4. Система автоматического управления манипулятором.

Для автоматизации операций загрузки и выгрузки деталей из рабочей зоны применяют автооператоры, которые могут работать как в автоматическом режиме, та и в режиме ручного управления. При этом рабочий орган манипулятора должен с большой точностью повторять движения рычага управления.

Манипулятор состоит из силового цилиндра 1 с устройством 2 захвата детали 3 и связан с преобразователем перемещения 4, в качестве которого использован потенциометр. Для управления перемещения гидроцилиндра 1 служит двухкаскадный гидравлический усилитель. Первый каскад усиления содержит два сопла 5 и 6 с заслонкой 7 и два дросселя с постоянными проходными сечениями, включенные по дифференциальной схеме. Заслонка 7 поворачивается на определенный угол электромеханическим преобразователем 8, управляемым усилителем 9, входным сигналом которого является разность потенциалов на движках потенциометра 4 и задающего потенциометра 10, включенных в мостовую схему. Второй каскад усиления выполнен в виде усилителя с четырехкромочным золотником, плунжер 11 которого расположен в гильзе и находится под действием пружин в нейтральном положении.

В исходном состоянии САУ заслонка 7 расположена так, что зазоры между ней и соплами 5 и 6 одинаковы, а давление в камерах А и В золотника равны друг другу. Плунжер 11 также находится в рабочем положении и рабочий цилиндр 1 неподвижен.

При смещении движка задающего потенциометра 10 на входе усилителя 9 возникает электрический сигнал. Заслонка 7 поворачивается электромеханическим преобразователем 8 и давление в камерах А и Б золотника изменяется, что влечет за собой перемещение плунжера 11 и открытие щелей золотника. Силовой цилиндр 1 приходит в движение в соответствии с разностью давлений в его полостях и перемещает движок потенциометра 4 до тех пор, пока не восстановится равновесие, т.е. пока разность потенциалов с движков потенциометра 4 и 10 не станет соизмеримой с ошибкой САУ. В этом случае сигнал на выходе усилителя 9 близок к нулю, заслонка 7, а следовательно и плунжер 11 золотника занимают нейтральное положение и движение цилиндра 1 прекращается. Таким образом, силовой цилиндр 1 с деталью 3 отслеживает перемещение движка задающего потенциометра 10.

5. Система автоматического управления скоростью резания при точении.

На точность обработки при точении большое влияние оказывает сила резания, в частности, ее составляющая Р_у. Вследствие случайных колебаний припуска, твердости заготовки, затупления резца и других факторов сила резания при точении непостоянна, что приводит к изменению упругих деформаций технологической системы станка и образованию погрешности обработки.

Значительно повысить точность обработки можно за счет стабилизации силы резания. Кроме того, при обработке механических деталей без люнета для устранения погрешности, вызванной упругими деформациями, необходимо регулировать силу резания по определенному закону в зависимости от способов закрепления детали в месте точения. САУ скоростью резания при точении предназначена для стабилизации либо изменения по введенному закону силы резания.

Обрабатываемая деталь 1 установлена в патроне 2 в заднем центре 3 токарного станка. В качестве двигателя 4 главного движения используется двигатель постоянного тока, для питания которого служит усилитель-преобразователь 5. Резец 6 установлен в тензометрическом динамометре 7 (типа УДМ-600), который связан с усилителем 8. В качестве преобразователя силы может быть использован динамометр другого типа, например, магнитоупругий. Суппорт 9 станка получает продольную подачу от коробки передач 10 с автономным двигателем 11. В систему входит сравнивающее устройство 12.

САУ работает следующим образом. На вход сравнивающего устройства 12 подается сигнал U₃ в определенном масштабе соответствующий требуемой силе резания (ее составляющая Р_у).

Известно, что

, где n – показатель степени – изменяется в зависимости от условий обработки 0>n>-0.35. Поэтому регулирование возможно только при n=0 и наиболее эффективно при /

Составляющая Р_у силы резания воздействует на динамометр 7 и на его выходе появляется сигнал в виде напряжения, пропорционального Р_у. Этот сигнал через усилитель 8 поступает на другой вход сравнивающего устройства 12. Ошибка с устройства 12поступает на вход усилителя – преобразователя 5, который вырабатывает соответствующее напряжение питания двигателя 4. Скорость двигателя 4, а следовательно, и скорость резания, изменяется так, чтобы ошибка системы была минимальной. Таким образом, САУ за счет управления по скорости резания автоматически осуществляет стабилизацию силы резания на заданном уровне.

В качестве объекта управления САУ включает в себя процесс резания в замкнутой технологической системе станка.