Система адаптивного числового программного управления металлорежущим станком

(7) Заявител льяновский политехнический инстит 5 Й) СИСТЕМА АДАПТИВНОГО ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНО УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМ СТАНКОМИзобретение относится к автомати- ческому управлению и регулированию, в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками.Известно устройство для адаптивно 5 го управления станком, содержащее последовательно соединенные датчик колебаний, первый усилитель, блок полосовых фильтров, блок детекторов,первый блок сравнения, второй блок 10 сравнения, подключенный к задатчику допустимого уровня автоколебаний, второй усилитель, третий блок сравнения, подключенный к задатчику мощно" сти, четвертый блок сравнения, под- и ключенный через усилитель к датчику мощности, регулятор, подсоединенный к блоку ограничения подачи, привод, коммутатор, реле времени, формирователи импульсов, элемент И-НЕ и ре версивный счетчик, прямые выходы ко торого через коммутатор соединены с входом эадатчика мощности, инверсные выходы через элемент И-НЕ и первый формирователь импульсов с соответствующими входами реле времени, выход которого через второй формирователь импульсов, а выход третьего блока сравнения через третий формирователь импульсов подключены к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика соответственно Я .Однако известное устройство и его алгоритм работы сложны; импульсный характер работы станка, попеременный переход его от холостого хода к резанию в режиме ступенчатого изменения уставки мощности приводит к ухудшению качества поверхности деталей, снижению иэносостойкости инструмента и увеличению износа станка, а также к снижению точности обработки за счет того, что в этом режиме периодически выбираются люфты в кинематике станка, при переходе от работы его на холостом ходе к режиму резания, что приво954945 Составитель Н Техред М,Рейв орбу рректор Г, Ога дактор А. Мотыль аз б 432/ д 4/ илиал ППП "Патент , г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 914 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет13035, Москва, Ж,Подписно ого комитет ий и открыт аушская набдит каждый раз к различному положениюрежущего инструмента относительно детали в результате выбора люфтов наразличную величину и которое в принципе невозможно контролировать а сле-довательно, и компенсировать.Известна система адаптивного программного управления станком, содержащая задающее устройство, исполнительное устройство, датчик деформации русилитель мощности и устройство управления, соединенное с управляющим входом ключа, анализатор экстремума ипоследовательно соединенные устройства Фазовой подстройки частоты, генератор частоты и фазовращатель, выходкоторого подключен к исполнительномуустройству, выход датчика. деформацийчерез устройство фазовой подстройкичастоты и анализатор экстремума подключен к входам устройства управления,выход которого через задающее устройство, один из входов которого соединен с выходом анализатора экстремума,соединен с исполнительным устройством, подсоединенным через усилительмощности ко входу ключа 23,Однако сложность системы, обусловленная сложностью таких ее блоков,как анализатор экстремума, перестра.иваемый по частоте и Фазе в широкихпределах генератор, который после перестройки должен точно "держать" этипараметры генерируемого им сигнала,усугубляется тем, что на одном изэтапов ее работыона работает в поисковом режиме, что накладывает своиособенности на всю систему в целом,еще более усложняя ее; при работе си,стемы в режиме поиска, т. е, когдапроисходит подстройка амплитуды коле.баний системы под амплитуду колебаний,:возникающих при обработке детали, система, совершая пробныа шаги, переме"щает и режущий инструмент, что можетпривести на этом участке детали к43ухудшению качества поверхности и снижению износостойкости режущего инструмента,Кроме того, в этом режиме работысистемы могут возникать амплитудные фзколебания, превышающие заданный уро, вень.Система предусматривает установкуна станок вибратора, который гаситколебания, возникающие при обработке, фЭто усложняет кинематику станка. иснижает его надежность; надежность системы снижает также и датчик дефор" мации, измеряющий деформацию системы станок-приспособление-инструмент-деталь (СПИД), который находится в непосредственной близости к зоне резания.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство числового программного управления, состоящее из пульта оператора, первый выход которого соединен с первым входом схемы объединения и первым входом интерполятора, второй выход пульта оператора - выходе координат нулевой точки, подключен к второму входу интерполятора, вход два схемы,объединения присоединен к третьему выходу интерполятора, а выходк входу 5 первого Ю-триггера, выход, первого Р 5-триггера соединен с первым входом схемы синхронизации, второй вход которой подключен к первому выходу блока делителей, а третий - к первому выходу фотосчитывающего уст ройства, четвертый выход схемы синхронизации соединен с входом фотосчитывающего устройства, а выход пять с первым входом регистра ввода, второй выход фотосчитывающего устройства подкЛючен к второму входу регистра ввода и к входу дешифратора конца ввода выход которого присоединен к четвертому входу интерпопятора и к входу Р первого Ю-триггера, третий выход регистра ввода подсоединен к пятому входу интерполятора, а четвертый к дешифратору адреса, первый выход которого подключен к шестому входу интерполятора, выходы продольной и поперечной координаты которого соединены с усилителем шагового привода, седьмой вход интерполятора присоединен к второму выходу блока делителей, вход которого подключен к входу генератора тактовых импульсов, выход кода оборотов шпинделя интерполятора присоединен к входу устройства управления автоматической коробкой скоростей,а восьмой вход интерполятора соединен с выходом генератора разгона-торможения 3 .Недостатком этого устройства является отсутствие в составе режимов его работы режима адаптивного правления по усилию резания, т, е. режима стабилизации усилия резания., Цель изобретения - расширение функ- циональных возможностей известного устройства, т. е, придание ему допол. нительной функции " адаптивного управления по силовому параметру резания.5 9549Поставленная цель достигается тем, что в систему адаптивного числового программного управления металлорежущим станком, содержащую генератор импульсов, подключенный выходом к вхо-ду делителя, соединенного первым выходом с первым входом блока синхронизации, а вторым выходом - с первым входом интерполятора, связанного вто-, рым и третьим входами с первыми выхо Е дами соответственна первого дешифратора и регистра, четвертым входомс выходом второго дешифратора и Р-входом первого Р 5-триггера, пятым входом. с выходом преобразователя напряжение 1 ф частота, шестым входом - с первым выходом пульта оператора, первым выходом - с входом блока управления коробкой скоростей, вторым и третьим выходами - с входами усилителя приво да, а четвертым выходом ; с первым входом первого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к второму выходу пульта оператора, а выходомк 5- входу первого Р 5- триггера, соеди ненного выходом с вторым входом блока синхронизации, подключенного третьим входом к первому выходу фотосчитывающего устройства, связанного входом с первым выходом блока синхрони- ЗО зации, а вторым выходом - с входом второго дешифратора и с первым входом регистра, подключенного вторым входом к второму выходу блока синхронизации, а вторым выходом - к входу первого дешифратора, введены датчик мощности двигателя, компаратор, сум- матор, цифро-аналоговый преобразователь, счетчик импульсов, два элемента И, ключ, второй и третий элементы ИЛИ, второй и третий Р 5-триггеры и элемент задержки, подключенный входом к четвертому выходу интерполятора и к первому входу второго.элемен" та ИЛИ, а выходом - к 5-входу второго 4 Р 5-триггера, связанного Р-входом с выходом третьего элемента ИЛИ, а выходом - с первым входом первого эле-мента И, подключенного вторым входом к третьему выходу делителя, а выхо:, дом - к первому входу счетчика импульсов, связанного вторым входом с первым выходом второго элемента ИЛИ, а выходом - с входом цифро-аналогово- го преобразователя, подключенного выходом к первым входам компаратора,и сумматора, соединенных вторыми входами с выходом датчика мощности двигателя, а выходами - соответственно с 45 6первыми входами третьего элементаИЛИ и ключа, связанного выходом свходом преобразования напряжениечастота, а втором входом - с выходомвторого элемента И, подключенногопервым и вторым входами соответственно к второму выходу дешифратора и квыходу. третьего Р 5-триггера, подключенного 5-входом к выходу компаратора, а Р-входом к выходу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с седьмым входом интерполятора и вторым выходом пульта оператора,На чертеже дана блок-схема системы.Система содержит пульт 1 оператора, первый элемент ИЛИ 2, интерполятор 3, первый Р 5-триггер 4, блок 5синхронизации, делитель 6, фотосчиты.вающее устройство 7, регистр 8, второй дешифратор 9, первый дешифратор1 С, усилитель 11 привода, генератбр12 импульсов, блок 13 управления коробкой скоростей, преобразователь 14напряжение-частота, ключ 15, второйэлемент И 16, сумматор 17, датчик 18мощности двигателя, компаратор 9третий Р 5-триггер 20, третий элементИЛИ 21, второй Р 5-триггер 22, элемент23 задержки, первый элемент И 24,счетчик 25 импульсов, второй элементИЛИ 26, цифро-аналоговый преобразователь 27.Система работает следующим образом.При включении напряжения питаниясистемы все элементы памяти, входящиев ее состав, устанавливают в исходноесостояние, при этом первый триггер 4устанавливают в нулевое состояние.Затем выводят суппорт станка в ручномрежиме, задаваемом на пульте 1 оператора, в нулевую точку, т. е. точкуотносительно которой программируютсявсе перемещения суппорта станка, координаты этой точки набраны на декадных переключателях, расположенных напульте 1, и по сигналу, формируемомув пульте 1, подготавливают систему кработе по программе. Отработку программы начинают путем формирования впульте 1 сигнала "ПУСК", который свторого выхода пулыта 1 подают наседьмой вход интерполятора 3. Приэтом координаты нулевой точки, т. е.координаты Х и Е переписывают с первого выхода пульта 1 в интерполятор3. Сигналом "ПУСК", который приводятна -вход первого Ю-триггера 4 свторого выхода пульта 1 через первыйэлемент ИЛИ 2, перебрасывают первыйР 5-триггер 4 в единичное состояние,разрешающее работу блока 5 синхронизации. В блоке 5 вырабатывается сигнал включения перемещения перфоносителя в фотосчитывающем устройстве 7,который подается с первого выхода блока 5 синхронизации, на вход фотосчитывающего устройства 7. При движении перфоносителя на втором выходеустройства 7 формируется построчно ресная информация, которая передается в параллельном двоичном коде напервый (установочный) вход регистра8 и вход второго дешифратора 9, а на первом входе устройства 7 вырабаты 20 ваются синхросигналы строк, которыеподаются на третий вход блока 5. Посинхросигналам строк в блоке 5 формируется из ряда импульсных последовательностей, которые вырабатываются в делителе 6 иэ выходной частоты генератора 12 импульсов, синхросигналызаписи, Эти сигналы записи подаютсяс, второго выхода блока 5 на второйвход регистра,8, в который построчно Э 0 и записывают геометрическую, технологическую и адресную информации первого кадра обработки.Каждый кадр обработки на перфоносителе заканчивается маркером конца кадра, появление на втором выходе устройства 7 кода этого маркера дешифрируется вторым дешифратором 9, на выходе которого при этом вырабатывается сигнал конец ввода" ИВ) Сигнал КВ с выхода второго дешифратора 9 подается на Р-вход первого триггера 4 и устанавливает его этим сигналом в нулевое состояние, которым блокируется работа блока 5. При этом на первом выходе блока 5 формируется запрещающий сигнал, прекращающий перемещение перфоносителя в устройстве 7, а на втором выходе блока 5 - сигнал, блокирующий выработку синхросигналов записи для регистра 8.Таким образом, сигналом КВ фиксируется момент окончания процесса перезаписи информации кадра обработки с перфоносителя в регистр 8, на первом выходе которого к этому моменту времени находится вся числовая (геометрическая и технологическая) информация считанного кадра, а на втором вы-,% 10 геометрическая, технологическая и ад" 1 эходе адресная информация кадра. Сигнал КВ с выхода второго дешифратора9 подается также на четвертый входинтерполятора 3, в буферную памятькоторого по этому сигналу перезаписывают всю числовую информацию с регистра 8, поступающую с его первого выхода на третий вход интерполятора 3 поадресам, подаваемым на второй входинтерполятора 3 с первого выхода первого дешифратора 10, с помощью которого дешифрируется адресная информациякадра, поступающая на вход первогодешифратора 10 с второго выхода регистра 8. По окончании процесса записи в буферную память интерполятора 3информации первого кадра обработки в,нем формируется сигнал "конец обработки кадра" (КОК), за время которого переписывается информация первогокадра обработки в рабочую память интерполятора 3. Сразу же после окончаниязаписи информации в рабочую память интерполятора 3 начинается отработкавведенного кадра программы, т. е.обработка детали. Одновременно с обработкой первого кадра программы врегистр 8, а затем и в освободившуюсябуферную память интерполятора 3 вводится информация второго кадра программы, так как сигнал КОК, которыйс четвертого выода интерполятора 3подается через первый элемент ИЛИ 2на Ь-вход первого Ю-триггера 4, устанавливается в триггере 4 в единичное состояние, обеспечивая этим считывание с перфоносителя второго кадраобработки. По окончании процесса отработки первого кадра программы вновь Форми-. руется сигнал КОК, после окончания которого производят отработку второ.го кадра программы, переписанного в рабочую память интерполятора 3, а в это время в буферную память интерполятора 3 вводят следующий кадр обработки. Такой процесс записи информации с,перфоносителя в интерполятор 3 обеспечивает непрерывную обработку детали на протяжении всей программы без остановки по кадрам. Ввод, пере-пись и обработка информации в интер- поляторЬ 3 производится по синхросигналам, которые вырабатывают в делителе 6 из выходной частоты генератора 12 импульсов и передают с второго выхода делителя 6 на шестой вход интерполятора 3.При обработке введенного кадра программы в интерполяторе 3 формируются соответствующие технологические команды, которые подают на станок, с первого выхода интерполятора 3 на,вход блока 13 управления коробкой скоростей, код скорости шпинделя в. соответствии с которым с помощью блока 13 включается определенная ступень скорости автоматической коробки ско В ростей и устанавливается заданная по программе скорость вращения шпинделя, и вычисляется траектория движения режущего инструмента, выдаваемую в виде число-импульсного кода по второму 1 ф и третьему выходу канала Х (выходы +х и -х) и канал 2 (выходы +Е, -2) интерполятора 3 на усилитель 11 привода, от которого питаются привода поперечной и продольной подачи суп- фВ порта станка. При формовании на втором или третьем выходах (Х или Е) каждого:импульса суппорт станка перемещают на один шаг либо вдоль об" рабатываемой детали, либо поперек, фф в зависимости от того на каком выходе интерполятора 3 был сформирован импульс. Скорость подачи режущего инструмента вдоль или поперек обрабатываемой детали определяется, таким 30 образом, величиной частоты следования импульсов по второму и третьему выходам (Х и Е) интерполятора 3.Частота импульсов на выходах Х и Е Формируется из частоты генератора 14 импульсов с помощью управляемых делителей, входящих в состав интерполятора 3, коэффициент деления кото- . рых устанавливается в соответствии с информацией о велицине подачи задан р ной на перфоленте и постоянной для каждого кадра обработки. Пребразова тель 14. напряжения имеет номинальную частоту, исходя из величины которой ведут программирование подач по ко, 4 э ординатам, Номинальная частота преобразователя 14 устанавливается при нулевом напряжении на его входе, при увеличении напряжения на входе преобразователя 14 в область положительных значений частота его увеличивается, а при увеличении напряжения в областьотрицательных значений частота снижается.Величина подач по продольной и по. перечной координатам определяется,усилием резания, которым является усилие, преодолеваемое режущим инструментом, в процессе обработки детали. Оптимальйое усилие резания для каждого кадраобработки задается по программе ввиде скоростей подач по продольной ипоперечной коорДинатам, величину которых выбирают в зависимости от скорости резания.материала детали, режущего инструмента, режима обработки,качества требуемой поверхности и других технологических Факторов,Однако во время обработки изделийусилие резания не остается постоянными оптимальным, так происходит, напри"мер, при обработке заготовок, полученных в результате литья или ковки, приобработке таких заготовок постоянноизменяются припуски, изменяя тем самым и условие резания, что особенно.сказывается при обработке фасонных поверхностей, когда имеют место обе по-дачи. Усилие резания изменяется ипри обработке деталей, диаметр которых при обработке в однЬм кадре изменяется, что приводит к изменению скорости резания, - а следовательно, кизменению усилия резания, Увеличениеусилий резания наблюдается также призатуплении режущего инструмента. Фактическое, текущее усилие резания можно определить по величине электрической мощности, потребляемой двигателем,приводящим во вращение шпиндель станка, величина которой (электрическоймощности) увеличивается при увеличении усилия резания и уменьшаетсяпри уменьшении усилия резания.Величина электрической мощности,потребляемой двигателем шпинделястанка, измеряется с помощью датчика 18 мощности двигателя, выходнойсигнал которого пропорционален величине потребляемой мощности, а следовательно, и усилию резания. На выходе элемента 23 задержки, запущеннойзадним фронтом импульса КОК, с четвертого выхода интерполятора 3, которыйпо переднему Фронту совпадает с концом отработки кадра, а по заднемус началом отработки следующего кадра,формируется импульс через время, которое больше времени движения режущего инструмента иэ исходной точкидо момента врезания в деталь, заднимфронтом импульса КОК сбрасывается также счетчик 25 импульсов. Выходнымимйульсом элемент 23, который подается на 5-вход второго К 5- триггера 32установленного в начале отработкипрограммы в нулевое состояние импульсом "ПУСК", подаваемого с второго вы 954945 12хода пульта 1 через третий элементИЛИ 21 на его К-вход, перебрасывается второй ВЯ- триггер 22 в единичноесостояние и разрешают тем самым прохождение импульсов через первый элемент И 24, на первый счетный) входсчетчика импульсов 25, выходной кодкоторого начинает возрастать.Выходной код счетчика 25 импульсовс помощью цифро-аналогового преобразователя 27 преобразуется в напряжение, которое подается на первый входкомпаратора 19. На второй вход компаратора 19 прикладывается выходноенапряжение датчика 18 мощности двигателя и в момент равенства напряжений на его входах и на выходе вырабатывается импульс, которым перебрасываются второй триггер 22 в нулевое,а третий триггер 20, который был установлен в начале отработки программы в нулевое состояние импульсом"ПУСК", поданным с второго. выходапульта 1 через второй элемент ИЛИ 26на его В-вход, в единичное состояние. Нулевым выходным сигналом второго триггера 22 блокируют прохождениеимпульсов через первый элемент И 24на первый счетный вход счетчика 25импульсов, код которого фиксируется звна том значении, при котором напряжение цифро-аналогового преобразователя27 равнялось напряжению на выходе датчика 18 мощности двигателя,Таким образом на выходе цифроаналогового преобразователя 27 фиксируется напряжение, равное выходному напряжению датчика 18 мощности,которое устанавливается на выходедатчика 18 спустя некоторое времяпосле момента врезания инструмента вдеталь.Выходное напряжение датчика 18 мощности двигателя пропорционально Физическому усилию резания, задаваемого впрОграмме с помощью скоростей подачпо продольной и поперечной координатам, величина которых программируетсякак правило исходя из начальных условий резания т. е. условий, возникающих через некоторое время послемомента врезания инструмента в заготовку, Это объясняется тем, что спустя некоторое время после момента врезания инструмента в деталь это время, как правило, известно и составля 55ет 0,1-0,2 с) уже выбраны все люфтыв кинематике станка, нет деформаций,в системе станок-.приспособление-инструмент-деталь СПИД, вызванных ударнойнагрузкой,возникшей в момент врезания, а другие деформации системы СПИДкомпенсируют друг друга, т, е. процессрезания застабилизировался,Кроме того, момент стабилизациипроцессе резания легко в этом случаеопределить путем отсчета от моментаврезания определенного времени. Момент стабилизации процесса резанияможно знать, так как после этого момента времени замеряют параметр процесса резания при отладке программыобработки изделия для корректировкиразличных технологических команд искоростей подач. Таким образом, напряжение на выходе датчика 18 мощности двигателя через некоторое времяпосле момента врезания отражает оптимальное усилие резания, это напряжение и фиксируется на выходе цифроаналогового преобразователя 27.Выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя 27, выражающееоптимальное усилие резания, подаетсяна первый вход сумматора 17, на второй вход которого подключается выходное напряжение датчика 18 мощности,отражающее текущее, т, е. фактическоеусилие резания. С помощью сумматора17 напряжение оптимального усилиярезания складывается с напряжениемпротивоположного анака фактическогоусилия резания, т. е. формируют навыходе сумматора 17 напряжение ошибкирассогласования между оптимальным иФактическим усилием резания, Напряжение ошибки рассогласования тем больше, чем больше разность оптимальногои фактического усилия резания и имеетотрицательное значение в случае превышения Фактического усилия резанияоптимального и положительно в противоположном случае. Напряжение ошибкирассогласования с выхода сумматора17 подается на первый вход ключа 15,который управляется вторым элементомИ 1 б, При присутствии на входах второго элемента И 16 единичных сигчаловна его выходе формируется сигнал, которым открывается ключ 15 в случае,когда хотя бы на одном из входов присутствует нулевой сигнал, на выходевторого элемента И 16 формируетсясигнал, которым закрывается ключ 15,в этом случае на выходе закрытого ключа присутствует напряжение, равное нулю. Один из входов второго элементаИ 16 связан с выходом третьего триг1395494 гера 20, который устанавливается в нулевое состояние либо сигналом "ПУСК" в начале отработки программы, либо ,.задним фронтом импульсом КОК, совпадающим во времени с началом отработки ю кадра программы.Установку третьего триггера 20 в единичное состояние производят выходным импульсом компаратора 19, который совпадает во времени с моментом окон О чания записи значений оптимального усилия на выходе цифро-аналогового преобразователя 27. Отсюда следует, что третий триггер 20 находится в ну" левом состоянии во время, когда режу щий инструмент не движется, во.,время холостого хода режущего инструмента, т. е, от начала отработки кадра,до.- момента врезания, во время от момента врезания инструмента в заготовку Зф до момента стабилизации процесса резания, а также во время записи оптимального усилия резания. Третий триггер 20 находится в единичном состоянии во время рабочего хода режущего 25 инструмента, за исключением времени от моментаврезания до стабилизации процесса резания и времени записи оптимального усилия резания, Однако вследствие малости этого времени в ур сравнении с общим временем рабочего хода им можно .пренебречь. располагаются в непосредственной близости в зоне резания. Кроме того,отсутствие этих датчиков снижает стои-,мость системы в целом,Предлагаемая система не предполагает работы в режиме. поиска, т. е.не совершает пробные шаги, что исклю, чает локальное ухудшение поверхностиизделий и повышенный износ инструмента в этом режиме работы, а также импульсного характера работы станка,т. е, попеременного его перехода отрабочего хода к холостому ходу и обратно, это улучшает качество обрабатываемой поверхности, исключает повышенный износ станка и инструмента, коТаким образом, .третий триггер 20 находится в единичном состоянии во время рабочего хода инструмента, т.е.зф в то время, когда необходимо осущест" влять стабилизацию усилия резания, На втором выходе первого дешифратора 10 формируется единичный сигнал в том случае, когда в программе отработки данного кадра есть команда включения режима стабилизации усилия резания или если на йульте 1 нажата соответствующая клавиша включения ре" жима адаптации по усилию резания. Таким образом, если в данном кадре программы есть команда на включение режима стабилизации усилия резания, то на выходе второго элемента И 16 формируется сигнал, которым на вре- зэ мя рабочего хода инструмента в данном кадре открывается ключ 15, При этом выход сумматора 17 подключается к входу преобразователя 14, что приводит.к изменению частоты на выходе Ь его в соответствии с напряжением рас" согласования между оптимальным и фактическим усилием резания, при повы 5 14шении фактическим усилием резания оптимального частота преобразователя 14 снижается, а при фактическом усилйи меньше оптимального частота преобразователя 14 повышается. Поскольку между частотой преобразователя 14 и скоростями подач по продольной и поперечной координатам имеется прямая зависимость, следовательно имеется прямая зависимость и между частотой пре", обраэователя 14 и усилением резания, т. е, изменение частоты преобразователя 14 вызывает пропорциональное ему изменение усилия резания.Таким образом, происходит стабилизация усилия резания в замкнутой системе по цепи усилие резания - выходное напряжение датчика 18 мощности - напряжение ошибки рассогласования на выходе сумматора 17 - часто та преобразователя 14 - скорость подач продольной и поперечной координат - усилие резания, Возникшее рас" согласование между оптимальным и фак" тическим усилиями резания приводит к изменению скоростей подач таким об" разом, чтобы рассогласование компен" сировалось.Использование предлагаемой системы позволяет расширить фуНкциональные возможности системы ЧПУ металлорежущими станками за счет введения в нее режима адаптивного управления., т. е. режима стабилизации усилия резания, Предлапаемая система выполняется полностью в электронной части системы ЧУП и не усложняет кинематики станка, не вводя. в нее никаких дополнительных деталей. Она не требует уста" новки датчиков деформации и вибрации системы СПИД, что увеличивает ее на" дежность, так как обычно эти датчикиторые возникают в этом режиме работы, и повышает точность изготовленных изделий, так как станок работает с:по; стоянными упругими деформациями компент сирующих друг друга с выбранным люф-" б том и без ударных нагрузок.Предлагаемая система имеет повышенную точность работы по сравнению с известными станками, так как оптимальное усилие резания определяется в ус тановившемся режиме резания, когда уже нет деформации системы СПИД, вызванных ударной нагрузкой при врезании, выбраны все люфты в кинематике станка, а упругие деформации системы СПИД компенсируют друг друга, Кроме того, при определении ошибки рассогласования по электрической мощнооти, потребляемой двигателем шпинделя станка, в значение оптимального усилия реза- ф ния входит величина холостого хода двигателя, составляющие от маховой массы кинематики станка и детали, а также другие составляющие, которые трудно все учесть и смоделировать для их компенсации, .При определении Фактического усилия резания в него входят все эти же составляющие с теми же коэффициентами, так как фактицеское усилие резания определяется ЗО по тому же каналу, по которому определолось и оптимальное усилие резания а так как ошибка рассогласования определяется как разность оптимального и Фактического усилия резания, все и постоянные составляющие компенсируют друг друга, Таким образом, в величину ошибки рассогласования не входят ни холостой ход двигателя шпинделя станка, ни составляющие от маховой а)массы кинематики станка и детали, ни другие трудно компенсируемые составпяюшие.ЮПредлагаемая система не усложняетЯ 5программы обработки деталей и не увеличивает их объема, не требует введения ручных операций при обработке, что не усложняет обслуживание станка и стойки системы ЧПУ. Предлагаемая система, благодаря тому, что не требует переделки кинематики станка, усхановки на него сложных датчиков, а выполняется полностью в электронной части станка с минимальным колицеством стыковочных точек существую- фф щей системы ЧУП с системой адаптации (не более 6-7 точек) может. быть легко использована для модерниэации сущест 16вующих систем ЧПУ, Кроме того, все блоки системы могут быть изготовлены и отлажены вне состава существующей системы ЧПУ а лишь затем установлены в нее цто йе требует большого времени остановки комплекса станок-система ЧПУ. Првдлагаемая система выполняется на основе широко распространенных интегральных микросхем и по хорошо отработанной технологии, поэтому себестоимость изготовления системы низка.Внедрение предлагаемой системы дает возможность поддерживать усилие резания на оптимальном уровне, что позволяет увеличить износостойкость инструмента на 3-43; улучшить качество поверхности изделий при обработке в одном кадре программы с большими перепадами припусков; уменьшить машинное время ыа 2-3 при продольном точении кованных, литых заготовок за счет прохождения участков с малыми допусками на повышенных подачах; уменьшить машинное время в среднем на 8-103 при Фасонном точении и торцовом точении деталей, диаметр которых изменяется в процессе обработки в три и более раз эа счет увеличения подачи при уменьшении диаметра обрабатываемой детали, когда скорость резания уменьшае"тся при уменьшении диаметра детали, приводя к уменьшению усилия резания (при обработке крупногабаритных изделий; диаметр которых при обработке изменяется от 350 - 400 мм до 70 мм и менее, машинное время сокращается на 18-22/; резко уменьшить вероятность аварий, так как практически невозможно перегрузить режущий инструмент даже за счет различного рода сбоев в системе ЧПУ, в случае перегрузки подачи умень. шаются до полной остановки перемещения режущего инструмента, предотвращая поломки инструмента, резцедержателя и других органов станка, тогда как без режима адаптации по усилию резания практически невозможно остановить станок вручную при переходе его в аварийный режим в результате какого-либо сбоя в работе.формула изобретенияСистема адаптивного числового программного управления металлорежущим станком, содержащая генератор им17 959 пульсов, подключенный выходом к входу делителя, соединенного первым выходом с первым входом блока синхронизации, а вторым выходом - с первым входом интерполятора, связанного вторым и 5 третьим входами с первыми выходами соответственно первого дешифратора, и регистра, четвертым входом - с выходом второго дешифратора и с В-вхо-. дом первого ВБ-триггера, пятым входомв с выходом преобразователя напряжение- . частота, шестым входом - с первым выходом пульта оператора, первым вы-ходом - с входом блока управления, коробкой скоростей, вторым и третьим выходами - с входами усилителя привода, а четвертым выходом - с первым . входом первого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к второму выходу пульта оператора, а выходом - к 20 5-входу первого ВЬ-триггера, соединенного выходом с вторым входом блока синхронизации, подключенного третьим входом к первому выходу фотосчитывающего устройства, связанного входом с 25 первым выходом блока синхронизации, а вторым выходом - с входом второго дешифратора и с первым входом регистра, подключенного вторым входом к второму выходу блока синхронизации, зо а вторым выходом - к входу первого дешифратора, о т л и ц а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы, в нее введены датчик мощности двигателя, компаратор сумматор, цифро-аналоговый преобразователь, счетчик импуль" сов, два элемента И, ключ, второй и третий элементы ИЛИ, второй и третий В 5-триггеры и элемент задержки, под О ключенный входом к четвертому выходу18интерполятора и к первому входу второго элемента ИЛИ, а выходом - к5-входу второго Ю-триггера, связанного й-входом с выходом третьего элемента ИЛИ, а выходом - с первым входом первого элемента И, подключенноговторым входом к третьему выходу делителя, а выходом - к первому входусчетчика импульсов, связанного вторымвходом с первым входом второго элемента ИЛИ, а выходом - с входом цифроаналогового преобразователя, подключенного выходом к первым входам компаратора и сумматора, соединенных вторыми входами с выходом датчика мощностидвигателя, а выходами - соответственно с первыми входами третьего элемента ИЛИ и ключа, связанного выходомс входом преобразователя напряжение -частота, а вторым входом - с выходомвторого элемента И, подключенногопервым и вторым входами соответственно к второму выходу дешифратора и квыходу третьего Й- триггера, подключенного 5-входом к выходу компаратора, а Р-входом к выходу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с седьмым входом интерполятора и с вторым выходом пульта оператора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 681513, кл. С 05:В 19/38, 1977.2, Авторское свидетельство СССРй 593192, кл. С 05 В 19/32, 1976.3. Техницеское описание "Устройство числового программного управления Н 22-1 М" ГЫ 700 ойа ТО, ЛЭИЗ, Л1975 прототип),