|
| |
|
Слаботочка Книги KaHSvi й от схемы И1 на счетчик в этом случае отключается. Однако построение замкнутых систем ЧПУ с ШД нецелесообразно, так как улучшенные качества замкнутых систем легче достигаются при нспользованни регулируемых двигателей непрерывного действия. Шаговые двигатели имеют более низкие энергетические показатели, чем регулируемые двигатели непрерывного дейстаия. Поэтому применение их иа болынне моменты нагрузки не всегда целесообразно. Кроме того, с увеличением габарнтЪв ШД снижается допустимая частота, что приводит к увеличению шага при заданной скорости ИО. Это снижает качество обработки изделий. В системах ЧПУ широкое распространение получили электроприводы с маломощными ШД в качестве электромеханических лреобразовате.чен унитарного кода в угол поворота. В таких сн-сте.мах ШД воздействует на задатчик программы силового следящего привода. В электрических следяшдх электроприводах задатчиками программы могут быть потенциометры, сельсины, вращающиеся трансформаторы н другое, сочлененные с валом ШД непосредственно или через приборный редуктор. Однако электрические силовые следящие электроприводы с ШД нашли ограниченное применение. Для систем ЧПУ металлорежущих станков применяются гидроприводы, в которых ШД воздействует на за10тниковый распределитель рабочей жидкости с поступательным илн вращательным движением регулирующего органа. Приводы с гидроцилиндром применяются в малых станках, у которых максимальное перемещение ИО ие превышает 1 м. Наиболее распространен привод с гндфомотором. Выпускаются гидроприводы на ншииальные моменты от 15,7 до 125 НМ при частоте 2 кГц, снабжаемые гидроусилителями с распределительными золотниками и ШД. 7-4. ПРОГРАММНЫЕ АСУ ЭП, ЗАМКНУТЫЕ ПО ПОЛОЖЕНИЮ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА 7-4-1. ДАТЧИКИ ПОЛОЖЕНИЯ В ПРОГРАММНЫХ АСУ ЭП В програм.чных АСУ ЭП, замкнутых по положению ©.применяются импульсные, кодовые и фазовые датчики. Импульсный датчик преобразует значения перемещения ИО в унитарный код, т. е. в последовательность импульсов, число которых пропорционально перемещению ИО. Импульсные датчики изготовляются как в виде линеек для непосредственного измерения поступательного движения ИО, так и в виде дисков для из.черення углового пачожения вала ИО. В системах ЧПУ наибольшее распространение получили фотоэлектрические датчики обратной связи (ДОС иа рис. 7-13). При поступательном движении линейки или вращении импульсного диска, на которых чередуются прозрачные и затемненные полосы, меняются световые потоки от источников света ИС1 и ИС2, осприничаемые чувствительными элементами ЧЭ1 и ЧЭ2. Они преобразтот в ЭДектрические сигналы. Логическая схема формирования импульсов отра-тоткй [СФИО) формирует из них последовательность импульсов. Чувствнтель- элементы сдвинуты друг относительно друга на расстояние (т -Ь 1/4) т, где т- шаг датчика, m- целое число. Эго позволяет обеспечить ч>вствитель- ность СФИО к направлепню движения ИО, в зависимости от которого импульсы отработки поступают на канал / нли 2. На рис. 7-14, а изображены напряжения на выходах усилителей У/ и У2, предиазначеиных для усиления сигналов ЧЭ1 а ЧЭ2 (рис. 7-13). Триггеры Шмитта TI и Т2 формируют на своих иа HG2 H3i 432 I Имауяьсный Заек {итумьсная тнейка) 1Г П 12 Рис. 7-13 выходах последовательности прямоугольных пмпульсов со скважностью, равной двум. В результате принятого pacnovio-жения ЧЭ эти последовательности импульсов сдвинуты друг относительно друга на 1/4 периода их следования. На выходах дифференцирующих цепей ДЦ/ и ДД2 формируются короткие импульсы в момент изменения логического сигнала на выходах триггера Т2 С нуля на единицу. Последовательности импульсов па выходах ДЦ/ и ДЦ2 для обоих направлений движения ИО показаны на рис. 7-14, о и б. Поскольку импульсы на выходе схемы совпадения HI могут появиться только тогда, когда на ее входах существуют единичные сигналы с ЛЩ и Т/, а на выходе схемы И2 - когда на ее входах существуют единичные сигналы с ДЦ2 и Т1, то импульсы на Выходе схемы И1 ПОЯВЛЯЮ1СЯ только прн условном направлении движения Вперед , а на выходе схемы И2-только при условном направлении Назад . Кодовые датчики, как и импульсные, строятся в виде кодовых лннеек или дисков, в кодовых датчиках каждому положению ИО соответствует определенная кодовая комбинация, являющаяся числовым эквивалентом данного пачожения. Наибольшее распространение в системах ЧПУ находят кодовые датчики с маской двоичного кода (рис. 7-15, й), так как и все другие блоки системы ЧПУ работают в двоичном коде. Воспроизведекке инфсмзцни в таком датчике осуществляется одновременно по всем разрядам с помощью чувствительных элементов бр - (>j. Однако если воспроизведение информации осуществляется на границе смежных кодовых комбинаций, то возможна значительная ошибка воспроизведения. Например, при сыещеиин вправо ЧЭ вместо числа 7 .может оказаться воспроизведенным число 15. Чтобы исключить большие ошибки воспроизведения, прибегают либо к дискретизации воспроизведения, либо к У-образному способу воспроизведения. При дискретизации воспроизведения предусматривается дополнительная шкала с ценой младшего разряда, на шкале нанесены узкие полосы, каждая из которых расположена строго посередине шага младшего разряда. Достоверная информация воспроизводится в моменты прохождения узких полос с дополнительной шкалы над ЧЭ. Дискретизация значительно уменьшает вероятность понвления ошибки воспроизведения, но полностью не усфаняет ее. Более радикальным способом исключения ошибки воспроизведения является V-образный способ воспроизведения, при котором в младшем разряде устанавливается один ЧЭ, а во всех других разрядах - по два со сдвигом па полшага вправо и в.иево по отношению к ЧЭ предыдущего разряда (рис. 7-15, б). Кодовые комбинации формируются с помощью логической схемы выбора ЧЭ, которая работает по следующему принципу: если в предыдущем младшем разряде был воспроиз- веден сигнал логической единицы, то в последующем старшем разряде будет использована информация ЧЭ, обозначенного на рис. 7-15, б буквой Ь без штриха; агли был вос!.ронзведен сигнал логического нуля, то используется информация ЧЭ, обозначенного букЕЮЙ b со штрихом. Пусть зачерненный участок кодовой маски воспроизводится сигналом логической елкиищл, а незачернепный-сигналом логического нуля. Тогда при воспроизв?денин, например, числа 7 будут использованы сигналы ЧЭ b.j, 6 й, 6 Ь[. Бл; годаря такому споссбу ошчбка воспроизведения не превышает единицы младшего разряда. Для реализации этого способа требуется число ЧЭ, в) 6) Лбашете КО НаэаЗ Дбижеиие НО Впервд почти в два раза большее числа воспроизводимых разрядов. Циклический код строится таким образом, что прн изменении любого числа на единицу младшего разряда происходит изменение кодовой комСинац!;н только в одно.ч разряде (рис. 7-15, в). Поэтому в датчиках с циклическим кодом ошибка воспроизведения также не будет превышать цены младшего разряда. иеззБисимо от того, в каком разряде произошло относительное смешение ЧЭ. Кьдостат-ком применения датчиков с циклическим кодом является необходимость преобразования информации датчика в двоичный код, используемый в системе ЧПУ. В системах ЧПУ применяются также различные фазаше датчики: вращающиеся трансформаторы, сельсины, индуктоснны н др. f22, 44]. Они используются в фазовращательном или амплитудном (трансформаторном) режимах работы. В отличие от обычных следящих систем, в которых фазовые датчики типа сельсинов и вращающихся трансформаторов применяются в паре (сельсин-датчик и сельсин-приемник), в cHCiCMax ЧПУ устанавливается на одну коор-данату Только один датчик, ротор которого жестко соединен с ИО. Основные свойства и особенности двух режимов работы фазовых датчиков можно рассмотреть на примере вращающегося фансформатора {ВТ). На статоре и роторе ВТ располагаются по две обмотки, сдвинутые относительно друг друга в пространстве на 90 . Обычно обмотки статора используются в качестве первичных; в качестве измерительной используется одна из обмоток ротора, а вторая обмотка ротора замыкается при этом на сопротивление, равное сопротивлению нагрузки измерительной обмотки. При использовании ВТ в фазовращательном режиме первичные обмотки питаются от источников, синусоидальные напряжения которых сдвинуты относительно друг друга по фазе на 90. В результате возникает круговое вращающееся магнитное поле. В измерительной обмотке индуктируется ЭДС, фаза орой определяется положением ротора ВТ (положением механической оси), э следовательно, и ИО в пространстве. Сравнивая фазу этой ЭДС Фо с фазой Фпр чапряження, задаваемого программой, можно по разнести рр-фо определить Значение углового рассогласования между заданным программой и истинным наложениями ИО. В амплитудном режиме (рис. 7-16, й) напряжения на первичных обмотках токи в них совпадают по фазе, а амплитуды их различны и задаются програм- Рис. 7-14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 [83] 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 |