Устройство для адаптивного управления станком

Союз Соеетскик Социалистицески 1 РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЮТВЛЬСТВУ 1 1 641400(23) Приоритет -даратеениый коиктетСССРделам кзабретенейи открытий 5 01 79 Бюлле бликова.01,79 2) Авторы изобретения 1 Иишов И. Коваль Ульяновское головное специальное констбюро тяжелых и фрезерных станков Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАНКОЬВЛЕНИЯ Предлагаемое изобретение относится к области автоматического управления и, предназначено преимущественно для металлорежущих станков.Известны адаптивные системы, устройства для адаптивного управления, в которых регулируемыми являются параметры приводных двигателей, напримеу, мощность или ток двигателя Я,2В таких устройствах мощность холостого хода главного привода, как правило, определяется расчетным путем и цринимаегся неизменяемой в процессе резь. ния. Это может привести к перегрузке инструмента или узлов станка (если фактическая мощность холостого хода мень. ше расчетной) или к снижению эффективности работът (если фактическое значение мощности больше расчетного).Из известных устройств наиболее йпюким по технической сущности является устройство для адаптивного управления станком,содержащее последовательно соединенные задатчик, первый элемент рого соедяаничения подач сравнения, формирователь сигнала управления, второй вход котонен с выходом блока огрчи, исполнительный механизм подачии привод главного движения, выход ко торого соединен со входом датчика силового параметра 3.В известном устройстве осуществляется ручная компенсация мощности холоотого хода, следствием чего ее основны- О ми недостатками являются низкое быстродействие и невысокая точность.Целью изобретения является повышениеточности и быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем,то в устройстве установлены блок памяти, второй элемент сравнения ключи идатчик относительного положения детали иинструмента, выход которого соединенсо входом блока ограничения подачи,первым управляющим входом первого клкмча и управляющим входом второго ключа,вход которого соединен с выходом датчика силового парамечра и первым вхоДОМ ВТОРОГО ЭЛЕМЕНта Сравнения, второй вход которого через блок памяти соединен с, выходом второго ключа, а выход второЗо элемента сравнения соединен со Вторьзм Входом первого элемента сравнэ 5 ния входом и Вторым ущэавлязощим Вхо дом первого ключа, выход которого соединен с первым входом датчика относительного положения детали и инструментаа 1 ОБлок-схема устройства представлена на чертеже. В схему включены: задатчик 1, формирователь 2 сигнала управления, исполнительный механизм 3 подачи, привод 4 главного движения датчик 5 си лового параметра, блок памяти 6, датчик 7 Относительного положении детали и инструмента, блок 8 ограничения ззодачи, объект управления 9, первый и второй элемент сравнения 10, 11, первый и Втоз сО рой ключи 12, 13.Устройство работает следующим образом,При включении датчик 7 Относительного положения детали и инструмента замкнет клзочи 12 и 13 и отключит блок 8 ограничении подачи, Сигнал с датчика 5 силового параметра, пропорциональный величине парамюЯэа двигателя привода 4 главного движения иа холостом ходу пос- ЗО тупит на Вхад элемента сравнения 11 и через кпзоч 13 в блок ззймяти 6 в Блок пй мити 6 запоминает величину параметра двигателя привода 4 главного движения на холостом езщу и вьц 3 ззебф на вхОд эле мента сравнении 11 сигзизл, равный по Везизчине сигналу с датчика 5 силового параметра на хоззостом хоззу но обзэатиьзй ио знаку Поэтому ЕОгда Отсутствует проззесс резания, выходной сигнал эпемеита сравиьиия 11 равен нулзо.зак еае блок Ограничения подачи 8 Отепзочезз то сигнал с задатчнка 1 вепичини силового параметра полностью ОФ ерьзвавт сззлитезиз формироватизя 2 сиР. нала управззеиия и зиавод детали к инструмеищиэмОМ 3 ююдззчи иа бьстром ходув Яа мииим Ом расстоянии между детеныш и изззРтрумевтом срабатыВОВт дйтчззе ОтиоситепьззОРО нопожении де 1 тали и изкзтрумеата 7. Выходкой сигнал датчика 7 НОложеиия дззтади и инструмента Велзочает бпое 8 ОГюиичеззия подачк еотОрый умеиьизает ВОдйчу дО доззуотимОЙ и рйэмьзеает клюю чи 12, 13,После врезанияинструмента в деталь на вход элемента сравнения 11 поступает сигнал с блока памяти 6, пропорциональ ный величине параметра двигателя привода 4 главного движения на холостом ходу н сигнал с датчика 5 силового параметра, пропорциональный суммарной загрузке двигателя привода 4 главного движения.Выходной сигнал элемента сравнения 11 равен нх разности, т. е. равен величине силового параметра. Этот сигнал замкнет ключ 12, и, проходя через него, отключит датчик 7 относительного положения дета пи и инструмента (для его предохранения)В процессе резания устройство поддерживает величину силового параметра процесса резания на уровне заданной.Если инструмент выйдет на участок, где нет снятии стружки (окно в детали, проход промежутка между двумя деталями и т. п.), то сигнал с выхода элемента сравнения 11 станет равным нулю. Этот сигнал, проходя через ключ 12, Включит датчик 7 относительного положения детали и инструмента, который замкнет ключ 13 и отключит блок 8 ограничения подачи. Подача возрастет до вепичины быстрого хода, а в блок памяти 6 будет поступать значение, параметра двигателя привода 4 главного движения на холостом ходу (новое, если изменились параметры, или старое, если параметры не изменились). После прохождения участка без резания (окна) на минимально-допустимом расстоянии между инструментом и деталью вновь сработает датчик 7 оъносительного положения детали и инстру мента и работа системы повторится. ПрЗзменение устройства для адаптивного управления станком с автоматической компенсацией мощности .холостого хода позволяет повысить производительность обработки за счет:1, повышении точности задания вель чины стабилизируемого параметра.Мощность холостого хода в зависимости от;- изменения числа оборотов может меняться в 2-5 раз;- колебания напряжения силовой сети, характеристик двигателя и кинематики - главного привода ( изменение Созе. и. д. двигателя, нагрева смазки и т, п. на 5 30%. В соответствии с этим, если не корректировать величину мощности холостого хода, то значение стабилизируемого параметра (например мощности5 641резания) может отличаться от заданногона 5-30% и более при работе без изменения числа оборотов; если число оборотовизменяется, то для одного инструментастабилизируемая величнна может отличать-;ся от заданной на 50-200%;2, повышения величины подачи, на которой инструмент проходит участки безрезания, до величины быстрого хода. Всистемах адаптивного управления без 1 Одатчика относительного положения, предназначенных для универсальныхстанков,участки без резания про солятся, как нравило, на максимально-допустимой рабочей подаче или в лучшем случае в 2-3 15раза превосходящей ее.Максимально-допустимая рабочая подача в 5-10 раз я более ниже величиныбыстрого хода. Поэтому применение предлагаемого устройства позволят повысить 20скорость прохода участков без резания в3-5 раз и снизить время обработки на20-30% (в зависимости от формы обрабатываемой детали),3, сокрашения расстояняя, яа котором лпроисходит переключение с подачи подвода на рабочую. Устройство позволяетпроизводить переключение в каждом слу чае.на минимально-допустнмом расстоянииинструмента от детали, в то время как 30расстояние на переключение от программы в станках с числовым программнымуправлением или от концевых выключателей должны включать разброс по припуску детали разброс срабатывания ко- Инечников и т. п., что в общем случаеможет увеличить время обработки на5-10%,Кроме того, система, уменьшает зависимость станка от оператора и позволяет увеличйть количество обслуживаемых им станков (система не требуетручной компенсации холостого хода),400 6 формула изобретения Устройство для адаптивного управления станком, содержащее последовательно соединенные задатчик, первый элемент сравнения, формирователь сигнала управления, второй вход которого соединен с выходом блока ограничения подачи, исполнительный механизм подачи, и привод главного движения, выход которого соединен со входом датчика силового параметра, о тличающееся тем,что,сцелью повышения точности и быстродействня устройства в нем установлены блок па мяти, второй элемент сравнения, ключи и датчик относительного положення детали и инструмента, выход которого соединен со входом блока ограничения подачи, первым управляющим входом первого клкьча и управляющим входом второго ключа, вход которого соедннен с выходом датчика силового параметра и первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого через блок памяти соединен с выходом второго ключа, а выход второго элемента сравнения соединен со вторим входом первого элемента сравнени 4 входом и вторым управляющим входом первого ключа, выход которого соединен с первым входом датчика относительного положения детали и инструмента. Источникн информации, принятые вовнимание при экспертизе; 1, Технология производства, научная организация труда и уиравленняф % 12, 1975, с, 20-24.2. фСтанок и инструмент, М 10, 1973, с. 7-8.3. Лвтоматическое управление и оптимизация технологических процессов. Сб, Ленинград, ЛДНТП, 1975, с. 74-78.641400 7511/42 БНИИПИ Госу по делам 113035, МТираж Р 6 рственного комите изобретений и откр Ос%вар Жфф 35, Раяи