Регулятор давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()965709

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОР(:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дсолнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.04.81 (21) 3272618/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.

В 23 Q 1/02

Государственный комитет

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 25.10.82 по делам изооретеиий и открытий (53) УДК 621.9-219.2 (088.8) К. И. Палк, Л. И. Карпенко, Н. М. Звонарев и, В. Ю: Ламм (72) Авторы изобретения

Особое конструкторское бюро станкостроения

3 (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПОДШИПНИКА ВЫДВИЖНОГО

ШПИНДЕЛЯ СТАНКА

Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин, предназначено для регулирования величины давления источника питания гидростатических опор на металлорежущих станках с выдвижным шпинделем и может быть использовано,в других отраслях машиностроения.

Известны регуляторы давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка, содержащие измерительные средства регулируемых параметров, подключенные к исполнительным механизмам объекта регулирования (1).

Недостатком таких регуляторов является отсутствие непрерывного управления давления.

Цель изобретения — оптимизация режима путем формирования закона управления давлением в функции выдвижения шпинделя и обеспечение безаварийной работы.

Поставленная. цель достигается тем, что регулятор оснащен контуром управления, который включает в себя последовательно соединенные блок выбора постоянных, блок памяти, анализатор дискрета, блок вычита2 ния кодов и цифроаналоговый преобразователь; аналого-цифровыми преобразователя- ми, электромеханическим преобразователем, усилителем-демодулятором, суммирующим усилителем, блоком автоматического отклю-чения приводов подачи и главного движения станка; измерительные средства состоят из датчика давления, датчика величины выдвижения шпинделя и датчика толщины масляного слоя, причем цифро-аналоговый преобразователь через электромеханический преобразователь подключен к источнику питания гидростатического подшипника, выход датчика давления через усилитель-демодулятор и первый аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку вычитания кодов, датчик величины выдвижения шпинделя через второй аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку памяти, датчик толщины масляного слоя подключен выходами к входам суммирующего усилителя, один из выходов которого через третий аналого-цифровой преобразователь подключен к анализатору дискреты, и второй выход соединен с блоком автоматического отключения приводов.

965709

На фиг. 1 схематически изображен регулятор давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка; на фиг. 2 — функциональная схема контроля толщины масляного слоя; на фиг. 3 — принципиальная электросхема 5 анализатора дискреты; на фиг. 4 — то же, блока вычитания ходов.

Регулируемый объект 1 включает электромеханический преобразователь 2, источник питания 3 и собственно гидростатический подшипник 4.

Предлагаемый регулятор давления источника питания гидростатического подшипника содержит измерительные средства регулируемых-параметров, подключенные к исполнительным механизмам объекта регулирования: датчик давления 5, датчик величинь выдвижения шпинделя 6 и датчики толщины масляного слоя 7 и 8.

Дополнительно введенный контур управления содержит последовательно соединенные блок выбора постоянных 9, блок памяти

lO, анализатор дискреты II, блок вычитания кодов 12 и цифро-аналоговый преобразователь 13.

Выход цифро-аналогового преобразовате— ля 13 через электромеханический преобразователь 2 подключен к источнику питания 3 гидростатического подшипника 4.

Выход датчика давления через усилитель-демодулятор 14 и первый аналого-цифровой преобразователь 15 подключен к блоку вычитания кодов 12.

Датчик величины выдвижения шпинделя 6 через второй аналого-цифровой преобразователь 16 подключен к блоку памяти 10.

Схема контроля толщины масляного слоя и аварийного отключения включает датчики толщины 7 и 8, размещенные на неподвиж35 ной части шпиндельного узла и подключенные ко входам суммирующего усилителя 17, один из выходов которого через третий аналого-цифровой преобразователь 18 подключен к анализатору дискреты 11. Второй вы- 40 ход суммирующего усилителя 17 соединен через блок автоматического отключения 19 с приводами подачи и главного движения станка 20.

Работа осуществляется следующим образом.

Предлагаемый регулятор объекта I, включающего в себя электромеханический преобразователь 2, источник питания 3 и собственно гидроста тически и подшипник 4, содержит блок выбора постоянных 9, характеризующих конкретный гидростатический под-, шипник по величине толщины масляного слоя h и выдвижной шпиндель — по величине вылета 1. Эти величины выбираются путем соответствующих переключений в блоке 9 и вводятся одновременно с вводом от перфоленты (от программы обработки изделия) расчетной зависимости P = f(l) в постоянную перепрограммируемую память 10.

Таким образом, в блоке памяти 10 записывается в цифровом виде расчетная зависимость Р „,, — — f(I) для данного конкретного станка. По величине сигнала от датчика вылета шпинделя 6, преобразованного в аналого-цифровом преобразователе 16 в цифровой вид, на выходе блока IO выдается код координаты расчетной точки величины требуемого давления источника питания гидростатического подшипника в функции выдвижения шпинделя. Этот код поступает на один из входов анализатора дискреты II, на второй, управляющий вход которого подается в цифровом виде сигнал с аналого-цифрового преобразователя 18, пропорциональный разности толщин масляного слоя в гидростатическом подшипнике по двум противоположным кординатным осям. В анализаторе дискреты 11 осуществляется коррекция величины сигнала, пропорционального давлению источника от изменения толщины масляного слоя из-за неучтенной при расчете дополнительной нагрузки, возникающей в процессе резания от затупления инструмента.

Работа анализатора дискреты 1 поясняется на фиг. 3. Сигнал от аналого-цифрового преобразователя 18 в параллельном коде поступает на адресные входы памяти

ПЗУ вЂ” обращение к хранящейся в памяти информации. Выбранная из соответствующих разрядов информация выдается на выходы ПЗУ и поступает на входы В сумматора, на входы А этого же сумматора поступает непрерывно изменяющаяся цифровая информация из памяти 10. Величина коррекции числа из 10 прямо пропорциональна степени затупления инструмента. Схема анализатора дискреты выполнена на интегральных элементах серии К155РУ и К155ИМЗ.

Откорректированный в анализаторе дискреты 11 сигнал подается на один из входов блока вычитания кодов 12, на второй вход которого подается сигнал от датчика давления 5, усиленный и демодулированный в усилителе-демодуляторе 14, и преобразованный в цифровой вид в аналого-цифровом преобразователе 15. В блоке вычитания кодов 12 осуществляется сравнение кодов и выделение их разности.

Работа блока вычитания кодов поясняется на фиг. 4. Сигнал в коде от анализатора дискреты 11 подается поразрядно на одни входы сумматора, на другие входы сумматора подается в кодированном виде предварительно инвертированный сигнал от аналогоцифрового преобразователя 15. В младший разряд сумматора постоянно записывается

«1:>. Весь блок вычитания реализован на элементах серии К155ЛН! и К155ИМЗ.

После вычитания в блоке 12 сигнал управления преобразователя в цифроанало965709 функции выдвижения шпинделя и обеспечения безаварийной работы, он оснащен контуром управления, включающим в себя последовательно соединенные блок выбора постоянных, блок памяти, анализатор дискреты, блок вычисления кодов и цифроаналоговый преобразователь; аналого-цифровыми преобразователями, электромеханическим преобразователем, усилителем-демодулятором, суммирующим усилителем, блоком автоматического отключения приводов подачи и главного движения станка; измерительные средства состоят из датчика давления, датчика величины выдвижения шпинделя и датчика толщины масляного слоя, причем цифроаналоговый преобразователь через электромеханический преобразователь подключен к источнику питания гидростатического подшипника, выход датчика давления через усилитель-демодулятор и первый аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку вычитания кодов, датчик величины выдвижения шпинделя через второй аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку памяти, датчик толщины масляного слоя подключен выходами к входам суммирующего усилителя, один из выходов которого через третий аналого-цифровой преобразователь подключен к анализатору дискреты, и второй выход соединен с блоком автоматического отключения приводов.

Формула изобретения

5 говом преобразователе 13 преобразуется в непрерывный вид и подается на вход электромеханического преобразователя 2.

На вход аналого-цифрового преобразователя 18 подается от датчиков толщины масляного слоя 7 и 8 сигнал, усиленный в дифференциальном усилителе-сумматоре 17, прямо пропорциональный разности толщины масляного слоя. Один из выходов усилителя-сумматора 17 соединен с блоком автоматического отключения 19, отключающим приводы подачи и главного движения 20 при превышении разности толщин масляного слоя по двум противолежащим координатным осям допустимой величины h

Все блоки аналого-цифровых йреобразователей выполнены одинаково. Аналоговая часть реализована на операционных усилителях серии К140 и транзисторных сборках.

Цифровая часть реализована на счетчиках серии К155ИЕ2 и статических триггерах памяти серии К155ТМ5.

Предлагаемый регулятор позволяет по- 20 высить производительность станка на 4О О.

Регулятор давления источника питания гидростатического подшипника выдвижного шпинделя станка, содержащий измерительные средства регулируемых параметров, подключенные к исполнительным механизмам объекта регулирования, отличающийся тем, З0 что, с целью оптимизации режима путем формирования закона управления давлением в

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 308810, кл. В 23 Q 1/00, 1970. р

965709

Составитель В. Платонов

Редактор Г. Гербер Техред А. Бойкас Корректор Н. Король

Заказ 7188/17 Тираж 750 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4