Система адаптивного управления токарным станком

Союз Сфветскии Сфциапкстически к РеспубпикОп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ авт. свид-в нител(22) Заявлено 27,1 2538499/18-2 с присоединением заявки М рствеиныи иомитеССГРелам изобретенийи открытий 3) Приоритет 4,7 9, Бюллетень % 13 публиковано 0 а опубликований описания 0 70479.Примшиц и 1) Заявител Белорусский ордена Трудового Красного Знамен политехнический институт(5 ВЛЕНИ СТЕИА АДАПТИВНОГ ТОКАРНЫМ СТАН я и систараметр граничивае т силовой зводител еским решея адаптивИзобретение оавтоматического анических усилий Рстанках,Известна система адаптивногоуправления фрезерным станком 11,осуществляющая стабилизацию силового параметра и содержащая регулируемый привод подачи, привод главногодвижения, которые через процесс резания связаны с датчиком силовогопараметра резания, блок сравнения,прямой вход которого соединен с задатчиком силового параметра резания,а инверсный - с выходом датчика силового параметра резания. Выход блокасравнения соединен с одним из входов регулируемого привода подачи,второй вход которого соединен с выходом блока ограничения подачи, .входыкоторого соединены соответственно сэадатчиком максимальной и минимальной величин подачи на эуб, а такжес датчиком скорости подачи и частотывращения шпинделя, При величине подачи на эуб большей,чем допустимое значение, блок ограничения уменьшаетподачи до установленного уровня.Если текуше. значение величиныподачи на зуб м. ныне максимального,то подача не о тсма стабилизируе ирезания.Недостатком этой системы является то, что скорость резания постоянна в процессе обработки, что при больших колебаниях глубины и ширины фреэерования приводит к отклонениям от оптимального режима резания, а следовательно, к снижению про ьностиНаиболее близким техничнием к изобретению являетсная система управления токарным станком 2, содержащая регулируемый привод подачи, регулируемый привод шпинделя, которые через процесс резания связаны с датчиком силового параметра резания, эадатчики силового параметра максимальной подачи и скорости резания, блоки вычисления -и ограничения оборотной подачи и датчик текущего значения оборотов шпинделя. Система в соответствии с заданными параметрами стабилизирует силовой параметр резания путем нзм. ренин подачи инструмента. Если величина подачи превышает допустимую, происхолит автоматическое ограничение оборотной подачи,Недостатком известной системы является то, что регулирование процесса резания происходит беэ учета оптимальиого значения скорости резания,что приводит к снижению износостойкости инструмента и производительности обработки,5Целью изобретения является повышение точности работы системы и обеспечение оптимального режима обработки.дестабилизирующих Факторах.Поставленная цель достигается тем,что в систему адаптивного управлениятокарным станком, содержащую последовательно соединенные эадатчик силового параметра резания, первыйблок сравнения и регулятор приводаподачи, а также датчик силового параметра резания, выход которого подключен к инверсному входу первого Юблока сравнения, блок ограниченияподачи, блок вычисления оборотной подачи, входы которого подключены квыходам датчиков текущих величин подачи и оборотов шпинделя, а выходчерез блок ограничения величины по 25дачи - к другому входу регуляторапривода подачи, задатчики расчетныхзначений подачи и скорости резанияи последовательно соединенные второй блок сравнения, регулятор привода шпинделя и датчик скорости резания, выход которого подключен к инверсному входу второго блока сравнения, введены последовательно соединенные блок деления, блок воэнеденияв степень й лок умножения, вход ивыход которого соответственно соединены с выходом задатчика расчетногозначения скорости резания и с прямымвходом второго блока сравнения, а 40ко входам блока деления подключенывыходы эадатчика расчетного значенияподачи и блока вычисления оборотнойподачи.Это обеспечивает регулированиеФдпродольной подачи, вычисление и поддержание близкой к оптимальной скорости резания в процессе обработки,Критерием оптимизации является условие максимальной производительностипри ограничении максимального значе 50ния силовогопараметра резания назаданном уровне. Расчет оптимальныхзначений продольной подачи и скорости резания приведен н источнике (3 у.В результате расчета получаетсяследующее выражение для оптимальнойскорости резания:Чощ, =Чогде Чо - расчетное значение скорости резанияуЯонд- расчетное значение подачина оборотуВон - текущее значение подачина обороту65 у - показатель степени подачи инструмента в формуле для стойкости режущего инструмента.Яа чертеже представлена структурная схема системы.Система содержит принод подачи 1, регулятор привода шпинделя 2Привод 1 через станок резания 3 связан с датчиком силового параметра резания 4, Прямой вход перного блока сравнения 5 соединен с эадатчиком силового параметра резания б, а инверсный вход - с выходом датчика 4. Выход блока 5 подключен к одному из входон регулятора 7 привода подачи, к другому входу которого подключен блок ограничения величины подачи 8, на дна входа которого подаются с блоков 8 и 9 уставки максимальной и минимальной 10 величин обратной подачи соответственно, а третий вход соединен с выходом блока нычисления обратной подачи 11, входы которого соединены с датчиком текущих величин по-. дачи (12) и оборотов шпинделя (13), Один вход (соответствующий числителю) блока деления 14 соединен с эадатчиком расчетного значения подачи 15 на оборот, а второй (соответствующий знаменателю) - С выходом блока 11. Вход блока возведения н степень 16 соединен с выходом блока 14, а выход - с одним иэ входов блока умножения 17, второй вход которого соединен с задатчиком расчетного значения скорости резания 18. Выход блока 17 соединен с прямым входом второго блока сравнения 19, инверсный вход которого соединен с датчиком скорости резания 20, а выход - с регулятором привода шпинделя 2.Система адаптивного управления работает следующим образом.Сигнал эадатчика б поступает на вход блока 5, на другой вход которого поступает сигнал от датчика 4. Образующийся на выходе блока 5 сигнал рассогласования через блок 7 управляет приводом 1. В зависимости от знака рассогласования происходит унеличение или уменьшение величины подачи. Сигналы с выходов датчиков 12 и 13 поступают на блок 11, выходной сигнал которого, пррпорциональный оборонной подаче тен подаоа иУОБ/мин ется на блок 8, на другие входи которого подаются с блоков 9 и 10 установки максимальной и минимальной величин оборотной подачи соответственно. При отключении величин подачи от установленных пределов блок 8 формирует сигнал, ограничивающий подачу пределами заданного уровня. Сигнал, пропорциональный текущему значению подачи на оборот, поступает на вход блока 14, на другой вход которого подается сигнал от датчика 15 СФормулированный на выходе блока 1)656025 формула изобретения Составитель И.Белинковаед раж 10венногоетений Раушск 4 Пкомитета ССоткрытийя наб., д, 4/ 37 ЦИИИПИ Го по дела 5, МоскваодписСР ак Ти дарст иэобр жФилиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 сигнал 5 (5 возводится в степеньу 1 в блоке 1 й умножается в блоке 17 выходной сигнал задатчика 18. Блок 19 производит алгебраическое суммирование сигналов от блоков 17 и 20 и формирует управляющий сигнал для регулятора привода 2.Использование данной системы позволяет увеличить производительность металлорежущих станков,Система адаптивного управления токарным станком, содержащая последовательно соединенные задатчик силового параметра резания, первый блок сравнения и регулятор привода подачи, а также датчик силового параметра резания, выход которого подключен к инверсному входу первого блока сравнения, блок ограничения величины подачи, блок вычисления оборотной подачи, входы которого подключены к выходам датчиков текущих величин подачи и оборотов шпинделя, а выход через блок ограничения величины подачи - к другому входу регулятора привода подачи, эадатчики расчетных значениЯ подачи и скорости резания и последовательно соединенные второй блоксравнения, регулятор привода шпинделя и датчик скорости резания, выходкоторого подключен к инверсному входувторого блока сравнения, о тл ич а ю щ а я с я тем, что, с целью по вышения точности работы системы, внее введены последовательно соединенные блок деления, блок возведенияв степень и блок умножения, вход ивыход которого соответственно соеди О иены с выходом задатчика расчетногозначения скорости резания и с прямымвходом второго блока сравнения, а ковходам блока деления подключены выходы эадатчика расчетного значения подачи и блока вычисления оборотнойподачи.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Коваль М,И, и др. Исследование адаптивных систем тяжелыми фрезерными станками. Станки и инструмент, 95, 1977,2. Рубашкин И.Б. Адаптивные системы взаимосвязанного управления электроприводами, Л., Энергия, 19753, Экспресс-информация, Автоматические линии и металлорежущие станки.98, 1973, рис. 34. Система адаптивного управления для токарного станка