Пристрій для автоматичного керування деревообробкою

Пристрій для автоматичного керування деревообробкою, який містить електропривод подачі, другий вхід якого з'єднаний з входом блока обмеження швидкості подачі, вихід електроприводу подачі підключений до входу редуктора приводу подачі, вихід редуктора з'єднаний з об'єктом керування, який містить 3 29640 Застосування вихідного сигналу блоку корекції як технологічного зворотного зв'язку дозволяє усунути перерегулювання, підвищити швидкодію та зменшити помилку пристрою для автоматичного керування обробкою. На фігурі наведено пристрій для автоматичного керування процесом деревообробки. Пристрій містить привод подачі 1, блок обмеження швидкості подачі 2, редуктор приводу подачі 3, об'єкт управління (процес різання на верстаті разом з системою СПІД) 4, привод головного руху 5, датчик струму 6, випрямляч із згладжуючим фільтром 7, пристрої порівняння 8, 10, підсилювачі 9, 11, блок корекції 12. Пристрій працює наступним чином. При виконанні обробки кутова швидкість електроприводу подачі через редуктор впливає на процес різання на верстаті. Потужність різання при виконанні обробки стрічковою пилкою визначається як [4]: N різ = Rz ×u різ , (1) де Рz - головна складова сили різання; uріз - швидкість різання. Головна складова сили різання: 2 × M об , Rz = (2) Dпр.шк де Моб - обертаючий момент, який розвивається двигуном головного руху; Dпр.шк - діаметр приводного шківа, на якому розміщено стрічкову пилку. В результаті експериментальних досліджень було виявлено, що під час обробки двигун працює в режимі близькому до номінального. Момент на двигуні змінюється в межах ±15%Мн, що відповідає лінійній ділянці робочої характеристики. На цій ділянці струм статора асинхронного двигуна є пропорційним моменту, який розвивається цим двигуном. Тому сигнал датчика струму буде пропорційним потужності, яка споживається двигуном з мережі, 90-95% якої витрачається в процесі різання. Сигнал з датчику струму 6 Uд.с надходить на випрямляч із згладжуючим фільтром 7. Згладжений сигнал Uзг потрапляє на пристрій порівняння 8, сигнал на виході якого: Unom = Uв - Ux.x , (3) де Ux.x - сигнал холостого ходу; Unom - поточне значення. Сигнал Unom підсилюється за допомогою підсилювача 9 і надходить на пристрій порівняння 10, сигнал на виході якого: 4 (4) U2 - U1 + U3. Сигнал U2 надходить на підсилювач 11, після цього потрапляє на вхід пристрою корекції 12 (сигнал U3), замикається зворотний технологічний зв'язок і починає здійснюватись стабілізація струму, який споживається двигуном головного руху, і непрямо потужність різання за рахунок керування швидкістю подачі. При збільшенні потужності різання зростає сигнал на виході датчика струму Uд.c. При цьому сигнал на вході електроприводу подачі Uк зменшується. Відповідно зменшується і швидкість електроприводу що пропонується, для управління У пристрої, подачі. швидкістю двигуна подачі було введено блок корекції 12, виконаний у вигляді фільтру з передаточною функцією: Wф ( s) = 2 k ( T1 s 2 + T1s + 1) (5) 2 (T2 s 2 + T2 s + 1) Структура та параметри фільтру було визначено за допомогою спектрального алгоритму синтезу [3], вихідними даними для виконання якого були моделі динаміки об'єкту управління (процес різання на верстаті разом з системою СПІД) та збурюючого впливу отримані за результатами ідентифікаційного експерименту на стрічковій пилорамі типу ПЛП-АСТРА-ЕС. [5]. Схемну реалізацію фільтру виконано за допомогою резисторів 13 ,14, 15 ,16 ,17, конденсаторів 19,20 та операційного підсилювача 18. Запропонований пристрій для автоматичного керування процесом деревообробки відрізняється від відомого максимально можливою точністю стабілізації потужності різання для даних умов та простотою схемної реалізації. Для отримання порівняльних даних було проведено експериментальні дослідження на стрічковій пилорамі типу ПЛП-АСТРА-ЕС при виконанні розпилу сосни з існуючим та запропонованим пристроєм. Досліди проводились паралельно на двох верстатах. При цьому виконувалась реєстрація сигналу, який відповідає зміні швидкості подачі - керуюче діяння та сигналу, який відповідає струму, що споживається двигуном головного руху (сигнал з датчика струму) - вихідна координата. Для здійснення реєстрації сигналів було використано самописний пристрій. Для оцінки якості керування проводилось визначення мінімальної дисперсії керуючого діяння еu та мінімальної дисперсії вихідної координати (помилки стабілізації) еx показники для Порівняльні експериментальні пристроїв наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Пристрій для керування обробкою 1. Існуючий 2. Запропонований Мінімальна дисперсія керуючого діяння еu, В 0.0854 0.0814 Як видно з таблиці, запропонований пристрій дозволяє досягти зменшення помилки стабілізації потужності різання, що в свою чергу сприяє Мінімальна дисперсія вихідної координати е x, В 0.0343 3.5823.10-4 підвищенню якості та продуктивності обробки при незмінній потужності керуючого діяння. Література 1. Авт. свид. СССР №1442974, кл. G05B13/02 5 2. Авт. свид. СССР №1198456, кл. G05B13/02 3. Азарсков В.Н., Л.Н. Блохин, Л.С. Житецкий Методология конструирования оптимальных систем стохастической стабилизации - К.: НАУ, 2006. - 438с. 29640 6 7 29640 4. Кірик М. Д. Механічне оброблення деревини та деревних матеріалів. Підручник для вищих навчальних закладів. - Львів: КН, 2006. 412с. 5. Осадчий СІ., Шаповалова І.А. Динаміка системи «деревообробний верстат-процес Комп’ютерна верстка Л. Купенко 8 різання в реальних експлуатаційних умовах»\\Вісник Хмельницького національного технічного університету. - Хмельницький, 2007. №3, Т.1. - С 26-29. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601