Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 22
Текст из файла (страница 22)
На рнс. 9.12 показана структурная схема следящего привода подач на базе микропроцессора с коррекцией погрешностей станка. МикроЭВМ, работающая в этом случае в режиме разделения времени, может одновременно осуществлять регулирование несколькими приводами подач станка. Микропроцессор кратковременно подключается к каждому управляемому приводу подач станка и выдает новые значения управляющих воздействий.
Значения расстояния хь выдаваемые микропроцессором или «умножителем», в результате реализации алгоритма интерполяции за один период квантования суммируются с помощью операции Хь и результат хранится в одной из ячеек памяти микроЭВМ. Информация, содержащаяся в этой ячейке памяти, представляет собой текущее зна- 121 Рис. 9.12. Структурная схема следящего привода подач на базе микропроцессора с коррекцией погрешностей станка чение заданного перемещения (х,).
Значение фактического перемещения (хе) рабочего органа станка, поступившее в микроЭВМ от измерительного преобразователя ИП, через аналого-цифровой преобразователь (АИ?), также суммируется с помощью операции Ха, и хранится в другой ячейке памяти. Дискретные значения начальных погрешностей станка, их изменившиеся значения под действием температуры 0 нагрева станка, веса Р заготовок и силы резания Р,представленные в виде массива данных, называемых матрицами погрешностей станка, вводятся в память микроЭВМ. Так же представляются и вводятся в память микроЭВМ дискретные значения погрешностей непосредственно от нагрева, веса заготовок и действия сил резания, определяемые заранее экспериментально для ограниченного числа положений управляемых рабочих органов хе, уе и ге во всей области рабочего пространства станка.
Интервалы дискретизации значений погрешностей должны быть такими, чтобы по этим значениям в крайних точках интервала можно было с достаточной степенью точности определить значения коррекции в промежуточных точках этого интервала. Чем меньше интервалы дискретизации, тем более точное представление имеется о ходе изменения погрешностей.
Однако при этом возрастают объем экспериментальных исследований, а также требования к быстродействию и объему памяти микроЭВМ. В процессе работы станка микропроцессор, используя заданный алгоритм коррекции погрешностей и получая текущие значения й, Р и Р соответственно от ИП,, ИП,, ИП„(или введением последних с пульта оператора), находит в памяти микроЭВМ необходимые матри- цы погрешностей станка, а используя текущие значения хф, уф и зф,— необходимые элементы в этих матрицах. В тех случаях, когда текущие значения хф, уф и гф не совпадают со значениями х, у н г, при которыхизмерялисьпогрешности станка, внесенные в память микроЭВМ, микропроцессор осуществляет интерполяцию по значениям погрешностей в конечных .точках интервала дискретизации. Алгоритм коррекции погрешностей заканчивается расчетом сигналов коррекции е„ег и ег, характеризующих соответственно погрешности от нагрева, действия веса заготовки и сил резания.
Получаемый в результате суммарный сигнал коррекции е„в свою очередь, складывается с сигналом хф, характеризующим фактическое положение рабочего органа. Скорректированное перемещение х„ алгебраически складывается с заданным перемещением х, и получается значение рассогласования по пути Лх. Это значение, умноженное на коэффициент усиления по каналу пути К„ суммируется со значением заданной скорости перемещения, умноженным на коэффициент скоростного сигнала К,. Результат операции выдается на выходные шины микропроцессора, откуда периодически считывается под действием синхронизирующего сигнала выходного адреса соответствующей оси координат в цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
На его выходе образуется сигнал постоянного тока, подаваемый через усилитель на соответствующий привод подач станка, обратная связь по скорости которого осуществляется тахогенератором Тг. Методика определения матриц погрешностей станка основана на измерении погрешностей линейного и углового положения его рабочих органов в месте нахождения предполагаемой точки вершины режущего инструмента относительно баз станка, на которые устанавливается приспособление с заготовкой.
Для тяжелых металлорежущих станков с ЧПУ разработана система компенсации систематических погрешностей нх измерительных систем [5). Систематическая погрешность включает циклическую (внутришаговую) и накопленную составляющие. Циклическая составляющая определяется внутришаговыми погрешностями датчика, ходового винта и червяка на гидростатических опорах, а также погрешностями измерительного, а в некоторых случаях и силового редуктора и колебаниями питающего напряжения датчика. Эта погрешность может иметь максимальное значение 15 мкм, но в лучших измерительных системах не превышает 2 мкм (5).
Накопленная составляющая, обусловленная в основном погрешностями изготовления и монтажа на станке элементов измерительных систем (линеек, реек, винтов), в тяжелых станках классов точности Н и П превышает циклическую в 10 — 15 раз. Поэтому для указанных станков необходима компенсация накопленной погрешности, хотя в ряде случаев следует компенсировать и циклическую.
На рис. 9.13 показана функциональная схема управления с автоматической компенсацией погрешностей положения узла станка. Компенсация погрешностей измерительной системы в общем виде производится в такой последовательности (5): на станке экспериментально определяют исходную зависимость погрешности измерительной системы от перемещения узла; Ряс. 9.13. Функцнонвльнйя схема системы управления с автоматической компенсвцней погрешности положения узла станка: ЛП вЂ” управляющая программа: И вЂ” интерполятор: ИЗП и НИП вЂ” накопителе соответственно задаваемых и изиеряемых перемещений: ФУС вЂ” формирователь управляющего сигнала; ДАП— цифроаналоговый преобразователь; ТП вЂ” тпрпсторный преобразователю ИД вЂ” пспслнвтельиый двигатель; ДС и ДЛ вЂ” Летчики соответственно скорости перемещения к положения рабочего органа (Ро) станка: МП вЂ” механическая передача: АЦП вЂ” аналого-цифровой преобрзователы ПКС вЂ” память констант станка: ФКП вЂ” формирователь корректврующей поправквг 6ДИ вЂ” блок цифровой вндикация: Ыз и !а — соответственно приращение и иакоплевное значение задаваемых перемещеяий; Аà — корректирующая поправка; à — скорректированное задаваемое перея 3 мещенве; Гф и à — фактическое перемещение рабочего органа я измеренное ДП ф полученную зависимость аппроксимируют и вводят в память устройства ЧПУ в форме констант станка; по аппроксимированной исходной зависимости программный модуль непрерывно определяет поправки, компенсирующие погрешности измерительной системы; поправки используют для коррекции перемещений, отрабатываемых следящим приводом.
В МГТУ им. Н. Э. Баумана предложен и реализован программный способ автоматической компенсации линейных смешений шпинделя станков с ЧПУ вследствие теплового деформирования 1А. с. 1041226 СССР1 Способ основан на том, что изменение смещения шпинделя станка с ЧПУ вследствие теплового деформирования происходит по нескольким вполне определенным типовым законам, характерным для данного конструктивно-компоновочного решения станка с ЧПУ и для определенных частот вращения шпинделя. При этом в одном станке с ЧПУ для разных направлений осей координат смещения шпинделя под действием теплового деформирования изменяются по разным типовым законам (рис. 9.14). Определив заранее возможные законы смещений шпинделя вследствие теплового деформирования для конкретного станка на разных частотах вращения по трем взаимно перпендикулярным направлениям, в процессе работы станка по известным значениям частот вращения шпинделя н времени работы на этих частотах выполняют расчет получаемых значений смещений шпинделя в соответствии с известными для данного станка законами.
После этого рабочие органы станка автоматически смещаются для компенсации этой погрешности, т, е. постоянно сохраняется взаимное относительное положение рабочих органов станка. При остановке вращения шпинделя, когда происходит охлаждение станка, зная закон изменения смешений шпинделя при охлаждении данного станка и время охлаждения, производится расчет расстояния, на которое смещается шпиндель при перемещении в обратном направлении. 124 л, агу(ру 6Р Рис.
9,14. Графики зависимости смещений Ь шпинделя в станках с ЧПУ из-за теплового деформнроваяня от времени б ( — смещеяве шпквлеля положятельвое (ялв отрицательяое) с явно выраженным максимумом (влв мвввмумом): у — смещеяве шпиндели ло ьксповепцяальвому закову; 3 — смещЕние шовваеля в вачальвый яеркод яеаяачительяо, а ватам увеличявастся при сохравеявв постояяяого валка (пслсжйтельвого влв отряцашльяого). Е, З вЂ” смещеявя шпиваеля имеют авакоперемеввый характер с явно выражевяым мак- свмумом вля мивимумом Затем происходит автоматическая компенсация этого смещения путем перемещения рабочих органов в другом направлении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
