Устройство для адаптивного управления металлорежущими станками с чпу

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, автоматическому управлению и регулированию, в частности к адаптивному управлению металлорежущими станками 5для обеспечения оптимального режимаобработки деталей сложной конфигурации из труднообрабатываемых материалов.Цель изобретения - повышение точности работы устройства.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит датчик 1 мощности, задатчик 2 мощности резания,блок 3 сравнения, блок 4 регулирования подачи, преобразователь 5 аналог 1код, управляемый делитель 6 частоты,тактовый генератор 7, устройствоЧПУ 8, блок 9 задания контурной скорости, блок 10 задания программы,приводы 11 подачи, интегрирующийусилитель 12,25Устройство работает следующим образом.При обработке на станках с ЧПУ в широких пределах изменяются параметры резания (глубина, ширина резания, величина припусков и твердость заготовки, износ режущего инструмента), Вследствие этого изменяется мощность резания, контролируемая датчиком 1 мощности. В блоке 3 сравнения фактическое значение мощности сравнивается с уставкой, задаваемой задатчиком 2 мощности. В зависимости от величины и знака разности сравниваемых значе" . ний устройство автоматически изменяет 40 скорость движения приводов подачи станка 11, компенсируя отклонение мощности резания от заданного значения, Регулирование подачи осуществляется посредством автоматического изменения коэффициента деления управляемого делителя 6 частоты и частоты тактового генератора 7 устройства ЧПУ 8, причем рассогласование между фактической и задаваемой мощностью резания компенсируется вначале .эа счет регулирования частоты тактового генератора 7, затем, если изменение скорости подачи оказывается недостаточным, регулируется коэффициент деления управляемого делителя 6 до тех пор, пока рассогласование на выходе блока 3 сравнения не становится равным нулю. Автоматическое регулирование коэфФициента деления управляемого делителя 6 происходит следующим образом.Напряжение, сформированное на выходеблока 3 сравнения, поступает на входблока 4 регулирования подачи, сигнална выходе которого преобразуетсяпреобразователем 5 аналог-код, определяющим коэффициент деления управляемого делителя 6, а следовательно,и частоту импульсов на входе блока 9задания контурной скорости, т.е. скорость подачи рабочих органов станка1. Изменение кода на управляющихвходах делителя 6 частоты на единицуприводит к изменению величины подачина одну дискрету (равную например10 ). Плавное изменение подачи, установленной управляемым делителем 6,производится эа счет изменения частоты тактового .генератора 7 сигналом с интегрирующего усилителя12 в пределах всего лишь О107 от номинальной частоты прилюбом коэффициенте деления.Управление частотой тактового генератора 7 (в пределах О - 10 Ж отноминального значения) под воздействием выходного сигнала интегрирующего усилителя происходит. следующимобразом,До начала обработки в задатчике2 мощности резания устанавливают величину мощности резания, оптимальнуюдля данного инструмента и обрабатываемого материала. Эта величина ввиде напряжения подается на вход блока 3 сравнения, на другой вход которого подается напряжение обратнойполярности с датчика 1 мощности,В начальный момент, пока не происходит обработка детали, на выходе датчика 1 мощности сигнал отсутствуети на выходе блока 3 сравнения вырабатывается напряжение, пропорциональное задаваемому задатчиком 2 мощности. Под действием этого напряженияна выходе блока 4 регулирования подачи, а следовательно, и на выходепреобразователя 5 аналог-код устанавливается код, определяющий коэф-Фициент деления управляемого делителя 6 и равныи 1. При этом частотаимпульсов на выходе управляемогоделителя 6 та же, что и на выходеуправляемого тактового генератора 7.На выходе интегрирующего усилителя12 под действием сигнала с выходабб 3 12953 блока 3 сравнения устанавливается напряжение (всегда одной полярности), равное максимальному. Под действием этого напряжения на выходе управляемого тактового генератора 7 устанав ливается частота импульсов, равная 1 МГц и номинальной частоте тактового генератора.Итак, до начала резания на выходе управляемого тактового генератора 7 частота импульсов 2=1 МГц номинальная, коэффициент деления управляемо го делителя б частоты равен 1, а блок задания контурной скорости вырабатывает ту скорость подачи, ко 15 торая задана и в управляющей программе. На этой скорости начинается резание. По мере увеличения мощности резания (в связи с изменениями параметров резания) напряжение на выходе20 блока 3 сравнения начинает уменьшаться, однако это не влияет на величины напряжений на выходах блока 4 регулирования подачи и интегрирующего усилителя 12, а процесс резания идет на скорости, заданной программой. Как только действительная мощность резания, замеряемая датчиком 1 мощности, становится больше,чем задавае мая задатчиком 2, на выходе блока 3 сравнения напряжение, проходя через нулевое значение, меняет полярность на обратную. Под действием этого напряжения обратной полярности на выходе интегрирующего усилителя35 12 и на выходе блока 4 регулирования подачи начинает уменьшаться напряжение, а следовательно, и частота импульсов на выходе управляемого тактового генератора 7. Это значит, что начинает изменяться скорость подачи, компенсируя разбаланс между задатчиком 2 мощности и датчиком 1 мощности.Для нормальной работы устройства скорость изменения напряжения на выходе интегрирующего усилителя 12 должна быть вьппе, чем на выходе блока 4 регулирования подачи, для того, чтобы перестроитьчастоту тактового генератора в пределах 10% быстрее, чем изменится коэффициент деления управляемого делителя 6 частоты на дискрету (равную 10%), Если этого изменения в пределах 10% скорости подачи достаточно для компенсации разности между датчиком 1 мощности резания и задатчиком 2 мощности, то на выходе блока 3 сравнения напряжение становится близким к нулю и дальнейшее изменение скорости подачи осуществляется только управляемым тактовым генератором 7. Если 10% уменьшения скорости подачи не достаточно для компенсации изменения разбаланса между датчиком 1 и задатчиком 2 мощности, то после того, как генератор 7 уменьшает частоту на 10%, начинает изменяться код на выходе преобразователя аналог-код, а следовательно, и коэффициент деления управляемого делителя 6 частоты до тех пор, пока на выходе блока 3 сравнения напряжение не становится равным нулю или не меняет знак, при этом опять начинается изменение частоты управляемого тактового генератора 7 до тех пор, пока на выходе блока 3 сравнения напряжение не становится равным нулю,Подбирая соответствующим образом быстродействие блока 4 регулирования подачи и интегрирующего усилителя 12 и привязывая их к процессу резания, получаем динамически устойчивый контур управления подачей, удовлетворяющий заданному процессу обработки.Изобретение позволяет повысить точность работы устройства при широком диапазоне регулирования подачи, определяемом максимальным коэффициентом деления управляемого делителя 6, плавным изменением подачи внутри поддиапазона путем незначительного изменения частоты тактового генератора 7 устройства ЧПУ 8. При этом максимально используются блоки, входящие в устройство ЧПУ 8. Формула из обретения Устройство для адаптивного управления металлорежущими,станками с ЧПУ, содержащее задатчик мощности резания и установленный На станке датчик мощности , подключенные к первому и второму входам блока сравнения, выход которого через блок регулирования подачи соединен с входом преобразователя аналог-код, выходы которого поразрядно соединены с управляющими входами управляемого делителя частоты, вход которого подключен к выходу тактового генератора ЧПУ, а выход- через последовательно подключенные блоки задания контурной скорости и блок задания программы устройства ЧПУ - к входам приводов подач в стан ках, о т л и ч а ю щ е е с я тем,1295366 Составитель В.КоролевРедактор О.Бугир Техред Л.Сердвковв Корректор М.Демчик Заказ 617/54 Тирак 864 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4 что, с целью повьппения точности работы устройства, в него введен интегрирующий усилитель, вход которого подключен к выходу блока сравнения,а выход - к управляющему входу тактового генератора устройства ЧПУ.