Устройство управления процессом металлообработки

.А 3 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ стиУ али тельство СССР15/32, 1966.льство СССРВ 13/02, 1983. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Нимай Чандра Би С.Н. Шапарева (811) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАЛЛООБРАБОТКИ(57) Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в устройствах автоматического управления режимами металлообработки, поддерживающих на заданном уровне требуемый технологический параметр, например мощность резания. Целью изобретения является повьппение устойчивости устройства. Устройство1442974 ли содержит блок 1 задания, электропривод 2 подачи, датчик 3 скорости привода подачи, редуктор 4 привода подачи, станок 5, электродвигатель 6 привода шпинделя станка, датчик 16 мощности, блоки 17, 18 настройки коэффициента усиления, пороговый элемент 19, сумматоры 20, 21, 22, сумИзобретение относится к станкостроению и может быть использовано в устройствах адаптивного управления режимами металлообработки, поддерживающих на заданном уровне требуемый5 технологический параметр, например мощность резания.Целью изобретения является повышение устойчивости устройства при изменении параметров металлообработки фНа чертеже приведена функциойальная схема устройства.Устройство содержит блок 1 задания, электропривод 2 подачи, датчик 3 скорости привода подачи, редуктор 4 привода подачи, станок 5, электро" двигатель б привода шпинделя станка, операционный усилитель 7, резисторы 8-12, полевой транзистор 13, конденсатор 14, усилитель 15, датчик 16 мощ" ности, блоки 17 и 18 настройки коэффициента усиления, пороговый элемент 19, сумматоры 20-22, сумматор-инвер тор 23, блок 24 коррекции,статическую модель 25 процесса металлообработки, вьптолненную например, на резисторе 9, Блок 24 включает блоки 8 и 10-14, 30Сигнал на входе порогового элемента 19 определяет величину зоны нечувствительности, при превышении которой сигналами (Цм + 11 Р).замыкается обратная технологическая связь. При этом начинает осуществляться стабилизация измеряемой мощности и косвенно мощности резания.Коэффициент передачи процессарезания, например, при, фрезерованииавен р(Ч,-11 пК =С пЕ РВ В 0 матор-инвертор 23, блок 24 коррекции статической модели, статическуюмодель 25 процесса металлообработки.В устройстве обеспечивается постоянная коррекция, не зависящая от изменения параметров металлообработки,за счет чего повьппается виброустойчивость обработки. 1 ил,где- коэффициент;1 УРхР и и - показатели степени;пш - частота вращения шпинделя;8 - подача на зуб;Р - глубина фрезерования;В - ширина фрезерования; В и Е - диаметр и число зубьев фрезерования.Коэффициент резания К изменяетР ся в десятки раз, что для сохранения устойчивой работы системы требует соответственной перенастройки коэффициента передачи КРм статической модели процесса. В устройстве это осуществляется блоком 24 коррекции. Зависимость угловой скорости привода подачи от коэффициента резания при стабилизированной мощности описыва" ется уравнением м Кп где К - коэффициент; 3 - показатель степени. Сигнал на выходе статической моде П- КРмп = К,п. (3)И)Таким образом, статическая модель объекта в зависимости от настройки резистора 8, полевого транзистора 13 и резисторов 11 и 12 изменяется при изменении условий обработки в функции угловой скорости привода подачи, что обеспечивает большую виброустойчивость обработки и большую точность функци" онирования.При изучении условий обработки для стабилизации мощности резания изменяются угловая скорость я и выходной сигнал усилителя 7. Сигнал затвора(Т р+1) (Тр+1)где К - передаточный коэффициенткгдатчика скорости приводаподачи;К е - передаточное число редуктора привода подачиК - передаточный коэффициентумдатчика мощности; 40Т - постоянная времени датчикамощностиСигнал с выхода датчика 3 скорости поступает через резистор 8 на инверсный вход усилителя 7.Выходной сигнал усилителя 7 изменяется с задержкой при переходных процессах с помощью конденсатора 14. Насыщение полевого транзистора 13 определяет стабилизируемый сигнал на выходе усилителя 7. Последующий рост напряжения О приводит к изменению сигнала на выходе усилителя 7, которое пропорционально ошибке регулирования системы, Поскольку для фор мирования второго числа выражения (5) использован непосредственно объект регулирования, изменения К и Тг учитываются в нем непосредственно. 45 14429 пл. воз о трлпзпстора 13 с задержкой во ремепи, обусловленной конденсатором 14, тоже изменяется. В результате изменяются сопротивление сток 5 исток транзистора 13 и сигнал на инвертирующем входе усилителя 7.Этот сигнал вычитается из сигнала прямого входа усилителя 7 так, что на выходе усилителя 7 сигнал равен требуемому 10 значению.Устройство работает следующим образом.С блока 1 задания через сумматор 20 поступает сигнал на вход электро- привода 2 подачи. Угловая скорость электропривода 2 подачи через редуктор 4 воздействует на процесс резания на станке 5.Процесс резания может быть описан передаточной функциейгде Р - мощность резания; 25Т - постоянная времени процессаГрезания.Сигнал коррекции на выходе усилителя 1574 4 Сигналы, поступающие на вход ,ив ктропривода 2 подачи, равны(11 фк)ср, - напряжение задания;напряжение технологическойобратной связи;опорное напряжение порогового элемента;- напряжение датчика 16 активной мощности шпинделя. где Бтс Пср Настройка корректирующей цепи производится изменением коэффициентов усиления блоков 17 и 18 таким образом, чтобы при работе в установившемся режиме сигнал Пк на выходе устройства коррекции был равен нулю. Формула изобретения Устройство управления процессом металлообработки, содержащее блок задания, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом электропривода подачи, подключенного выходом к входу датчика скорости привода подачи, и с входом редуктора привода подачи, выход которого соединен со станком, который содержит электродвигатель привода шпинделя станка, который содержит датчик мощности, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчи" вости устройства при изменении параметров металлообработки, в него введены статическая модель процесса металлообработки, блок коррекции статической модели, первый и второй блоки настройки коэффициента усиления, сумматор-инвертор, пороговый элемент, третий сумматор, причем выход датчика скорости привода подач соединен с входом статической модели процесса металообработки и с первым входом блока коррекции статической модели, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами статической модели процесса металлообработки и блока коррекции статической модели, выход третьего сумматора соедиСоставитель Е. ВласовРедактор О. Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор С, Шекмар Заказ 6384/45 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 еева 4 тПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 144 нен с входом первого блока настройки коэффициента усиления, подключенного выходом к первому входу сумматора-инвертора, второй вход которого соединен с выходом второго блока наст. ройки коэффициента усиления, вход ко-, торого подключен к первому входу 2974 6второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом сумматораинвертора, выход второго сумматора 5соединен с информационным входом порогового элемента, опорный вход которого подключен к источнику опорного напряжения.