Адаптивная система управления зубофрезерным станком

Союз Советских Социалистйцеских Республик(23) Приоритет 1)М. К 3 С 1500 Государставнный коатвСоввта Мнннотроа СССРно данаи нзобрвтвннйн открытнй 43) Опубликовано 15,04,7833 юллетень1 45) Дата опубликования описанияОЬ,ОЬ. Ч(72) Авторы изобретеии рдена Трудового Красного Знамени Экспериментальный научисследовательский ижтитут метаплорежуших станков 1) Заявит(54) АД,АКТИВНА Я ЗУБОФРЕЗЕРНЬ МА УПР АНКОМ подключен к напряжения т поддержадает выход- корость приобласть выогранична Изобретение относится к области адаптивных систем управления технологическим оборудованием и может быть использовано в зубофрезерных станках, работающих по методу обкатки при черновой и чистовой обработке.Известны системы адаптивного управлениятехнологическими процессами, содержащие регулятор, осуществляющий управление в определенных заданных ограничениями пределах,обусловленных технологическими возможностями оборудования и процесса. Регулятор, используя информацию о ходе протекания процесса, обеспечивает управление в соответствиис заданным законом путем измерения выходного напряжения, подаваемого на исполнительный орган оборудования, В таких системахиспользуются блоки ограничения, определяющие допустимую область выходного напряжения регулятора 11,Известна также система адаптивного управления зубофрезерным станком, предназначенная для повышения производительности и снижения себестоимости обработки 2 .Система содержит регулятор, имеющий тривхода, первый из которых подключен к задатчику уставки, а второй - к датчику регулируемой величины (крутящего момента), установленному на станке и измеряющему момент 2 Ь 2резания на фрезе, а третий вход задатчику ограничения выходного регулятора. Регулятор обеспечивае ние момента на заданном уровне и ное напряжение, регулирующее с вода подач станка. Допустимая ходного напряжения регулятора максимальной величиной. Однако в известной системе ограничения сигнала выходного напряжения, определяющие максимальную и минимальную подачу на станке, выбираются постоянными для всего обрабатываемого колеса. Это приводит к недоиспользованию возможностей станка по произ. водительности или точности, При обработке зубчатых колес на зубофрезерных станках, работающих по методу обкатки червячной фрезой, следует задавать различные диапазоны регулирования подач на разных участках обработки, так как в процессе обработки зубчатого колеса весь путь обработки может быть условно разделен на три зоны входа, полного резания и выхода. В зоне входа :роисходит предварительное удаление металла из впадин. В остальных зонах имеет место формообразование, определяющее точность и качество обработки. В связи с этим на участке входаздопустимая максимальная подача ограничивается прочностью инструмента и его износом. На остальных участках максимальная подача ограничена точностью и качеством. Следовательно, необходимо задавать разные ограничения в разных зонах обработки одного колеса. Так как работа с регулированием подач в диапазоне, ограниченном требованиями точности, увеличивает машинное время обработки, а при работе с ограничениями по износу инструмента или его прочности приводит к ухудшени 1 о качества обработки,Целью изобретения является повышение производительности нри обеспечении заданной точности обработки.Для этого в адаптивной системе управления зубофрезерным станком между выходом и третьим входом регулятора включен блок автоматического переключения ограничений, два входа которого соединены с независимыми задатчиками уровней ограничения. Блок автоматического переключения ограничений включает в себя схему сравнения, с выходами которой соединены выход регулятора и один из задатчиков ограничения, а выход схемы сравнения через усилитель подключен к обмотке ;е,к, причем один задатчик ограничения через нормально открытый, а другой через нормально закрытый контакты реле соединены с третьим входом регулятора.На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемой адаптивной системы управлени; на фиг. 2 схема блока автоматического переключения ограничений.Предлагаемая система адаптивного уира- лепи состоит из регулятора 1 со схемой огр- пичения выходного сигнала, регулируемого привода 2 станка 3. На первый вход регулятора подкл 1 очен выход датчика 4, с помощью коорого получается информация о протекании процесса обработки Датчик 4 может определять силовые характеристики резания, а именно мощность, момент или сила резания. На другой вход регулятора подается сигнал от задатчика 5, определякпцего требуемый уровень регулируемой величины. Регулятор осуществляет сравнение заданного и фактического значений регулируемой величины, усиление и коррекцию сигнала рассогласования, а также ограничение выходного напряжения на уровне, подаваемом на третий вход регулятора.Привод 2 обеспечивает скорость подачи, пропорциональную выходному напряжению регулятора.Для задания ограничений по подаче наразных уровнях к третьему входу регулятора присоединен блок б автоматического переключения ограничений, Этот блок соединен также с выходом регулятора, Блок б имеет два выхода, каждый из которых соединен с одним пз задатчиков ограничений 7 и 8. Каждый из задатчиков определяет свой уровень ограничения. Один из уровней соответствует участку входа инструмента, а другой в . - остальному участку обработки.Адаптивная система работает следующим образом. 5 10 15 20 Ж 35 40 45 50 55 60 1 еред началом работь. задатчиком 5 устанавливается требуемое значение управляемой величины мощности, а задатчикамп 7 и 8 - ограничения по величинам подачи для участка входа и остального участка обработки соответственно.Устанавливаемое задатчиком 7,.ограничение для участка входа всегда больше ограничения на участке остальной обработки, устанавливаемого задатчиком 8. В начале обработки на у частке входа действительное значение регулируемой величины всегда меньше, чем заданное задатчиком 5, поэтому па выходе регулятора сигнал соответствует ограничению, уста- новленному задчиком 7. По мере обработки на участке входа увеличивается глубина резания и при этом увеличивается действительное значение регулируемой величины мощности. В этом случае происходит уменьшение рассогласования между датчиком 4 и задатчиком 5. При этом уменьшается выходное напряжение регулятора и, следовательно, величина подачи. При изменении глубины резания, вердости материала, условий охлаждения и пр. - регулятор изменяет величину подачи, однако максимальное значение подачи не превышает установленного па задатчике 7. При приближении к участку полного резания блок автоматического переключения ограничений включает в работу задатчик 8. После этого регулирование величины подачи ведется до максимального значения, установленного на задатчике 8, которое меньше установленного на задатчпке 7. За счет этого на участке выхода инструмента, когда действительная величина мощности меньше заданной, обработка ведется с подачей меньшей, чем на участке входа.В предлагаемой системе управления переключение ограничений максимальной подачи производится в момент, когда действительная подача становится равной ограничению, установленному на блоке 8.Схема блока автоматического переключения ограничений содержит блок 9 сравнения, на вход которого подаются сигналы с выхода регулятора и с задатчика 8 меньшего ограничения, К двум входам блока автоматического переключения ограничений подводятся сигналы от двух задатчиков ограничений. Сигнал от задатчика ограничений 7 для участка входа через нормально закрытый контакт 10 поступает в регулятор 1. Когда действительнпе значение подачи и соответствующий ей сигнал с выхода регулятора становится меньше сигнала с задатчика 8 ограничений, на выходе блока 9 сравнения появляется сигнал, который после усиления на усилителе 1 включает реле 12, Реле 12 размыкает контактО и замыкает контакт 13. После этого на всем осталь ном участке обрасотки выходной сигнал регулятора ограничивается значением, установленным на блокг 8. После окончания цикла обработки колеса цепь питания реле 12 обесточивается, и блок автоматического переключе.пия уставок возвращается в исходное положение.Использование предлагаемой адаптивнойсистемы управления зубофрезерным станком602346 Формула изобретения Фиг, 1 Фиг,Составитель Т. Юлакинасхрсл О. Луговин Коррс,. р . Р; иисьираки 263 По.1.и 1,Редактор В. КозловЗаКаз73012 ного конитога Совеа 11 с,изобретений и гт.,р;и а, Ж, Ра искан наб. д. тент, г. Ужгорол. ул. Проси и; иИ Государственио деза3035, Чосквиал ППП Па 5позволяет расширить области применения станка на разные классы точности обрабатываемых колес. Наибольший эффект достигается при обработке колес повышенной точности и выражается в сокращении машинного времени на 20 - 30%. 1, Адаптивная система управления зубофрезерным станком, содержащая регулятор со схемой ограничения выходного напряжения, подключенный к приводу подач станка, в которой один из входов регулятора подключен к задатчику уставки, а второй вход - к датчику регулируемой величины, отличающаяся тем, что с целью повышения производительности при обеспечении заданной точности обработки, система снабжена блоком автоматического переключения ограничений, который подключен между выходом и третьим входом регулятора,причем блок еров, Ос, ин,И 11:с ий 11 е.ДИНЕН ПО КРНИК Н; Си,л,1;1 СЗ;111;Мзадатчикамнроин, г н р:, 1,: ;СЯ тЕМ, Что, О,О 1 зитОМ;1;" оси, Н, ЕК,1111 ЧСния Огра ниченн 1 Вк,ю 11 с 1 себя сси ср;1 внения, уси:и гель и 11 с с, 11111 ем с выхозамисхемы сравнения сседннены выход регул 1 ор;1и Один 113 задатч 11 ов Огра,11 с 1 1. я вь 1 х 1.СХЕл 1 Ъ СОВ ВНЕННН С.ЕЗ УС 1.," ГЕ,11 1 О.",С,1 К 1 С 1к обмотке релс. при эгсм ОИн залагчнк О раниен 1:.я -- через и 11 1 ально Откры г;1 до,ГОЙ -- через ноп.:3,1 ьно заср 111 ь 1 со:так Г 1 иреле соединены с рот:1: х - .Ом рс;л 1 т рв. Источник инфортвини, нрнИтые ч В 11.15 МаНИЕ ПРИ ЭКСПСРт 11 ЗС:1. Анисимов Ь. з 1 О. ок 1 н 1 о. 11 ииО 1 Овые Вычислите 11 н)с з В 111 ны, .1 1,1. 1,11 ва 11.1 с чизг ли 1,11,н 1кл. ,л 3 Ь, 71.го