Устройство для управления режимом врезного шлифования

(71) Новосибирскии электротехнический институт(54)(57 ) УСТРОЙСТВО цЛЯ УПРАВЛЕНИЯРЕЖИМОМ ВРЕЗНОГО ШЛИФОВАНИЯ, содержащее механизм поперечной шлифовальной бабки станка, измерительный преобразователь мощности, задатчик мощности, сравнивающий элемент, суммирующий и вычитающий входы которогосоединены соответственно с выходамизадатчика мощности и измерительногопреобразователя мощности, регулируемый электропривод вращения изделия с инови танки (. , ф МашиГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(46) 15.11.85. Бюл. У 4 тахогенератором в цепи его отрицательной обратной связи по скорости,вал электродвигателя которого соединен посредством механической передачи со шпинделем изделия, и усилительсигнала ошибки мощности,вход которого подключен к выходу сравнивающегоэлемента, а выход - к управляющемувходу регулируемого электроприводавращения изделия, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности при обработке на копировально-шлифовальных станках некруглых в поперечном сечениидеталей типа дисковых кулачков устройство снабжено задатчиком критической скорости и компаратором, первыйвход которого соединен с выходом задатчика критической скорости, второйвход подключен к выходу тахогенератора, а выход связан с управляющим входом механизма поперечной подачи шлифовальной бабки станка.Изобретение относится к машиностро. ению и может быть использовано преиму щественно при обработке на копировальных станках методом врезного шлифования некруглых в поперечном сече нии деталей типа дисковых кулачков,Цель изрбретения - повышение производительности при обработке на копировально-шлифовальных станках не- круглых в поперечном сечении дета лей типа дисковых кулачков путем вза имосвязанного изменения угловой скорости вращения обрабатываемой детали и поперечной подачи шлифовального круга. 15На чертеже изображена структурная схема устройства.Устройство 1, предназначенное для управления режимом врезного шлифова 20 ния на станке 2, содержит задатчик 3 мощности (ЗМ.), измерительный преобразователь 4 мощности (ИПМ ), сравнивающий элемент (СЭ ) 5, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами 3 ЗМ и ЦПМ 4, регулируемый электропривод 6 вращения изделия ( РПВИ ), состоящий из тиристорного преобразователя (ТП ) 7, двигателя 8 вращения изделия (ДВИ ) и образующего отрицательную обратную связь по скорости тахогенератара 9, усилитель 10 сигнала отклонения мощности (УСО ) вход которого подключен к выходу сравнивающего элемента 5, а выход - ко входу регулируемого 35 привода вращения изделия, задатчик 11 критической скорости (ЗКС ) и компаратор 12, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам ЗКС 11 и тахогенератора 9, 40 Входом устройства является вход ЦПМ 4, первым и вторым выходами - соответственно соединенный посредством механической передачи (ие показана ) со шпинделем изделия вал электродви гателя 8 и выход компаратора 12, подключенный к управляющему входу механизма поперечной подачи шлифовальной бабки станка 2. В блоке стан" ка 2 изображены шлифовальный круг 13 и обрабатываемая деталь типа дискового кулачка 14, установленная на шпинделе копировального суппорта 15 маятникового типа.Устройство 1 совместно со стан ком 2 образует систему автоматичес.кой мощности шлифования И, в которой управляемой величиной является мощность шлифования, а управляющими воздействиями - скорость вращения (круговая подача).обрабатываемой детали и поперечная подача шлифовального круга, причем управление по каналу скорости вращения изделия является непрерывным, а по каналу поперечной подачи - релейным.Устройство работает следующим образом.Обрабатываемая деталь (изделие ) 14 приводится во вращение с угловой скоростью Я электродвигателем 8, Жестко установленный на шпинделе изделия копир, обкатываясь по копирному ролику (копир и копирный ролик не изображены ), создает качательное движение у копировального суппорта 15, Благодаря этому движению, связанному с вращением детали, на последней шлифовальным кругом 13 формируется заданный профиль, Для съема припуска с обрабатываемой детали шлифовальному кругу 13 сообщается поперечная (врезная )подача 8.Режим обработки характеризуется мощностью шлифования Б. Заданное значение этой мощности вводится сиго налом ПЗМЗ, а фактическое ее значение определяется ИПМ 4, включенным в цепь питания асинхронного электродвигателя шлифовального круга и выдающим сигнал 0 , пропорциональный затрачиваемой этим двигателем на процесс шлифования активной мощности.Сигналы заданного и фактического значения мощности поступают на входы сравнивающего элемента 5, в котором вырабатывается сигнал отклонения ЬП = 0 - 11 фактического значения0 мощности П от ее заданного значения 0,1. Сигнал отклонения мощности ДП 1о после усиления и обработки (с учетом динамических свойств технологической системы СПИД и элементов устройства ) в УСО 10 подается в РПВИ 6.УСО 10 вместе с РПВИ 6 обеспечива. ет следующую зависимость скорости вращения обрабатываемой детали Я от сигнала отклонения мощности й 0,1. Й, при йП Ы+КйО при йГ 1(йП 1(йП (1) при йЦ (йП", где Я и Я - максимальное иМаКС Минминимальное значения скоростей вра191269 4 8 пРи Л 7 Я р 1 О при Я Йкр,(2) Информация о текущем значении скорости вращения обрабатываемой детали Й вводится в компаратор 12 сигналом Б , который выдается тахогенератором 9, а ее критическое значение Йкр определяется сигналом П ЗКС 11.Критическое значение скорости вращения обрабатываемой детали выбираютв пределах Й х Й крмакс с учетом динамических свойств тех- нологической системы СПИД и более конкретно устанавливается при на - стрбйке станка.При подводе шлифовального круга к обрабатываемой детали мощность 3 1 щения обрабатываемой детали, ограничивающие диапазон допустимого изменения скорости вращения обрабатываемой детали по условиям возникновения ударов в паре копир - копирный ролик (Я( Л ) и образования прижогов на обрабатываемой поверхности иэ-за малой скорости уходаиз зоны резания точки контакта обрабатываемой детали со шлифовальным кругом (Я й);Я - значение скорости вращения обрабатываемой детали при равенстве мощности шлифования заданному значению (т.е. при до 1= 0);К - коэффициент пропорциональности;ЬП и Ь 0 - значения отклонений мощН Чности, ограничивающие зону линейной :зависимости скорости вращения обра,батываемой детали от сигнала отклонения мощности,управление поперечной подачей осуществляется компаратором 12 в релейном режиме "Включено-выключено" на основе результатов сравнения текущего значения скорости вращения обрабатываемой детали с заданным ее критическим значением . где Вх - номинальное(заданное по те нологическим условиям обработки ) значение поперечной подачи;Я - критическое значение скорокрсти вращения обрабатываемой детали,шлифования равна нулю и обрабатываемая деталь с максимальной скоростьюЯ , . После входа шпифовального44 П 4 КСкруга в контакт с обрабатываемойдеталью мощность шлифования начинает воэрастатьр сигнал ее отклоненияЬП от заданного значения уменьшанется и начиная с того момента, когдасигнал отклонения мощности принимает 1 О значение ь 11 ( д 1)у электропривод6 в соответствии с алгоритмом (1)уменьшает скорость вращения обрабатываемой детали. Когда скорость вращения обрабатываемой детали уменьшается до заданного критического значенияйт компаратор 12 в соответствии салгоритмом ( 2) выключает поперечнуюподачу шлифовального круга. В дальнейшем уменьшение скорости вращенияобрабатываемой детали продолжается(это необходимо для компенсации неравномерности припуска, изменениядлины дуги контакта шлифовальногокруга с обрабатываемой деталью, непостоянства, контурной подачи и других возмущений ) до значения Япри котором отклонение мощности отзаданного значения становится равнымнулю, Если в процессе дальнейшегосъема припуска вдоль контура поперечного сечения обрабатываемой деталимощность шлифования стремится к увеличению (уменьшению ) по отношению кзаданному значению, то электроприводв соответствии с алгоритмом (135уменьшает ( увеличивает ) скорость вращения обрабатываемой детали, подцерживая таким образом мощность шлифова-ния на заданном уровне.40После одного оборота обрабатываемой детали набранный до выключенияпоперечной подачи слой припуска снимается, мощность шлифования падает,а электропривод 6, стараясь удержать мощность на заданном уровне врсоответствии с алгоритмом (1 ) увеличивает скорость вращения обрабатываемой детали. При увеличении скорости вращения детали до критическогозначения Яу 2 компаратор 12 в соответствии с алгоритмом 2 включаетпоперечную подачу. В результате этого шлифовальный круг снова врезаетсяв обрабатываемую деталь, а мощность 55шлифования увеличивается. В дальнейшем процесс повторяется.