Система управления процессом резания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 01) ОБРЕТЕНЕЛЬСТВУ ОПИ САНИ АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 282891, кл, В 23 В 27/10, 1969,2. Авторское свидетельство СССРУ 302171, кл. В 23 В 3/00, 1969,3. Соломенцов В.М., Басин А.М.Оптимизация процесса .обработки спомощью адаптивного управления износом инструмента, "Станки и инстру-менты", 1.974, У 8, с. 21-23 (прототип),(54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕС-СОМ РЕЗАНИЯ, содержащая исполнительное устройство, кинематически связанное с обрабатываемой деталью, и последовательно соединенные ре" гулятор,. блок охлаждения, режущий инструмент с внутренним охлаждением, датчик температуры, сравнивающий элемент и усилитель, второй вход сравнивающего элемента соединен с выходом задатчика температуры, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, она содержит блок коммутации, подключенный первым выходом к входу исполнительного устрой- ЕО ства, вторым выходом и первым входом всоответственно к первому входу и второму выходу регулятора, а вто- . ь рым входом - к первому выходу усилителя, второй выход которого подегулятораИзобретение относится к системам управления с переменной структурой и может быть использованодля управления процессом резанияметаллорежущнх станков с внутренним 5охлажцением режущего инструмента,Известна система, предназначенная для снижения износа режущихинструментов, содержащая режущийинструмент, реализующий способ внутреннего охлаждения, охлаждающее иреализующее устройства Ц, 12,Недостатком этой системы является то, что интенсивность внутреннего охлаждения, устанавливаемая с 15помощью регулирующего устройствавручную, остается постоянной приизменении температуры в зоне резания в процессе механической обра ботки, в результате чего не обеспечивается минимизация скорости износа режущего инструмента, что всвою очередь приводит к снижениюстойкости инструмента и, в силуизменения его геометрических параметров, стабильности показателейкачества отработанной поверхности(шероховатости, микротвердости ит.п.).Наиболее близкой по технической ЗОсущности к предлагаемой являетсясистема управления процессом резания, содержащая исполнительное устройство, кинематически связанное собрабатываемой деталью, и последовательно соединенные регулятор,блок охлаждения, режущий инструмент свнутренним охлаждением, датчик температуры, сравнивающий элемент и усилитель, второй вход сравнивающего 4 Оэлемента соединен с выходом задатчика температуры И .Недостатком известной системы является то, что в качестве регулирующих параметров, обеспечивающих постоянство термо-ЭДС, ипользуют скорость резания или подачу, или оба параметра одновременно. При изменении режимов резания снижается качество обработки из-за снижения Я стабильности показателей качества обработанной поверхности (шероховатости, микротвердости н т.п,), а при уменьшении скорости резания и подачи уменьшается производительность обработки.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности. Указанная цель достигается тем,что система, содержащая исполнительное устройство, кинематическисвязанное с обрабатываемой детальюри последовательно соединенные регулятор, блок охлаждения, режущий инструмент с внутренним охлаждением,датчик температуры, сравнивающийэлемент и усилитель, второй входсравнивающего элемента соединен свыходом эадатчика температуры, содержит блок коммутации, подключенный первым выходом к входу исполнительного устройства, вторым выходоми первым входом - соответственнок первому входу и второму выходурегулятора, а вторым входом - кпервому выходу усилителя, второй выход которого подключен к второмувходу регулятора,На фиг. 1 изображена блок-схемасистемы; на фиг. 2 - принципиаль 1 ная схема варианта реализации системы,(ЭИУ) 21 и 22, переменные резисторы 23-25, концевые выключатели (КВ)26-28, полюса источника питания29-30, сравнивающий элемент 31 и термопара 32,Система работает следующим образом.Требуемая температура задается задатчиком 4 с помощью переменного резистора 23, действительная температура инструмента 7 измеряется датчиком 2, выполненным, например, в виде термопары 32. Эти сигналы сравниваются в элементе 3, в результате на выходе усилителя 31 образуется напряжение, пропорциональное разности требуемой и действительной температуры инструмента. Это напряжение подается на базы двух транзисторв (не показакы), работающие в клю . вом режиме. В зависимости от знака напряжения включается соот,10 ростях резания, и качество обработки, поскольку повышается стабильность показателей качества обработанной поверхности (например, параметра шероховатости поверхности ,15. в 1,3 раза) благодаря минимизациискорости износа режущего инструмента, обуславливающего неизменностьего геометрических параметров, атакже постоянству режимов обработки.скорости резания и подачи) в течение длительного времени процессаобработки, Обеспечение стабильности показателей качества обработанных поверхностей положительно сказывается на их эксплуатационных 55свойствах. 3 10 ветствующая обмотка поляризованного реле 16, которое своими контактами 16,1 и 16,2 подает напряжение определенной полярности в блок 9 управления, Это напряжение поступает через контакт 20,1 на обмотку двигателя 12 и обмотку реле 19. Ротор двигателя кинематически связан с концевыми выключателями 26-28 и движком резистора 24, причем концевые выключатели выставлены так, что выключатель 28 разомкнут при среднем положении движка резистора 24, а КВ 26 и 27 замыкаются только при соответствующем крайнем положении движка, означающем минималь" ную или максимальную интенсивность охлаждения. Вращение двигателя 12 вызывает перемещение движка,резистора 24, который управляет работой ЭМУ 21, связанного в свою очередь с двигателем 14, приводящим во вращение водяной насос (не показан). Перемещение движка 24 вызывает изменение производительности водяного насоса, тем самым изменяется интенсивность охлаждения инструмента 7, а, следовательно, и его действитель" ная температура. Есяи в результате перемещения движка 24 не происходит рбнуление напряжения усилителя 31 и движок 24 достигнет одного из двух своих крайних положений, то ротором двигателя 12 замыкается соответст" вующий концевой выключатель 26или 27. С помощью этих выключателей. производится выключение управления системой охлаждения и включение в работу системы регулирования скорости резания. Эти операции осуществляются следующим образом.С подачей напряжения на блок 9 срабатывает реле 19. Это реле своим контактом 19.1 подсоединяет обмотки реле 17 и 18 к общей шине. Замыкание, например выключателя 26 вы-. зывает срабатывание реле 17 путем подключения его обмотки к полюсу 29 источника. Реле 17 замыканием контакта 17.2 обеспечивает "самоподхват" питания 29, подключение реле 20 и двигателя 13 к питанию 29 и подключение контактов выключателя 28 к питанию 29. Включение реле 20 обеспечивает размыкание нормально замкнутого контакта 20.1, т.е. от 84734 4 ключение двигателя 12 от усилителя5, и замыкание нормально разомкнутого контакта 20.2, те. подключение двигателя 12 к питанию 29 через КВ 28 и 17.1, Двигатель 12 возвращает движок 24 в среднее положение и останавливается в этом положении из-за размыкания контактоввыключателя 28.Подключение двигателя 13 к питанию 29 вызывает вращение его ротора, который кинематически связан сдвижком резистора 25, Перемещениеэтого движка вызывает изменение режима работы ЭИУ 22, который управляет работой двигателя 15, изменяющего частоту вращения обрабатываемой детали, т.е. изменяет скоростьрезания. При этом происходит регулирование скорости резания в зависимости от величины сигнала датчика температуры. При достижении заданной температуры выключается реле 16, что вызывает выключение реле 19, затем выключение реле 17, затем выключение реле 20 и двигателя 13, подключение двигателя 12 к выходу усилителя 5; система продолжает работу со скоростью резания, достигнутой до выключения реле 16 и подготовлена к регулированию температуры инструмента эа счет регулирования интенсивности охлаждения.лИспользование изобретения повышает, примерно на 34-403 производительность обработки, поскольку применение режущих инструментов свнутренним охлаждением позволяетвести обработку на более высоких ско.. Макаревич Техред А.Бабинец Корректор 0 Того Редакто Ваи Заказ 2000/41 цал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж 842 .Государственногелам изобретенийсква, 3-35,Рауш в ниари по 035, Лодписноомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5