Способ управления процессом запрессовки на механическом прессе

)5 В 23 Р 19/02 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР1 ГО СПАТЕ НТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН лаев н качество со окончанинализа полочередь, вЦИ КЛ.1ений. т.е. орки можи процесса ченной дидет к удлиолученияуменьшеОднако при этом но оценивать лишь и запрессовки п)тем а аграммы, Это, в свою нению общего качественных соедин нию производительно ти. ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Самарский филиал Института машиноведения им, А.А,Благонравова(56) Авторское свидетельство СССРМ 1433744, кл. В 23 Р 19/02, 1986,(54 СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМЗАПРЕССОБ КИ НА МЕХАНИЧЕСКОМПРЕССЕ(57) Использование: в машиностроении, присборке деталей продольно-прессовым методом, Сущность изобретения; измеряют текущее значение усилия запрессовки,определяют текуще значение производной Изобретение отно ию, в частности к пр лей продольно-прессоВ машиностроен дольно-прессовых со способы управления совки, основанные на диаграммы (запрессов лия запрессовки от пу раемых деталей друг запрессовки) при пост занного надвижения стью запрессоаки,сится к машиностроеоцессам сборки детавым методом.ии при сборке проединений известны процессом запресполучении желаемой ки зависимости усити надвижения собина друга - глубины оянной скорости уканазываемой скороусилия по перемещению, Полученные значения сравнивают с заданными, а результирующий сигнал используют в качестве управляющего сигнала электроприводом. На заключительном этапе процесса запрессовки изменяют текущее значение скорости перемещения исполнительного органа пресса, например пуансона, так, чтобы выполнялось соотношение Ч = Иди/Ез )/ где Чл - текущее значение скорости перемещения рабочего органа пресса; Ез - текущее значение усилия запрессовки; йдв - номинальная мощность силового электродвигателя пресса; д - КПД механизма перемещения рабочего органа. 2 ил. Наиболее близким техническим реше.нием к предлагаемому яляется способ управления процессом запрессовки на механическом прессе. оснащенном силовым электродвигателем, заключающийся з измерении текущего перемещения рабочего органа пресса и соответствующего ему усилия запрессовки, в определении произввдной усилия по пути и в прекращении процесса запрессовки в случае выхода значений усилия или его производной за пред.елы установленных допусков. При этом за счет исключения дальнейшего выполнения забракованных соединений увеличивается в среднем производительность процесса запрессовки.Однако указанный способ не позволяет наиболее эффективно использовать установленную мощность электродвигагеля пресса и тем самым повышать производительность процесса, поскольку эта мощ 77953245 50 55 ность полностью задействуется лишь нл эаключительном участке диаграммы запрессовки, а на предшествующих участкахдвигатель имеет существенную недогрузкупо мощности.Цель изобретения - повышение производительности процесса запрессовки намеханическом прессе за счет загрузки мощности его электродвигателя на каждом.участке диаграммы запрессовки до значений,близких по возможности к номинальноймощности.Поставленная цель достигается тем, чтов способе управления процессом запрессовки на механическом прессе, заключающемся в том, что в процессе запрессовкиизмеряют текущие значения усилия запрессовки и перемещения рабочего органа пресса, определяют текущее значениепроизводной усилия по перемещению, пол. ученные значения сравнивают с заданнымии результирующий сигнал используют в качестве управляющего сигнала электроприводом перемещения рабочего органапресса, причем дополнительно на заключительных этапах процесса запрессовки изменяют текущее значение скоростиперемещения рабочего органа пресса, например пуансона, так, чтобы выполнялосьсоотношениеВдв,згде Чл- текущее значение скорости перемещения рабочего органа пресса (пуансона);Яд - номинальная (установочная) мощность силового электродвигателя пресса;Ез - текущее значение усилия запрессовки;у- КПД механизма перемещения рабочего органа.При этом определяемое по укаэанномусоотношению значение скорости естественно не должно превышать ее значений,обусловливаемых скоростными данными электродвигателя получением заданной прочности собираемого соединения и другими требованиями,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что в нем по новому формируется такое управляющее воздействие на процесс запрессовки как скорость перемещения рабочего органа (пуансона) пресса, а именно, указанная скорость определяется, исходя из установленной (номинальной) мощности силового электродвигателя механизма перемещения при соблюдении имещих место ограничений на протекание самого процесса запрес 5 10 15 20 25 30 35 40,с"в:"ям о .:.Рюсоответствует критер:о "новизна изобретения", Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в указанной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные признаки".На фиг. 1 показаны начальный момент соединения двух деталей в изделие продольно-прессовым методом и типовая диаграмма запрессовки (графики зависимосги усилия запрессовки Ез и скорости перемещения Чл от линейного перемещения рабочего органа пресса); на. фиг. 2 функциональная схема устройства для реализации способа управления процессом запрессовки на механическом прессе,Сборка продольно-прессового соединения (фиг. 1), как известно, заключается в надвижении со скоростью Чл подвижной детали 1 на неподвижную 2, при этом деталь 1 приводится в движение с помощью рабочего органа пресса - пуансона 3. Собираемые детали 1 и 2, как правило, имеют фаски 4 и 5 для обеспечения гарантированного захода (наживления) деталей друг на друга, Собственно же соединение деталей осуществляется по цилиндрическим сопрягаемым поверхностям 6 и 7 обычно до упора, т,е, до смыкания торцевых поверхностей 8 и 9 собираемых деталей,Весь процесс сборки деталей продольно-прессовым методом состоит из нескольких этапов. На начальных этапах осуществляются, в частности, быстрое перемещение подвижной детали в зону запрессовки и наживление собираемых деталей по фаскам, Собственно процесс запрессовки идет на заключительных этапах, которым на графиках (фиг. 1) соответствуют зоныи . В зоне , длина которой соответствует в данном случае длине цилиндрической сопоягаемой поверхности детали 1, процесс запрессовки характеризуется плавным нарастанием усилия эапрессовки (график 10) Рз В зонеимеет место относительная стабилизация этого усилия (график 11) вследствие неизменности текущего значения номинальной поверхности контакта собираемых деталей, При этом на этапахив известных способах, в том числе и в прототипе, скорость перемещения пуансона Ч является постоянной (график 12) величиной, которая выбирается из условия получения качественного соединения на завершающем этапе сборки, в первую очередь - тре30 40 50 буемой величины среднего контактно о ления на поверхностях сопряжения.В предлагаемом способе скорость перемещения пуансона Чп изменяется в сооветствии с графийами 13 и 14, т.е. в зоне5 она в среднем существенно выше, чем в известных способах, что и обеспечивает увеличение производительности сборки в целом.Предлагаемый способ управления про цессом запрессовки может быть реализован, например, с помощью дополнительного контура управления скоростью силового электродвигателя механизма перемещения в известном устройстве управления процессом 15 запрессовки; Этот контур, представленный на фиг. 2, наряду с основными блоками устройства управления (блок 15 управления электроприводом 16, электродвигатель 17, механизм 18 линейного перемещения, рабо чий орган пресса (пуансон) 3, датчик 19 перемещения, датчик 20 усилия) содержит блок 21 задания скорости электродвигателя, блок 22 сравнения и датчик 23 скорости. Выход датчика 19 перемещения соединен с первым 25 входом блока 21 задания скорости. Второй вход последнего соединен с выходом датчика 20 усилия, а выход - с первым входом блока 22 сравнения, выход которого подключен к первому входу блока 15 управления. Другие входы блока 15 соединены с выходами блоков сравнения сигналов перемещения, усилия, производной и т.д, (на фиг, не показаны). Выход блока 15 соединенс входом злектропривода 16, выход которого соединен с входом электродвигателя 17,например, постоянного тока. Вал злектро-. двигателя механически связан с датчиком 19 перемещения (например, электроннооптическим) и механизмом 18 перемещения, с линейно перемещающейся частью которого соединен рабочий орган пресса - пуансон 3 и датчик 23 линейной скорости, Выход последнего подключен к второму входу блока 22 сравнения, а пуансон 3 механически соединен с датчиком 20 усилия.Контур управления скоростью электродвигателя функционирует следующим образом,На начальных этапах процесса сборки электродвигатель 17 имеет частоту вращения, обеспечивающую скорость перемещения пуансона, необходимую для быстрого подвода собираемых деталей друг к другу иих наживления. На заключительных этапах 55и(фиг. 1) на основании информации,получаемой от датчика 19 перемещения и датчика 20 усилия, блок 21 задания скороси электродвигателя определяет зону запрессовки, в которой в данный момент находится пуансон и формирует сигнал, соответствующий графикам 13 и 14, в виде электрического напряжения, подаваемого через блок 22 сравнения на вход блока 15 управления, Последний в соответствии с сигналами, поступающими на его другие входы, подает на электропривод 16 сигнал, обеспечивающий вращение вала электродвигателя 17 с требуемой в данный момент частотой, а в случае необходимости его остановку, реверс или повторный гуск. Обратная связь по скорости, реализуемая с помощью датчика 20, обеспечивает выполнение графика изменения скорости запрессовки с заданной точностью.Предлагаемый способ управления процессом запрессовки на механическом прессе с силовым электродвигателем позволяет увеличить производительность этого процесса за счет полного использования указанного электродвигателя по мощности при соблюдении установленных требований к качеству продольно-прессовых соединений.Формула изобретения Способ управления процессом запрессовки на механическом прессе, заключающийся в том, что в процессе запрессовки измеряют текущие значения усилия эапрессовки и перемещения рабочего органа пресса, определяют текущее значение производной усилия по перемещению, полученные значения сравнивают с заданными и результирующий сигнал используют в качестве управляющего сигнала электроприводом перемещения рабочего органа пресса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса запрессовки за счет более эффективного использования мощности силового электродвигателя пресса, на заключительных этапах процесса запрессовки изменяют текущее значение скорости перемещения рабочего органа пресса, например пуансона таким образом чтобы выполнялось соотношение"чл .лгде Ч - текущее значение скорости перемещения рабочего органа пресса (пуансона);ЧЧов - номинальная (установочная) мощность силового электродвигателя пресса;Р - текущее значение усилия запрессовки;ц - КПД механизма перемещения рабочего органа,Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 1 комбь зводственно-издатель аз 4409ВНИИПИ Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035 Москва, Ж, Раушская наб 4/5