СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СЛЕДЯЩИМИ ПРИВОДАМИ ОБОРУДОВАНИЯ С ЧПУ

Изобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами и объектами и может применяться в следящих приводах оборудования с ЧПУ, оснащенными системами управления типа CNC.
Известна система управления автоматического управления следящими приводами оборудования с ЧИУ, работа которой основана на определенных заранее установленных законах управления: так называемое управление по принципу отклонения. Иедостатком этой системы управления является то, что в реальном времени характеристики объекта могут изменяться по неизвестному закону управления, что приводит к снижению качестяп функционирования системы, 1.
Наиболее  к изобретению по технической сущности является система управления, включающая приводы оборудования е Ч1 и дсичим; скорости, систему управления приводом и питанием датчиков положения, механическая передача, охваченная обратной связью по положению.
Недостаток этой системы управления заключается в том, что ее применение не позволяет полностью устранить воздействие возмущении на регулируемую величину, 2.
деталей машин при наличие действующих на технологический процесс обработки возмущений и расширение функциональных возможностей оборудования с ЧПУ рассматриваемого класса.
Поставленная задача решается тем, что в систему управления для определения возмущений, действующих как на технологическую систему объекта управления, так и на различные её элементы, введена эталонная математическая модель, которая используется для определения требуемо о эталонного состояния технологической системы. В этой модели учтены возможные изменения свойств технологической системы, например такие. как наличие брака по диаметральным и линейным размерам, износ инструмента за один цикл обработки, колебание размеров и твердости исходных заготовки и полуфабриката и т.п. Вход эталонной математической модели подключен к выходу управляющей программы оборудования с ЧПУ. а выход к первому входу блока сравнения. Вход объекта управления технологической системы по обработки деталей включает в себя приводы оборудования с ЧПУ, датчики скорости, систему питания датчиков положения, а так же заготовку (полуфабрикат), подключен к выход} управляющей программы станком, а выход - к оптическому бесконтактном) датчику. Выход оптического бесконтактного датчика соединяется с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подсоединен к входу анализаторного блока входящий в состав программного обеспечения персонального компьютера. Выход анализаторного блока подключен ко второму входу блока сравнения. Вход блока принятия решения подключен к
looffoe j I
выходу блока сравнения, а его выход подключен к входу управляющей программы. Входы системы питания датчиков положения и датчиков скорости подключены к выходу управляющей программы, а выходы подключены к входу датчиков скорости и к входу приводов оборудования с ЧПУ, соответственно. Выход приводов оборудования с ЧПУ подключен к входу контролируемой заготовки (полуфабрикату), а её выход соединен с входом оптического бесконтактного датчика. Комплекс этих данных определяет выбор варианта управления точностью обработки деталей.
На Фиг. 1 показана структурная схема системы автоматического управления следящими приводами оборудования с ЧПУ.
Система автоматического управления следящими приводами оборудования с ЧПУ содержит такие блоки, как объект управления технологическая система по обработки деталей 1, в состав которой входят: приводы оборудования с ЧПУ 12, датчики скорости 11, сис1ема 11И1а11и 1 датчиков положения 10, и обрабатываемая заготовка (полуфабрикат) 13, оптический датчик 2, аналого-цифровой преобразователь 3, персональный компьютер 4, в состав программного обеспечения которого 1(1Я1 следующие блоки: анализаторный блок 5, блок сравнения 7, блок принятия рещения 8, управляющая профамма 9, и эталонная математическая модель 6.
Связи в системе управления расположены в следующем порядке, вход технологической системы по обработки деталей 1 подключен к выходу управляющей программы 9 станком, а выход подключен к входу оптического бесконтактного датчика 2. Вход аналого-цифрового преобразователя 3
подключен к выходу оптического бесконтактного датчика 2, а выход - к входу персонального компьютера 4, в состав программного обеспечения которого входят следующие блоки: анализаторный блок 5, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения 7; вход блока принятия решения 8, подключен к выходу блока сравнения 7, а выход - к входу управляющей программы 9, и вход эталонной математической модели 6 подключен к выходу управляющей программы 9, а выход к первому входу блока сравнения 7. Вход системы питания датчиков положения 10 и датчиков скорости 11 подключен к выходу управляющей программы, а выходы подключены к входу датчиков скорости 11 и к входу приводов станков с ЧПУ 12, соответственно. Выход приводов оборлдовапия с 4nv i  подключен к входу обрабатываемой заготовки (полуфабрикату) 13 и к входу датчиков скорости 11, а её выход соединен с входом оптического бесконтактного датчика 2.
Система управления работает следующим образом. Управление оборудованием с ЧПУ осуществляется посредством выдачи управляющих сигналов на приводы станка с персонального компьютера 4. Требуемые свойства состояния технологической системы задаются ла-юииои математической моделью 6. В качестве объекта управления выступает технологическая система по обработки деталей. Входные сигналы  с
управляющей программы 9 такие, как режимы резания и положения инструмента, поступают на вход эталонной математической модели 6 и на
//
вход системы управления ооъекгом 1. Сшналы, онисыьаюио -состояние обрабатываемой детали 1, контролируемые с помойные оптического бесконтактного датчика 2, в аналоговом виде поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 3. Далее по схеме, преобразованный сигнал поступает в анализаторный блок 5, где анализируется и сопоставляется с требуемым эталонным состоянием технологической
системы. Затем в блоке сравнения 7 вырабатывается ошибка 8, которая передается в блок принятия решения 8, где вырабатываются величшп, коррекции 5. Потом эти значения поступают в управляющую программу О
технологического процесса, а затем скорректированный входной сигнала передается на вход системы управления.
Таким образом, обеспечивается автоматическое регулирование значения выходных параметров с более высокой точностью по сравнениро с использованием в следящих приводах структурных традиционных схем автоматического управления.
Введение эгалонной математической модели в систем} автоматического управления обеспечивает повышение точности обработки деталей машин за счет более точного определения величины отклонений между реакцией эталонной математической модели и объекта управления с последующей выработкой управляющего воздействия на объект управления.
Литература:
1.Авторское свидетельство СССР № 1257609, кл. G 05 В 11/00, 1986.
2.Следящие электроприводы станков с ЧПУ/А.М. Лебедев, Р.Т. Орлова, А.В. Пальцев. - М.: Энергоатомиздат, 1988. с. 28-47, рис. 2.1 (прототип).