Устройство для адаптивного программного управления металлорежужим станком

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 631875 у1 1 ) ополнительно вт. свид-ву21)2439336/18-24 ЯМ, Кл.05 В 19/1(22) Заявлено 10.01,7 рисоединением заявкиГасударственный комитет Совета Министров СССР ао делам иэооретений и открытий(43) Опубликовано 05 1,78,Бюлл ь е 4 УДК 621-555 ( 088.8) 45) Дата опубликования описанияо 9.11.78 72) Авторы изобретен) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО ПРОГРАММНО УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУШИМ СТАНКОМ ельно соавления,Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и преимущественно может быть использовано для автоматизации процесса механической обработки деталей на фрезерных станках.Известно устройство для адаптивного управления фрезерным станком 1.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для адаптивного программного управления металлорежущим станком, содержащее последовательно соединенные блок программно. го управления, шаговый двигатель, дифференциал и гидродвигатель, последовательно соединенные датчик деформаций инструмента, измерительный мост, усилитель,сервомеханизм и редуктор, выход которого подсоединен к второму входу дифференциала, многооборотный потенциометр, соединяющий выход сервомеханизма с входом измерительного моста 2.Недостатком этого устройства является то, что его конструкция не учитывает изменения фактической точки приложения силы резания в процессе обработки, информация, поступающая в устройство недостаточна, а управляющие воздействия, которые отрабатываются исполнительными органами станка, компенсируют упругие отжатия инструмента (фрезы) с дополнительной ошибкой.Целью изобретения является повышениеточности устройства за счет автоматической настройки блоков, формирующих команды управления по сигналам новых источников информации о процессе резания.Цель достигается тем, что в устройствовведены последовательно соединенные датчик момента резания и блок коррекции, зав датчик технологических команд и блок сравнения, выход датчика деформаций инструмента и один из выходов задатчика технологических команд подключены к входу блока коррекции, выход которого подсоединен к входу измерительного моста, входы блока сравнения соединены со вторым выходом задатчика технологических команд, и с выходом датчика деформаций инструмента, а выход блока сравнения подключен к входу блока программного управления.0 На чертеже представлена структурнаясхема устройства для одной координаты управления Х.Устройство содержит последоватединенные блок 1 программного упрФормула изобретения Ь )д 3шаговый двигатель 2, дифференциал 3, гидродвигатель 4.Устройство подключено к системе станок- приспособление. инструмент-деталь (СПИД) 5 посредством выхода гидродвигателя 4, входа датчика 6 упругих деформаций иистру. мента и вход датчика момента резания.Выход датчика 6 соединен с входам н блока 7 коррекции, измерительного моста 8 и блока 9 сравнения, второй вход последнего соединен с задатчиком О технологических команд, выход блока 9 подключен к блоку 1, Два других входа блока 7 соединены с выходом датчика 11 и выходом задатчика 10, а выход блока 7 подсоединен к входу блока 8. Выход последнего через усилитель 2 соединен со входом сервомеханизма 13. Выход сервомеханизма 3 через редуктор 14 связан со вторым входом дифференциала 3. Параллельно выход сервомеханизма 3 соединен с датчиком обратной связи - много- оборотным потенциометром 15, электрически подключенным к измерительному мосту, сбалансированному при нулевой деформации инструмента,Устройство работает следующим образом. При возникновении или изменении возмущающего воздействия Р., вызванного изменением действующих в процессе резания факторов (припуска, твердости обрабатываемого материала и др.), датчик 6 выда. ет сигнал измерительному мосту 8, возникает соответствующее напряжение разбаланса,.которое усиливается усилителем 12 и подается на одну из обмоток сервомеханнэма 13, связанного с многооборотным потенциометром 15. Вращение сервомеханизма 13 и вместе с ним смещение съемника потенциометра 5 происходит до тех пор;пока измерительный мост 8 не сбалансируется. Одновременно поворот выходного вала сервомеханизма 13 через редуктор 4 передается на дифференциал 3, где алгебраически суммируется с углом поворота шагового двигателя 2, задаваемого программой блокаПри возникновении или изменении возмущенияблок 7 по сигналам датчиков 6 и 11 определяет точку приложения к фрезе результирующей приведенной силы резания в соответствии с выражением: где - координата точки приложения приведенной силы резания;( - коэффициент, постоянный для данного инструмента и зависящий от его жесткости.Для корректировки величины дополни. тельного угла поворота сервомеханизма 13 в случае изменения точки приложения при. 35 40 45 50 55 веденной силы резания сравнительно с предыдущим моментом времени выходной сиг. нал блока 7 изменяет настройку схемы, например, коэффициента передачи измерительного моста 8. Пропорционально изменяется величина угла поворота вала сервомеханизма 13. Этим обеспечивается автоматическая настройка блока 7 и коррекция хода исполнительного механизма - гидродвигателя 4 в зависимости от точки приложения силы резания к фрезе,В процессе резания устройство ограни. чивает также предельно допустимый угол наклона фрезы. Для этого сигнал с датчика 6 поступает в блок 9, где происходит сравнение фактического наклона фрезы и допустимого, который устанавливается задатчиком 10. Если фактическая деформация фрезы превысит заданную, то сигнал рассогласования, появившийся на выходе блока 9, подается в блок 1 и уменьшает величину контурной подачи (илн другого уп равляющего воздействия), обеспечивая тем самым уменьшение угла наклона фрезы,Использование данного устройства позволяет повысить точность механической обработки деталей, а также снизить трудоемкость программ нровання, поскольку точка приложения силы резания определяется автом ати чески. Устройство для адаптивного программного управления металлорежущим станком, содержащее последовательно соединенные блок программного управления, шаговый двигатель, дифференциал и гндродвигатель, последовательно соединенные датчик деформаций инструмента, измерительный мост, усилитель, сервомеханизм и редуктор, выход которого подсоединен к второму входу дифференциал а, м ногооборотный потенциометр, соединяющий выход сервомеханизма с входом измерительного моста, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные датчик момента резания и блок коррекции, эадатчик технологических команд и блок сравнения, выход датчика де. формаций инструмента и один из выходов задатчика технологических команд подключены к входу блока коррекции, выход которого подсоединен к входу измерительного моста, входы блока сравнения соединены со вторым выходом эадатчнка технологических команд и с выходом датчика деформаций инструмента, а выход блока сравнения под. ключен к входу блока программного управления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Самоподнастрзивающиеся системы уп.равления станками, М., НИИМАШ, 1971,с. 61, 52. 2, Адаптивные системы управления ме.таллорежуаими станками, М., ВНИИМА 11,971, с. 119 - 127, 133.Составитель Н. Белинкова Редактор И. Марковская Техред О. Луговая Корректор С. Патруше За к аз б 341/46 Тираж 991 Подяисное ЦНИИПИ 1 осударственного комитета Совета Министров СССР оо делам нэобретен иР н откр ыт и В 113035, Москва, Ж ЗЬ, Раушская иаб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4