Способ управления процессом механической обработки на металлорежущих станках

(11) 963699 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 10,03,81 (21) 3257551/25-08 51) Ч Кт " В о 3 В 25/ присоединением заявк Государственный комите.529.506 (088.8) 43) Опубликовано 07,10,82. Бюллетень37 45) Дата опубликования описания 07.10.82 лам изобретенийн открытий 72) Авторы изобретения. Палагнюк, В. Л, Заковоротиый, А А. А, Ерофеев и Г. А. Козик 71) Зая Трудового Кра енного машин СОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИМЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКА 54) СПО ель Ростовский-на-Дону ордена институт сельскохозяйс Изобретение относится к области станкостроения, в частности к области автоматического управления процессом механической обработии маложестких деталей на металлорежущих станках, и может быть использовано в машиностроении при механической обработке.Известен способ управления процессом механической обработки на металлорежущих станках, заключающийся в изменении условий обработки в зависимости от вариации спектра виброакустической эмиссии инструментодержателя 11.Недостатком известного способа является низкие точность и эффективность обработки за счет того, что не учитываются отжим детали на разных ее участках.Целью изобретения является повышение точности и эффективности обработки маложестких деталей в процессе механической обработки на металлорежущих станках.Цель достигается тем, что в способе дополнительно регистрируют спектр виброакустической эмиссии в направлении действия отжимающей составляющей силы резания Р со стороны приспособления, зажимающего деталь, определяют отношение модулей и сквиг по фазе однозначных частотных составляющих по направлениям измерения, запоминают их в заданных точках по каждой координате обрабатываемой детали и принимают за опорные сигналы, используемые для сравнения в последующей обработке, и по отклонениям от опорного сигнала управляют условиями обработки.На чертеже приведена структурная схема устройства, позволяющая реализовать 0 способ управления процессом механическойобработки на металлорежущих станках.Следует отметить, что при построениисхемы устройства, реал из ирующего предлагаемый способ, используются некоторые особенности упругих механических систем и динамики процесса резания, полученные в процессе теоретических и экспериментальных исследований, а именно: вариация жестокости обрабатываемой детали отобра жается в спектре виброакустической эмиссии в виде девиации собственных частот взаимосвязанных механических контуров упругой системы СПИД; передаточная функция упругой системы суппортной груп пы остается постоянной в процессе резания,а передаточная функция от режущей кромки, включая зону резания до места установки преобразователя на пиноли задней бабки, изменяется с изменением относиЗ 0 тельного положения режущего инструмен тя ПО Отцошсии 10 к Обр а О ать Бас 110 й;стали; измецеиис податливости з упругой системе инструмент - деталь, приращение вс- ли 1 РПы изиОСЯ режапего инструмента (увели 1 сцие цлощадк 1 по задней грац ) 5 приводит к измецецию добротности взаимосвязанных механических контуров, а следовательно, к изменению амплитуды колебательных смещений инструмента ц детали, имеОШРх свое отображение в спектрс виброакустической эмиссии.Таким образом, регистрация упомянутых особеццостей динамики процесса и формирование сигнала в виде контролируемых параметров в каждой точке контура обрабатываемой детали позволяет сформировать управляющий сигнал условиямц обработки в фуикцРи сложного изменения жесткости обрабать;васмой дсталц и дица мической характсристики процесса резания.Способ управлсшя процессом механической обработки маложсстких деталей иа 25 металлорсжущих станках осущсствля:ст следующим образом.Спектр виброакустичсской эмиссии обрабатываемой детали 1 и инструмента 2 регистрируют преобразователями 3, уста- ЗО новлециыми в цаиравлсцци действия отжимающей составляющей силы резания 1 как со стороны инструмента (суппорта) 2, так и со стороны (детали 1) коисоля за,:1- ней бабки 4. При этом передаточная руцк ция упругой систсмы супцортиой группы со стороны инструмента 2 остается постояипой, а передаточная функция упругой системы От режущего клиа ПСТ 1 у.йсТя 2 до места установки преобразователя 3 со сто П роны копсоля задней бабки измецястся с измепспись жесткости Обрабать.васмой 1,стали 1, относительного положения инструмента 2 по координатам по отношсцию к обрабатьвасмой детали 1, дРПа 1 чсскцх характеристик процесса резания, и такко вариации режимов обработки.Спектр виброакустической эмцссии, преобразованный з электрический сигнал прсобразователями 3, усиливают предваритель;ыми усилителями 5, нормируют его блоком 6 регистрации режимов обработки путем изменения коэффициента усиления предварительиьх усилТелей 5, после чего автоматически выделяют из спектров наи более информативные частоты, лежащие в пределах полосы пропускания упругой системы СПИД, с помощью перестраиваемых узкополосных фильтров 7 системой 8 автоматической их настройки.бООтношение модулей выделенных частотных составляющих и сдвиг по фазе однозначных частотных составляющих определяют блоком 9 и запоминают по программе запоминающим устройством 10 малой б 5 выправляю цей 1 ЯпПП 1, 11 (Л 1 И 11 И-ЗВМ, цапрцмср, типа С 5-21).При этом запоминание коцтролРруемь.х параметров производят по заданной программе в фиксированных точках обрабатываемой детали 1 в процессе контрольной обработки. Значение этих параметров принимают за опорные сигналы. В процессе последующих обработок деталей цо заданнойрогряммс сравнивают управляющей машиной 11 тс 1 ущее значение с опорным и функции их изменения управляют, например, приводом 12 подачи, поддерРкивая разпостиос зиачеицс мицимальш 1 м и;и равным нулю.Для повышения точности и эффективности обработки число анализирующих кавыделяО 11 их паиоолее ииформятивиыс частоты и содержащих узкополосные псрсстраиваемые фильтры 7 и блоки 9 определения отношения модулей фазы избранных частот, выполненных, иапримср, в виде сицхроицях детекторов, увеличивают до и, а дискретизацию измсреиия и анализа производят по прОГрамме как х 10 жно чаще.Спосоо обеспечивает слегу 01 цис тсхцико-экономические преимущества: расши- РРЮТСЯ техиР 11 сские во;1 мо;КПОСТП и эР 1 фсктцвцость применения зя с 1 ет исцользова ия в качестве критерия управления процессом многомерного фактора, учитываюцсго вссгозможиые вариации жесткости оораоатьвасмых деталей и динаП 1 ескис характеристики самого процесса резания; повышается то:ность обработки ц качество формообразоваиця поверхности обрабатыБясл 101,стал За сст ТОГО, что искл 01 астся влияние неоднозначной зависимости между упрупми церемспениями и сисЯРи, вызывающими эти смешения в широком частотном диапазоне,Особенно эффективно использование предлагаемого способа управления процессом мехаиичсской обработки при обработке маложсстких деталей приборов различного назначения, например для часовых механизмов, осей различных измерительных приборов и других, а также при обработке крупногабаритных деталей типа турбин с изменяющейся податливостью упругой системы СПИД при вариации режимов обработки и условий процесса резания.Формула изобретенияСпособ управления процессом мехаиичеокой обработки иа металлорежущих станках, заключающийся в изменении условий обработки в зависимости от вариации спектра виброакустической эмиссии инструмеитодержателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и эффективности обработки, дополнительно регистрируют спектр виброакустической эмиссии со стороны приспособления, зажимающего деталь, определяют отношение модулей и сдвиг по фазе однозначных выделенных частотных составляющих по направлениям измерения, запоминают их в заданных точках по координате обрабатываемой детали ;и принимают за опорные сигналы, используемыс для сравнения в последующей обработке, и по отклонениям от опорного сигнала управляют условиями обработки. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство СССР715228,кл. В 28 В 25/06, 1976.