Устройство для адаптивного программноно управления металлорежущими станками

О ПИ "С-А-Н И Е Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 25 т. свил.в 17829/2 5 В 19/04 осударственныи комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий 53) УДК 621-5(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО ПРОГРАММНОГО УГ 1 РА В г)ЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМИ СТАНКАМИй и й обрабатываемо м инструментом и этом неусано также невозхож общее усилие со сложнои к Верхпости м как процесс шийся и пре установить ния. нфигурацие оголезвийнь резания пр ывистый, а тимальное та 1; Ивет за Изобретение относится к обработке металлов со сияне ст 1 зужки, а имено к фрезерованию, и может применяться для управления скоростью подачи стола и инструмента по текущему значению выходных параметров при 5 черновом и чистовом торцовом фрезеровании деталей со сложной конфигурацией обрабатываемой поверхности многолезвийным инструментом на фрез.гпых станках с регулируемым раздельным приводом подачи стола и инстру 10 мента.Известны различные устройства для управления скоростью подачи стола и инструмента в процессе обработки, с помощьо которых в зависимости от одного лп нескольких измеряемых параметров, связ,.н 1,х с динамикой процесса резания, обеспечивается стабилизация выходных величин по заданному закону.Известно устройство лля алаптивного,правления, содержащее блок залания программы, датчики деформации, силы резания, тез 1- чп пературы, вибрации, скорости двигателей подачи стола и инструмента, привод, олокн управления и сравнения 1.Недостатками этого устройства является то, что оно не может достаточно эффективно применяться при торцовом фрезерованин деталеи Наибо,ее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для адаптивного программного управления металлорежущим и е танкам и, содержа 1 цее блок управления, щрвый вход котор 1 о полключен к выходу блока задания программы, второй вход - к выходу датчика темпер;гуры, третий вход - к выходу первого лели 1 еля напряжения, первый вхол которого через первый датчик скорости и первый приво соединен с первым выходом блока хправгети". второй вход - через второй датчик скорое . и второй привод - со вторым выхоЛом бл,1; управления, и датчик усилия резания 121.Недостатком эгого устройства является то, что оно однозначно реап рует при изменении общего усилия резания, вызванного измеиеииех как глубины резания, так и таких гарам.тров, как твер,ость хете 1)па,13, г 1 сби 1 а сп 11- маемого слоя металла и состояние режупегоЭто приводитучастках врезания, а та, же на участках с сильно изменяющейся глубиной резания невозмож.но обеспечить оптимальное усилие резания назуб фрезы, Ъ это, в свою очередь, приводит илик перегрузке режущего органа, или к недоиспользованию технических возможностей станка по производительности и точности.Цель изобретения - повышение точности устройства.Это достигается тем, что устройство содержит датчик контакта инструмента с деталью.вход которого подключен к другому выходувторого привода, и второй делитель напряжения, первый вход которого соединен с выходомдатчика усилия резания и с четвертым входомблока управления, второй вход - с выходомдатчика контакта инструмента с деталью, авыход второго делителя напряжения соединенс пятым входом блока управления,На чертеже приведена блок-схема устройсгва,Оно содержит блок управления 1, блок 2задания программы, датчики температуры 3и усилия резания 4, первый датчик скорости 5,второй датчик скорости 6, датчик 7 контактаинструмента с деталью, первый делитель напряжения 8, второй делитель напряжения 9, первый привод 10 и второй привод 11.Устройство для адаптивного программногоуправления металлорежущим станком работает следующим образом, При торцовом фрезеровании деталей со сложной конфигурациейобрабатываемой поверхности в блок управления 1 устройства непрерывно поступает информация (температура, усилие резания) о протекании процесса резания, которая в течениевремени обработки будет меняться в соответствии с изменениями условий обработки.При черновом фрезеровании переключательна чертеже не показан) блока ставится всоответствующее положение и сигнал от датчика усилия резанияпоступает на первыйвход второго делителя напряжения 9. На второй вход второго делителя напряжения 9 поступает сигнал с выхода датчика контакта инструмента с деталью 7, который пропорционален текущему значению длины дуги контактаинструмента с деталью. Датчик 7 выполнен ввиде неподвижного копира, форма которогосоответствует изменению длины дуги контактаинструмента и детали, и реостата, закрепленного на втором приводе 11, ползунок которогочерез ролик в процессе движения постоянносвязан с копиром.На выходе второго делителя напряжения 9образуется сигнал, кратный текущему значению среднего усилия на зуб фрезы, которыйпоступает на пятый вход блока 1 на вычитаюший вход первой схемы сравнения (на чертеже не показан ). На суммирующий вход этойсхемы сравнения поступает сигнал через первый вход блока управления 1 с блока 2,кратный оптимальному значению среднего усилия на зуб фрезы, В первой схеме сравненияблока 1 происходит алгебраическое вычитаниеи на выходе ее образуется сигнал рассогласования, пропорциональный отклонению действительного значения среднего усилия на зуб фрезы от оптимального. Этот сигнал рассогласования через первый усилитель блока 1, коэффициент усиления которого имеет нелинейную характеристику, обратную нелинейности объекта управления, поступает на выход блока 1 и далее на второй привод 11. Скорость привода 11 будет изменяться до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю, 10 или когда среднее усилие на зуб фрезы нестанет равным оптимальному.При черновом фрезеровании скорость первого привода 10 вращения фрезы не регулируется, а устанавливается постоянной для данных условий обработки, С блока 2 через первый вход блока 1 на второй усилитель блока 1 подается постоянный сигнал, кратный требуемой скорости вращения фрезы. Этот усилитель через первый выход блока 1 связан с первым приводом 10 вращения фрезы.При чистовом фрезеровании переключательблока 1 ставится также в соответствующее положение и сигнал с датчика усилия резания 4 через четвертый вход и переключатель блока 1 поступает на вычитающий вход первой 25 схемы сравнения, а сигнал, выдаваемый блоком 2 и пропорциональный оптимальному значению усилия резания, поступает через первый вход блока 1 на суммирующий вход. Выходной сигнал рассогласования этой схемы сравнения будет в конечном счете изменять скорость второго привода 11 стола до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю, или когда усилие резания не станет равным оптимальному.Для обеспечения качества процесса чистового фрезерования предусматривается стабилинзация заданного значения оборотнои подачи при переменных значениях скорости подачи стола, С этой целью сигналы с первого и второго датчиков скорости 5 и 6, связанные соответственно с приводами О и 11, поступают 4 о на первый и второй входы первого делителянапряжения 8. Выходной сигнал с делителя напряжения 8, пропорциональный величине обо ротной подачи, через третий вход блока 1 поступает на вычитающий вход второй схемы сравнения блока 1. На суммирующий вход этой схемы сравнения подается сигнал из блока 2 через первый вход блока 1, пропорциональный заданной величине подачи на оборот фрезы при требуемом качестве процесса чистого фрезерования. В схеме сравнения проис ходит алгебраическое вычитание и на выходеее образуется сигнал рассогласования, пропорциональный отклонению действительной величины подачи на оборот фрезы от заданной который поступает на вычитающий вход третьей схемы сравнения блока 1. На суммирующий вход этой схемы сравнения подается сигнал с датчика температуры через второй вход блока 1, а сигнал рассогласования схемы сравнения поступает через переключатель на второй усилитель блока 1. Это приводит к тому, 60 что первый привод 10, связанный со вторым603951 Составитель И. КолокольцевТехредО. Луговая Корректор Н. Тупица Тираж 1033 Подписное Редактор Е. Токарева Заказ 2085/38 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Минисгров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раугнская наб. д. 45 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4усилителем блока 1 через первый выход, будет изменять скорость вращения фрезы до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю, то есть до тех пор, пока подача на оборот фрезы не станет равной заданной.5В связи с тем, что при торцовом фрезеровании деталей со сложной конфигурацией обрабатываемой поверхности общее усилие резания является функцией многих переменных, система стабилизации среднего усилия на зуб 1 О фрезы при черновом фрезеровании позволяет оптимизировать работу каждого зуба фрезы, повысить долговечность СПИД и интенсифицировать процесс обработки.Чистовое торцовое фрезерование со стабилизацией общего усилия резания и оборотной подачи позволяет получить требуемую чистоту обрабатываемой поверхности при переменных значениях скорости подачи стола. Путем стабилизации общего коэффициента усиления системы улучшены динамические характеристики и обеспечена устойчивость системы при нелинейном объекте управления.Формула изобретения Устройство для адаптивного программногоуправления металлорежущим и станками, содержащее блок управления, первый вход которого подключен к выходу блока задания программы, второй вход - к выходу датчика температуры, третий вход - к выходу первого делителя напряжения, первый вход которого через первый датчик скорости и первый привод соединен с первым выходом блока управления, второй вход - через второй датчик скорости и второй привод-со вторым выходом блока управления, и датчик усилия резания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит датчик контакта инструмента с деталью, вход которого подключен к другому выходу второго привода, и второй делитель напряжения, первый вход которого соединен с выходом датчика усилия резания и с четвертым входом блока управления, второй вход - с выходом датчика контакта инструмента с деталью, а выход второго делителя напряжения соединен с пятым входом блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР Мо 435504,М кл. 6 05 В 19/32, 1972. 2. Патент США Ме 3634664, кл, 235 в 151, 11,1972.