателей станка, его снимают с выхода профильного потенциометра 11, при необ(9) где К,=tga — коэффициент жесткости упругого элемента; а — угол наклона механической характеристики упругого элемента;

R — радиус окружности точек крепления упругих элементов на натяжном шкиве; у — угол, характеризующий величину растяжения упругого элемента.

Поскольку р=/((р) и пределы изменения р и (р известны и ограничены, то функциональная зависимость

F = К,29cos; з1пф/2 ходимости получения сигнала Ilo отклонению усилия прижима т ороснимате тей станка от заданного значения сигнал снимают с выхода измерительной схемы 12.

Выделение сигнала (формула 1) обеспечивается встречным включением тахогенераторов 5. Сигнал снимается с выходной диагонали моста. Поскольку напряжения тахогенераторов 5 пропорциональны скоростям вращения ротора 1 и натяжного шкива 2, то полярность и фаза выходного сигнала схемы 6 определяются соотношением скоростей вращения ротора 1 и натяжного шкива 2, Сигнал с выхода схемы 6 поступает иа вход усилителя 7, в котором происходит усиление его по напряжению и по мощности. К выходу усилителя 7 подключается обмотка управления реверсивного электродвигателя с редуктором, выполняющего функцию интегрирующего устройства 8.

При выходной координате — напряжении (формула 2), снимаемом с выхода усилителя 7, выходной координатной интегрирующего устройства 8 будет угол поворота выходного вала редуктора, опредсляемый выра>кением (формула 3). Выходной вал редуктора интегрирующего устройства 8 жестко связан с ротором сельсина-датчика компенсационного устройства 9, представленного системой синхронной передачи, состоящей из сельсина-датчика, дифференциального сельсина и сельсина-приемника.

Ротор сельсина-датчика электрически связан со статором сельсина-дифференциала.

Ротор сельсина-дифференциала электрически связан с ротором сельсина-приемника и жестко механической связью — с валом выходного устройства датчика 10 отклонения диаметра окоряемого бревна от максимального значения, допускаемого poTopklbDI окорочным станком. Для исключения погрешности, обусловленной начальной длиной упругого элемента Ятт, ротор сельсинадифференциала поворачивают на угол

К,,КуК,К„тр относительно нулевого положения до соединения механической связью с датчиком 10. В соответствии с принципом работы системы синхронной передачи с дифференциальным сельсином угол поворота ротора сельсина-приемника б определяется алгебраической суммой углов пово670435

6 рота ротора ссльсина-датчика (формула 3) п ротора сельсина-дифференциала. В нашем случае, на выходе системы синхронной передачи получается сигнал в виде угла поворота ротора сельсина-приемника, определяемый выражением б = <г/2.

Вал сельсина-прттлтттттт а жестко связан с двнжком профильного потснциометра 11, реализующего зависимость К»2Rcosysincp/2. т0 Входной величиной профильного потенциометра 11 служит угол поворота движка, выходной — напряжение, снимаемое с потенциометра (формула 8) пропорциональное усилию прижима короснимателей

15 станка.

Для получения сигнала, пропорционального отклонению усилия прижима короснимателей от заданного значения, профильный потенциометр 11 включается в плечо

20 мостовой измерительной схемы 12 системы автоматического управления. На фиг. 3 связь движка профильного потенциометра измерительной схемы 12 с ротором сельсина-приемника компенсационного устройства

25 9 показана штрих-пунктиром. Сигнал с выхода измерительной схемы 12 определяется выражением (формула 9).

Формула изобретения

Способ определения усилия прижима короснимателей роторного стволообрабатывающего станка с имеющим упругтттт элемент натяжным шкивом, включающий из35 мерение скорости вращения ротора станка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, одновременно с измерением скорости вращения ротора станка измеряют скорость вращения на10 тяжного шкива, сравнивают скорости вращения ротора и натяжного шкива, а разность скоростей интегрируют по времени и компенсируют погрепт ности, обусловленные наличием упругого элемента натяжного

15 шкива.

Источштт<тт информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сиротин A. А. Автоматическое управление электроприводами. М., «Энергия», 1969, с. 339 — 340.

2. Авторское свидетельство СССР

X 335096, кл. B 271 1/00, 1970.