|
Системы с обратной связью
применяются в металлорежущих станках для сопоставления действительных
перемещений, совершаемых рабочими органами станка с перемещениями, заданными
программой. При несовпадении этих значений (рассогласовании) на выходе
сравнивающего устройства появляется сигнал ошибки, направляемый к
исполнительному механизму для устранения рассогласования.
Принцип обратной связи основан на том, что движение
управляемого объекта совершается только при наличии ошибки слежения. Как
только эта ошибка станет равной нулю, движение должно прекратиться.
Для осуществления обратной связи в машинах с вращающимися
валами часто используются спаренные кольцевые патенциомет- ры, сопротивления
которых включаются в мостовую схему, системы из двух сельсинов и
контроллерные барабаны.
Принципиальная схема кольцевого потенциометра приведена
на 286, а. Он представляет собой реостатный датчик углового отклонения, к
входным клеммам 5 и 6 которого подводится напр я жение постоянного или
переменного тока. Напряжение на выходе изменяется пропорционально углу
поворота вала t, с которым жестко соединен контактный движок 3, скользящий по
виткам сопротивления 4.
В системах обратной связи сопротивления потенциометр а-
датчика Ri и и потенциометра-приемника и Rt соединяются в мостовую схему и
являются его плечами, а контакты движков 2 и 3, соединенные между собой,
образуют диагональ моста, в которую включается реле Р.
Мост будет уравновешенным, если сопротивление Ri и Rt^Ri*
В этом случае в точках А и В установятся одинаковые потенциалы, электрический
ток в диагонали моста будет отсутствовать и реле Р окажется выключенным.
Если в мостовой схеме соединить вал / потенциометра-датчика
с управляемым валом станка посредством замедляющей передачи (например,
червячной), а вал потенциометра- приемника использовать для ручного
перемещения движка с целью
настройки моста, то можно проследить принцип действия
системы обратной связи.
Движок потенциометра-приемника установим так, чтобы
сопротивления плечей моста оказались различны ми. При поступлении от
источника информации электрического сигнала на контакты С в точках А к В
моста установятся разные потенциалы, вследствие чего в его диагонали
возникнет электрический ток, и электромагнитное реле Р включит контакты К
исполнительного механизма, который в свою очередь приведет в движение
управляемый вал станка, Такое движение будет продолжаться до тех пор, пока
сопротивления моста не станут попарно равными, В этот момент ток в диагонали
моста исчезнет и реле отключит исполнительный механизм—движение подвижной
части станка прекратится в соответствии с заранее предусмотренной настройкой.
Если на токарном станке необходимо контролировать исполнение двух движений —
продольного и поперечного перемещения суппорта, то используются две
аналогичные мостовые схемы.
В системах обратной связи с сельсинами применяются
д£а одинаковых сельсина: один в качестве датчика, второй — приемника.
Сельсин представляет собой маленький электродвигатель
(подобно асинхронному), состоящий из статора и ротора. Статор снабжен одной
обмоткой, ротор — тремя, концы которых соединены в общую нулевую точку, а
начала подключены к контактным кольцам вала ротора,
В сравнивающих системах сельсины используются в двух
режимах: индикаторном и трансформаторном.
При индикаторном режиме обмотки статоров сельсина-датчика
и сельсина-приемника присоединяются к однофазной сети переменного тока, а
обмотки роторов соединяются между собой встречно 1-1, 2-2, 3-3. Обмотки
статоров создают пульсирующий магнитный поток, который индуктирует в обмотках
роторов э. д. с. При одинаковом угловом положении роторов в их обмотках ток
отсутствует, так как э. д. с. в этом случае равны по величине и направлены
встречно. Если ротор сельсина-датчика повернуть на некоторый угол
относительно ротора сельсина-приемни- ка, то в их обмотке возникнет уравнительный
ток, который создаст вращающийся момент, стремящийся устранить
рассогласование путем поворота ротора приемника на такой же угол.
Индикаторный режим работы сельсинов используется в системах обратной связи
совместно с кольцевыми потенциометрами, включенными в мостовую схему. При
этом вал сельсина-датчика соединяется с управляемым валом станка при помощи
замедляющей передачи, а вал сельсина-приемника с валом воспринимающего
потенциометра
При трансформаторном режиме обмотка статора сельсина
датчика питается от однофазной сети переменного тока, обмотки роторов
соединены так же, как при индикаторном режиме, а обмотка статора
сельсина-приемника используется для снятия напряжения. Обратная связь в этом
случае осуществляется, как показано на 288. Задающее устройство поворачивает
ротор сельсина 8 на некоторый угол с помощью зубчатой передачи 7. В связи с
этим на выходе сельсина / появляется напряжение рассогласования роторов, и
электрический ток через реле-усилитель 6 поступает в исполнительный двигатель
5. Последний через зубчатую передачу и ходовой винт 3 перемещает каретку 4.
Ходовой винт зубчатой передачей 2 связан с ротором сельсина I и по мере
перемещения каретки поворачивает его в том же направлении, в каком задающее
устройство повернуло ротор сельсина 8. Движение каретки продолжается до тех
пор, пока положение роторов обоих сельсинов не станет одинаковым. Тогда
напряжение на выходе сельсина / исчезнет и исполнительный двигатель
остановится.
В металлорежущих станках с числовым программным
управлением часто используется система обратной связи с контроллерными
барабанами, пример которой рассматривается в § 8
Вопросы и задания для повторения
1. Как осуществляется обратная связь в
металлорежущих стайках?
2. Укажите элементы, используемые в системах обратной
связи
3. Объясните устройство и назначение кольцевых
потенциометров.
4. Изобразите мостовую схему иа двух
потенциометрах и объясните, как осуществляется обратная связь с нх помощью?
5. Чем отличается сельсин от асинхронного
двигателя?
6. Изобразите схемы соединения сельсинов,
работающих в индикаторном и трансформаторном режимах, и объясните их принцип
действия.
7. Как осуществляется обратная связь с помощью
двух сельсинов?
|