3. Разработка и описание принципа работы функциональной схемы.

Функциональная схема управления мехатронного модуля вращательного движения с системой диагностики величины перемещения выглядит следующим образом:

Принцип работы.

От вычислительного устройства (ВУ,1) сигнал в импульсной форме подается на вход схемы синхронизации (СС,2) с частотой (командный сигнал от программы). Одновременно на другой вход схемы синхронизации (СС, 2) подаются импульсы от тактового генератора (Тг, 14) (опорный сигнал).

Эти сигналы суммируются и подаются на опорный делитель (ОД, 3). На выходе опорного делителя при наличии командного сигнала импульсы будут смещаться по фазе на величину , что будет определять величину заданного от программы перемещения , где это фаза напряжения, определяющая величину заданного перемещения.

Импульсный управляющий сигнал преобразуется в аналоговый с помощью триггера (ТР, 4), далее он усиливается в усилителе (У, 5), затем управляющий сигнал подается на частотный преобразователь (ЧП, 8), в котором трехфазное переменное напряжение сети преобразуется в переменную частоту, питающую электродвигатель (Э, 9). От электродвигателя (Э, 9) вращается вал шпинделя и через зубчатую передачу ротор преобразователя измерительного (ПИ, 11), который преобразует угол поворота винта α в фазу тока .

От тактового генератора (Тг, 14) через делитель (Д, 15) (фазорасщепитель), он разщепляет опорный сигнал на синусный и косинусный, и усилители (У 16,17), подаются синусный и косинусный сигналы на статорные обмотки преобразователя измерительного (ПИ, 11). С роторных обмоток ПИ (11) снимается аналоговый сигнал , который соответствует действительному углу поворота винта α и ротора ПИ (11). Этот сигнал проходит фильтр (Ø,18), где он фильтруется с целью выделения полезного сигнала и нормализуется, чтобы привести его численные значения к виду удобному для дальнейшего использования. Далее в этот сигнал преобразуется в преобразователе (Пр, 13) в прямоугольную последовательность импульсов и сравнивается с управляющим сигналом в триггере (ТР, 4). Вращение ротора электродвигателя (Э, 9) будет продолжаться до тех пор, пока .

В процессе резания динамометрическая опора шпинделя измеряет действительную силу резания по опорной реакции, сигнал о силе резания преобразуется в ПИ (19) в электрический, в фильтре (20) выделяется полезная составляющая сигнала и нормализуется (приводится к виду, который воспринимают следующие блоки). Сигнал усиливается в усилителе (23), далее сигнал переводится в цифровой в АЦП (24). В расчетном блоке (25) рассчитывается или определяется допустимая величина силы резания (момента). Регулятор (26) сравнивает 2 силы. Если Fз > Fд, то управляющий сигнал положительный, подается на суммирующее устройство (27), где суммируется с программным сигналом о величине скорости подачи. Этот сигнал проходит через ЦАП (28) и РС (6) и поступает на электродвигатель (10). Скорость вращения ротора увеличится. Если Fз < Fд, то сигнал вычитается из сигнала о величине скорости подачи и скорость вращения ротора уменьшается.