Automatické ovládání ve funkci zátěže

V mnoha případech je nutné řídit síly a momenty působící na určité části stroje. Mezi mechanismy, pro které je tento typ ovládání požadován, patří především různá upínací zařízení, například elektrické klíče, elektrické klíče, elektrická sklíčidla, sloupové upínací mechanismy pro radiální vrtačky, příčníky pro hoblíky a velké vrtačky atd.

Jeden z nejjednodušších způsobů silového řízení je založen na použití nějakého prvku, který je přemístěn působící silou, stlačuje pružinu a působí na spínač pojezdu. Přibližné kinematické schéma jedné z elektrických kazet s takovým zařízením je na Obr. 1.

Elektromotor 6 otáčí šnekem 7, který pohání šnekové kolo 3. Ke kolu 3 je připojena vačková spojka 4, jejíž druhá polovina sedí na posuvném peru na hřídeli 8. Při zapnutí elektromagnetu 5 spojka 4 se zapne a hřídel 8 se začne otáčet.V tomto případě se také otáčí vačková spojka 9, která je v zapnutém stavu, což přenáší rotaci na matici 10. Ta uděluje tyči 11 translační pohyb. To v závislosti na směru otáčení způsobuje elektromotoru 6, konvergence nebo divergence vaček 12.

Když jsou díly stlačeny vačkami, přenáší motor 6 na matici 10 rostoucí kroutící moment. Spojka 9 má zkosené vačky, a když jím přenášený moment dosáhne určité hodnoty, bude pohyblivá polovina spojky stlačující pružinu 2 tlačena doleva. V tomto případě se spustí pohybový spínač 1, což způsobí odpojení elektromotoru 6 od sítě. Upínací síla obrobku je určena hodnotou předtlaku pružiny 2.

Rýže. 1. Schéma elektrické kazety

V uvažovaných upínacích zařízeních se s rostoucí upínací silou zvyšuje moment odporu na hřídeli motoru a v souladu s tím i proud, který spotřebovává. Proto může být silové řízení v upínacích zařízeních založeno i na použití proudového relé, jehož cívka je zapojena sériově do obvodu proudu odebíraného motorem. Upínání se zastaví, jakmile proud dosáhne hodnoty odpovídající nastavení proudového relé a požadované upínací síle.

Na automatických linkách se používá elektrický spínač, u kterého se pohyb z elektromotoru na vřeteno přenáší přes kinematický řetěz s jednozubovou spojkou, takže vřeteno se okamžitě začne otáčet plnou frekvencí. Po stisknutí tlačítka «svorka» se aktivuje stykač svěrky a motor se začne otáčet.

Nadproudové relé, jehož cívka je připojena k hlavnímu obvodu, se vypne a jeho rozpínací kontakt se rozepne. Toto otevření však nemá na obvod žádný vliv, protože při krátkodobém procesu spouštění elektromotoru je stisknuto tlačítko. Po dokončení rozběhu se proud motoru sníží, PT relé sepne svůj kontakt a zkratový stykač se přepne na samobuzení přes zapínací kontakt zkratu a rozpínací kontakt PT. Se zvyšující se svěrnou silou se zvyšuje proud motoru a když upínací síla dosáhne požadované hodnoty, relé PT se sepne a zastaví motor.

Když stisknete tlačítko O («Spin»), motor se zapne do opačného směru.V tomto případě spojka s jedním zubem zapojí hnanou část kinematického řetězu tlakem, který díky kinetickému energie pohyblivých částí elektrického pohonu, třecí síla, která se zvětšila při zastavení kinematického řetězce. Upínací zařízení konstruovaná podle takového schématu však neposkytují stabilní upínací sílu, stejně jako regulaci této síly v nezbytných mezích.

Klíč tyto nevýhody nemá (obr. 3). Asynchronní motor 1 s kotvou nakrátko prostřednictvím elektromagnetické spojky 2 a převodovky 3 otáčí torzní tyčí 4, která pak přenáší pohyb na klíčovou trysku 9. Torzní tyč je svazek ocelových plátů. S rostoucím přenášeným kroutícím momentem se torzní tyč kroutí. V tomto případě dochází k rotaci ocelových kroužků 5 a 6 indukčního primárního měniče momentu, pevně spojených s konci torzní tyče 4.Kroužky 5 a 6 jsou opatřeny koncovými zuby obrácenými k sobě.

Když je torzní tyč zkroucena, protilehlé zuby kroužků se vzájemně posunou. To vede ke změně indukčnosti cívky 8 měniče momentu zabudovaného v magnetickém obvodu 7. Při určité změně indukčnosti cívky vyšle měnič signál k vypnutí elektromagnetické spojky 2.

Rýže. 2. Obvod ovládání upínacího zařízení

Rýže. 3. Schéma klíče

Polotovary se zpracovávají odebíráním třísek z různých sekcí. Proto v systému AIDS vznikají různé síly a prvky tohoto systému dostávají různé elastické deformace, což vede k dalším chybám zpracování. Pružné deformace prvků systému AIDS lze měřit a kompenzovat automatickými pohyby v opačném směru. To vede ke zvýšení přesnosti výroby dílů. Automatická kompenzace pružných deformací prvků systému AIDS se nazývá automatické řízení elastických posunů nebo nestriktní adaptivní řízení.

Automatická kompenzace elastických posunů systému AIDS se rychle rozvíjí. Kromě zvýšení přesnosti zpracování poskytuje taková kontrola v mnoha případech zvýšení produktivity práce (2-6krát) a poskytuje vysokou ekonomickou efektivitu. To je způsobeno schopností zpracovat mnoho dílů v jednom průchodu. Automatická elastická kompenzace navíc zabraňuje zlomení nástroje.

Velikost AΔ zpracovávané součásti se sečte algebraicky nebo vektorově z velikosti Ау nastavení, velikosti АС statického nastavení a velikosti Аd dynamického nastavení:

Rozměr Ac je vzdálenost mezi břity nástroje a základnami stroje, nastavená v nepřítomnosti řezání. Velikost Ada se určuje v závislosti na zvolených léčebných režimech a závažnosti systému AIDS. Pro zajištění konzistence velikosti AΔ dávky dílů je možné kompenzovat odchylku ΔAd velikosti dynamického nastavení provedením korekce ΔA'c = — ΔAd na velikost Ac statického nastavení. Je také možné automaticky kompenzovat odchylky ΔAd velikosti dynamického nastavení provedením korekce ΔA’d = — ΔAd. V některých případech se oba způsoby ovládání používají společně.

Pro ovládání elastických pohybů se používají elastické články, speciálně zasazené do rozměrových řetězců, jejichž deformace je vnímána speciálními elektrickými měniči. V uvažovaných systémech se nejvíce používají indukční měniče. Čím blíže je snímač k řeznému nástroji nebo obrobku, tím rychlejší bude automatický řídicí systém.

V některých případech je možné měřit nikoli odchylky, ale sílu, která je způsobuje, po předchozím stanovení vztahu mezi těmito faktory.v tomto okamžiku měřením proudu spotřebovaného motorem. Odstranění řídicího bodu z oblasti řezání však snižuje přesnost a rychlost automatického řídicího systému.

Obr.4. Schéma adaptivního řízení zatáčky

V obvodu pro řízení velikosti statického nastavení při otáčení (obr. 4) je pružná deformace (smáčknutí) frézy vnímána převodníkem 1, jehož napětí je přenášeno na komparátor 2 a následně přes zesilovač 3 ke komparátoru 4, který rovněž přijímá řídicí signál. Zařízení 4 prostřednictvím zesilovače 5 dodává napětí do motoru 6 příčného posuvu, který pohybuje nástrojem ve směru obrobku.

Současně se pohybuje jezdec potenciometru 7, který ovládá pohyb nosného nosiče. Napětí potenciometru 7 je přivedeno na komparátor 2. Když pohyb zcela vyrovná výchylku frézy, napětí na výstupu komparátoru 2 zmizí. V tomto případě je přerušeno napájení motoru 6. Pomocí profilového potenciometru nebo posunutím jeho jezdce pomocí vačky lze měnit funkční vztah mezi uvolněním frézy a jejím pohybem.

Schéma ovládání velikosti dynamického nastavení vertikální frézy je na Obr. 5. U tohoto stroje napájí driver 1 komparátor 2 napětím, které určuje množství posuvu. Velikost napětí je určena zvolenou velikostí zpracování podle kalibrační křivky vztahující řeznou sílu a tuhost systému AIDS k velikosti dynamického nastavení. Kromě toho je toto napětí prostřednictvím zesilovače 3 přiváděno do elektromotoru 4 napájecího zdroje stolu.

Motor pohybuje stolem pomocí vodícího šroubu. V tomto případě matice vodícího šroubu, pružně posunutá vlivem složky smykové síly, ohýbá plochou pružinu.Deformace této pružiny je vnímána převodníkem 5, jehož napětí je přenášeno přes zesilovač 6 do komparátoru 2, čímž se mění napájení tak, aby velikost dynamického nastavení zůstala konstantní. V závislosti na velikosti a znaménku nesouladu napětí přiváděného přes zesilovač 3 do nastavitelného elektromotoru 4 dochází ke změně napájení v jednom nebo druhém směru.

Rýže. 5. Schéma adaptivního řízení při frézování

Přiblížení obrobku k nástroji se provádí nejvyšší rychlostí. Aby se zabránilo zlomení nástroje, je množství aplikovaného posuvu nastaveno ve formě odpovídajícího přídavného napěťového vstupu do komparátoru 2 bloku 7.

Chcete-li zachovat velikost dynamického nastavení, můžete také upravit tuhost systému AIDS tak, že se zvyšující se řeznou silou se tuhost zvyšuje a snižuje se snižující se. Pro takové nastavení je v systému AIDS zavedeno speciální spojení s nastavitelnou tuhostí. Takovým spojením může být pružina, jejíž tuhost lze nastavit pomocí speciálního elektromotoru s nízkým výkonem.

Dynamickou velikost nastavení lze také zachovat změnou geometrie řezu. K tomu při rotaci speciální nízkovýkonový elektrický pohon řízený převodníkem, který vnímá deformaci pružného prvku systému AIDS, otáčí frézou kolem osy procházející jejím hrotem kolmo k povrchu obrobku. Automatickým otáčením frézy se stabilizuje řezná síla a velikost dynamického nastavení.

Rýže. 6. Tlakový spínač

Změna zatížení hydraulických potrubí obráběcích strojů je doprovázena změnou tlaku oleje. Ke sledování zátěže slouží tlakový spínač (obr. 6). Při zvýšení tlaku oleje v potrubí 1 se pryžová membrána 2 odolná proti oleji prohne. V tomto případě se páka 3 stisknutím pružiny 4 otočí a stiskne mikrospínač 5. Relé je navrženo pro práci s tlakem 50-650 N / cm2.