Адаптивная система управления станком

5,. Фг.д -- ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 111 744469лам изаоретениии открытий Опубликовано 30.06.80,етеиь 2 а опубликований описания 30.06.80 Берман, С. Л. Матуха и В 72) Авторы изобретения теин Заявител Пермский оростроительный завод им, Я. М. в АВЛЕНИЯ СТАНК(54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМ ость М 0, которая свисимостью. носится к автоматическому Изобретениравлению и тнои заможет быть использовано дляцессом токарной обработки натальных станках с числовымправлением (ЧПУ),Ргца управления пр многоинструм программным где М - активная мощность, потребляемая двигаУ телем шпинделя в режиме холостого хода;цш - скорость вращения шпинделя;Известны системы адаптивного управления и - радиус обработки, т,е. расстояниепроцессом токарной обработки, стабилизирую- от вершины режущей кромки резцащие величину усилия, возникающего на режудо оси вращения заготовки.щей кромке резца в которых датчик, непо.,Величина Р формирующаяся на выходегсредственно измеряющий силу резания, установ- вычислительного блока, реализующего завилен в резцовой стойке как можно ближе к симость (1), поступает на вход сравниваюшерезцу Ю и (2).го устройства, на второй вход которого подаЭто существенно затрудняет использование ется величина заданной силы резания Р . В заподобных адаптивных систем на многоинстру., висимости от величины и знака рассогласоваментапьных станках с ЧПУ, ния междувеличинами Р и Р регуляторИзвестна также система адаптивного управ- подачи изменяет подачу таким образом, чтобыпения для токарно-копировального станкаликвидировать это рассогласование,1 Б - 732 13. Она предназначена для стабилиза. Блок измерения радиуса системы адаптивции тангенциальной составляющей силы реза- З ного управления содержит потенциометр, нания Рт, Вследствие технических трудностей оси которого укреплено зубчатое колесо, связаннепосредственного измерения величины Р в ка- ное с зубчатой рейкой,+.: =честве измеряемого параметра выбрана потребля При перемещении суппорта поперечной коор.емая двигателем птпинделя активная мош. динаты связанный с ним упор смешает рейкув результате чего вращается ось потенциометра. При соответствующем положении упоранапряжение, снимаемое с потенциометра, пропор.ционально величине Во,Недостаток такого блока измерения радиуса заключается в том, что при изменении величины вылета резпд необходимо вручную менять положение упора на суппорте. Это обстоятельство существенно затрудняет применение данной адаптивной системы для много 10инструментального станка с ЧПУ, так какпрограммное управление предполагает полнуюавтоматизацию всего цикла обработки детали,Наиболее близкой по техническому решениюк предлагаемой является адаптивная система 1 Куправления станком, содержащая привод подачипоперечной координаты и последовательно соединенные блок задания программы, приводшпинделя, датчик мощности, устройство коррекции, регулятор подачи, блок задания скорос ти, интерполятор и привод подачи продольнойкоординаты, причем первый и второй выходыблока задания программы подключены ковторому и третьему входам устройства коррек.ции, а третий и четвертый выходы - ко вторым входам блока задания скорости и интер полятора соответственно 41 .Недостатком этой системы является узкаяобласть применения.Цель изобретения - расширение области З 0применения системы.Поставленная цель достигается тем, что в, систему введены ключ и реверсивный счетчик,выход которого подключен к четвертому вхо.ду устройстВа коррекции, а вход - ко второму выходу интерполятора и к первому входуключа, соединенного вторым входом с пятымвыходом блока задания программы, а выходом - со входом привода подачи поперечной координаты, причем устройство коррекции содержит блок сравнения, подключенныйпервым и вторым входами соответственно квыходу компенсатора н к выходу вычислительного блока, входы которого являются вторым, третьим и четвертым входами устройства, 45третий вход блока сравнения и вход компенсатора являются первым входом устройства,а выход блока сравнения - выходом устройства,50На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы.Система содержит блок 1 задания программы, интерполятор 2, блок 3 задания скорости, станок 4, приводы подач продольной 5 и попереч ной 6 координат, привод 7 шпинделя, датчик 8 мощности, компенсатор 9, реверсивный счетчик 10, ключ 11, вычислительный блок 12, блок 13 сравнения и регулятор 14 подачи, а 744469компенсатор 9 и блоки 12 и 13 образуютустройство коррекции 15,Система работает следующим образом.Система, включающая в себя блок 1 задания программы, интерполятор 2 и блок 3 зада.ния скорости, управляет станком 4 путемвоздействия на приводы 5,6 и двигатель привода 7.Кроме того на процесс резания оказывают возмущающие воздействия глубина припуска 1 и.твердость материала детали НВ.Активная мощность Кд потребляемая двигателем привода 7, измеряется датчиком 8 и преобразуется им в напряжение Он, пропорциональное величине Ид, Компенсатор 9 после каж.дого включения двигателя привода 7 формирует на своем выходе и запоминает напряжение Онпропорциональное активной мощности йх, потребляемой этим двигателем 7в режиме холостого хода. Счетчик 10 содержит в виде двоичного кода К информациюо радиусе обработки. Начальная информациязаписывается в счетчик при нахождении суппорта поперечной координаты в опорной точке. Изменение этой информации происходитпод действием приводных импульсов поперечной координаты, поступающих с одного извыходов интерполятора 2 на вход счетчика10, Ввод в счетчик 10 информации, сооЬетствующей величине вылета резца, осуществляется под действием управляющей программы,фсрмируемой блоком 1. Для этого в программе записывается специальная команда вылетарезца и необходимая величина перемещения попоперечной координате,Под действием команды вылета резца блок1 блокирует прохождение приводных импульсов через ключ 11, в результате чего информация счетчика 10 изменяется при неподвижном суппорте поперечной координаты, т.е.эта информация приводится в соответствиес истинным радиусом обработки.Код радиуса обработки К с выхода счетчика 10 поступает на вход блока 12, на дру.гие входы которого из блока 1 поступают кодскорости вращения шпинделя Ки код заданной силы резания Крэ, которые образуютсяпод воздействием управляющей программы,На вь 1 ходе блока 12 формируется напряжение, пропорциональное произведению значений кодов Крз, К, и К, а следовательнопропорциональное и заданной мощности резания 1 чз так как йз определяемая из равенства 111 при Р. = Р равна1,=Р, ш,й (2)Блок 13 формирует на своем выходе напряжение рассогласования О в соответствиис равенством.Уь = 1 яд - 0 н н, (3)744469 25 5Анализируя равенства (3), (2) и (11, можно заключить, что О = 0 при Р = Рэ.Регулятор подачи 14, воздействуя на блок 3меняет тактовую частоту работы интерполятора2 таким б образом, чтобы Обыло бы равно нулю.Величина перемещения суппортов по координатам Х и Е определяется информацией,поступающей на интерполятор 2 из блока 1задания программы, и равна в количественномотношении числу выходных импульсов интерполятора 2 (с учетом дискретности) для привода 5 подачи продольной координаты и, сучетом сказанного выше, для привода 6 подачи поперечной координаты, причем после обработки кадра управляющей програМмы, содержа.щего команду вылета резца, записанная в счет.чике информация соответствует величине истинного радиуса обработки,Применение данной системы позволит ста. 2 Обилизировать силу резания путем измерениявеличины активной мощности, потребляемойдвигателем шпинделя, для многоинструментального станка с ЧПУ. Формула изобретения 1. Адаптивная система управления станком,содержащая привод подачи поперечной координаты и последовательно соединенные блок задания программы, привод шпинделя, датчик мощности, устройство коррекции, регулятор подачи, блок задания скорости, интерполятор.и привод подачи продольной координаты при чем первый и второй выходы блока задания программы подключены ко второму и третьему входам устройства коррекции, а третийи четвертый выходы - ко вторым входамблока задания скорости и интерполятора соот.ветственно, о т л и ч а ю щ а я с я тем, чтсс целью расширения области применения системы, в нее введены ключ и реверсивный счетчик, выход которого-подключен к четвертомувходу устройства коррекции, а вход - ковторому выходу интерполятора и к первомувходу ключа, соединенного вторым входом спятым выходом блока задания программы, авыходом - со входом привода подачи попереч.ной координаты.2. Система по п, 1, о т л и ч а ю щ а я.с я тем, что устройство коррекции содержитблок сравнения, подключенный первым и вторым входами соответственно к выходу компен. сатора и к выходу вычислительного блока, вхо.ды которого являются вторым, третьим и четвертым входами устройства, третий вход блокасравнения и вход компенсатора являются первымвходом устройства, а выход блока сравнения -выходом устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Ко 438004,кл. 6 05 В 13/02, 1972.2. Патент Великобритании У 1293759,кл. 6 3 М, опублик. 1973.3. Адаптивное управление станками. Под ред.Б. С. Балакшина, М., "Машиностроение", 1973,с, 590-597.4. Самонастраивающиеся системы управлениястанками Сборник, М., НИИМАШ, 1971, с. 39 - 40Спрототип)-сТираж 956 ПоИ Государственного комитета СССРделам иэобретений и открытийМосква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Ъ Закаэ 3788/10