СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СЛЕДЯЩИМИ ПРИВОДАМИ ОБОРУДОВАНИЯ С ЧПУ

Система автоматического управления следящим приводом оборудования с ЧПУ
Изобретение относится к области автоматического управления и может применяться в следящих приводах оборудования с ЧПУ.
Известно устройство для управления приводами оборудования с ЧПУ, работа которого основана на определенном заранее законе управления по принципу отклонения. Недостатком этого устройства является то, что в реальном времени характеристики объекта могут изменяться по неизвестному закону управления, что приводит к снижению качества функционирования системы 1.
Паиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для имитации цифрового сигнала ошибки следящего привода, включающее в себя следящий привод оборудования с ЧПУ, датчик угла поворота, аналоговый программный механизм, дифференциал, фазовращатель, блок квантования, блок памяти и редуктор.
Недостаток этого устройства - сложная конструкция, которая не позволяет с достаточной скоростью в реальных условиях обрабатывать сигналы, поступающие на вход электронной вычислительной машины. Так же это устройство содержит датчик угла поворота (вращающий трансформатор), который обладает пониженной точностью, что определяет
МжО05В 11/00
ещё один недостаток этой системы - низкую точность 2.
Технической задачей изобретения - является унрощение конструкции и повышение точности обработки деталей машин.
Поставленная задача решается тем, что в систему автоматического управления, содержашую: следящий привод оборудования с ЧПУ, датчик угла поворота, дифференциал, фазовращатель, блок квантования, блок памяти и редуктор введен бесконтактный оптический датчик с цифровым кодом на выходе. Вход бесконтактного оптического датчика с цифровым кодом на выходе подключен к выходу объекта управления - технологической системы по обработки деталей, включающей в себя приводы оборудования с ЧПУ, датчики скорости, систему питания датчиков положения, а так же заготовку (полуфабрикат). Выход бесконтактного оптического датчика с цифровым кодом на выходе связан с входом анализаторного блока, входящего в состав программного обеспечения персонального компьютера. Выход анализаторного блока подключен ко второму входу блока сравнения. Вход блока принятия решения соединен с выходом блока сравнения, а его выход - с входом управляющей программы. Вход эталонной математической модели связан с выходом управляющей программы оборудования с ЧПУ, а выход - с входом блока сравнения. Входы системы питания датчиков положения и датчиков скорости соединены с выходом приводов оборудования с ЧПУ, а их выходы подключены к входу анализаторного блока. Выход приводов оборудования с ЧПУ подключен к входу контролируемой заготовки (полуфабрикату), а на его вход поступает
сигнал с управляющей программы. Использование этих связей в системе автоматического управления позволит упростить конструкцию прототипа, а так же повысить точность механической обработки деталей машин.
На Фиг.1 приведена схема системы автоматического управления следящим приводом оборудования с ЧПУ; на Фиг. 2 - алгоритм работы системы автоматического управления приводами оборудования с ЧПУ.
Система автоматического управления следящим приводом (оборудования с ЧПУ содержит: объект управления - технологическую систему по обработке деталей 1, в состав которой входят приводы оборудования с ЧПУ 12, датчики скорости 11, система питания датчиков положения 10, обрабатываемая заготовка (полуфабрикат) 2, бесконтактный оптический датчик с цифровым кодом на выходе 3, персональный компьютер 4, программное обеспечение которого включает следующие блоки: анализаторный блок 5, блок сравнения 7, блок принятия решения 8, управляющая программа 9 и эталонная математическая модель 6.
Связи в системе автоматического управления расположены в следующем порядке: вход технологической системы по обработки деталей 1 подключен к выходу управляющей программы 9 оборудования ЧПУ. Выход технологической системы соединен с входом бесконтактного оптического датчика с цифровым кодом на выходе 3. Выход бесконтактного оптического датчика с цифровым кодом на выходе подключен к входу персонального компьютера 4, в состав программного обеспечения которого входят следующие блоки: анализаторный блок 5, выход которого соединен со
вторым входом блока сравнения 7; блок принятия решения 8, вход которого подсоединен к выходу блока сравнения 7, а выход - к входу управляющей программы 9, эталонная математическая модель 6 вход которой подключен к выходу управляющей программы 9, а выход - к входу блока сравнения 7. Вход системы питания датчиков положения 10 и датчиков скорости 11 связан с выходом приводов оборудования с ЧПУ 12, а выходы подключены к входу анализаторного блока 5. Выход приводов оборудования с ЧПУ 12 подключен к входу обрабатываемой заготовки (полуфабрикату) 2, а его вход подсоединен к выходу управляющей программы 9. Данные о размерах заготовки (полуфабриката) поступают на вход бесконтактного оптического датчика с цифровым кодом на выходе 3.
Система автоматического управления следящим приводом оборудования с ЧПУ работает следующим образом. Управление оборудованием с ЧПУ осуществляется посредством выдачи управляющих сигналов на приводы оборудования с персонального компьютера 4. Требуемое состояние технологической системы задается эталонной математической моделью 6. В качестве объекта управления выступает технологическая система по обработке деталей машин. Сигналы х с
управляющей программы 9, задающие режимы резания, положение инструмента и прочие технологические показатели, поступают на вход эталонной математической модели 6 и на вход системы управления объектом. Размеры обрабатываемых поверхностей детали у, обрабатываются
(бесконтактным оптическим датчиком с цифровым кодом на выходе 3, которые преобразует их в цифровой сигнал у поступающий на вход
анализаторного блока 5, где текущие состояние технологической системы анализируется и сопоставляется с заданным эталонным состоянием. Затем в
блоке сравнения 7 вырабатывается ошибка 8, которая передается в блок
принятия решения 8, где вырабатываются сигналы коррекции 6. Эти сигналы поступают в управляющую программу 9 технологического процесса, а затем скорректированный входной сигнала х передается на вход системы управления.
Работа системы автоматического управления следящим приводом оборудования с ЧПУ показана на Фиг. 2.
В блоке 2 производится ввод исходных данных - параметров эталонной математической модели М.
В блоке 3 осуществляется ввод управляющей программы.
В блоке 4 задаются исходные данные о детали.
В блоке 5 обрабатывается значение величины отклонения у поступившей с бесконтактного оптического датчика с цифровым кодом на выходе.
В блоке 6 производится формирование сигнала h (обрабатываются сигналы у и со) для последующего сравнения с сигналом поступившего с эталонной математической модели.
В блоке 7 формируется сигнал Х2, поступающего от эталонной математической модели.
В блоке 8 осуществляется сопоставление сигналов поступивших от эталонной математической модели хз с сигналами h.
В блоке 9 производится определение точности обеспечения обработки деталей машин, посредством сравнения сигнала h с требуемым значением параметров технологической системы. Если полученные параметры удовлетворяют требуемому значению, то производится переход в блок 13, где осуществляется вывод технологических параметров. Если нет, то осуществляется коррекция.
В блоке 10 определяется ошибка между значениями параметров эталонной математической модели Х2 и текущими значениями размера детали h.
В блоке 11 вычисляется величина коррекции 6.
В блоке 12 - на основе сигнала величины коррекции 5 в управляющую программу оборудования с ЧПУ вносится изменения и вырабатывается сигнал X.
Представленное алгоритмическое обеспечение, основанное на использовании математических моделей, позволяет корректировать управляющие сигналы в реальном времени, что способствует повышению точности обработки деталей машин на оборудовании с ЧПУ.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию следящего привода оборудования с ЧПУ, а представленное алгоритмическое обеспечение - увеличить точность механической обработки деталей машин. Литература:
1.Авторское свидетельство СССР № (аналог). 2.Авторское свидетельство СССР № (прототип). 1257609, кл. G 05 В 11/00, 1986 1472870, кл. G 05 В 11/00, 1989