Способ автоматического управленияпроцессом глубокого сверления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик. Кл. с присоединением заявки М 9 23 В 49/О ствениый комитеССС Рам изобретенийи открытий осу 3) Приорите Бюллетень Мо 7 Опубликов Дата опубл 2 3,0 И) НЖ б 2 1 . 9 5 .(71) Заявите ьд;,Л 11 ДТ;. -; 4) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСС ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ2зведения входного воздействия А ва передаточную Функцию Я, т.е.вкчто перактеристзависит осы е, кои жестко даточная Функ ка колебатель т приведенных Ффициента демп ти системы с стно к ха ена, й ма ия М вид в ция, к ного з значен Фирова и имее 2 Р Т- постоянная времени демпЬФирования.При смене обрабатываемых деталей и инструмента в силу различия их физико-механических свойств и условий закрепления значения массы, жесткос" ти и коэффициента демпфирования и, как следствие, передаточной функции не остаются постоянными, изменяясь р значительных пределах. При этом; если максимальное значение передаточИзобретение относится к станкостроению и, в частности, к обработке материалов на сверлильных станках,Известен способ автоматического управления процессом глубокого сверления, заключающийся в преобразовании механических колебаний системЫ СПИД в электрический сигнал, сравнении его с заданным результатом (установкой) и использовании для изменения режимов обработки или вывода сверла из детали. Способ реагирует на быстрые колебания нагрузки и вибрации сверла, способствуя предупреждениЮ поломок инструмента, как наиболееслабого элемента системы СПИД 11 .Однако известный способ, в котором текущее значение электрического сигнала,:выделяемое. при обработке конкретной детали, сравнивается с 20 заранее заданным результатом, не обеспечивает оптимальной производительности обработки и не исключает возможных поломок инструмента иэ-за дрейфа сигнала в связи с изменениямипередаточной функции виброакустического канала при смене обрабатываемых деталей и инструмента.В общем случае выходное значение сигнала Апредставляется в виде про- ЗО-- податливость системы;С Т 4 = -- инерционная постоянна времени; 4 1 сУстройство, реализующее способ (фиг. 1), содержит вибропреобразоватвль 1, усилитель 2, блок 3 выделений максимального значения сигнала 40 н зоне вреэания, блок 4 выделения текущего значения сигнала в зоне устойчивого резания, блок 5 управленияцепями обратной связи, блок 6 нормированной уставки, блок 7 умножения, 45 блок 8 формирования сигнала упранления, ключ 9, исполнительный механизм 10, систему СПИД 11, блок 12уставок технологических параметрон при врезании, блок 13 выделения сиг нала управления при нрезании, датчик 14 Сигналов технологических параметров.флок-схема устройства управления процессом глубокого сверления содер 55 жит две цепи управления, которые коммутируются ключом 9. Положение ключа 9 определяется выходным сигналом блока 5, который выделяет временные интервалы ОТ 2 и Т Т 9, определяющие зону врезания инструмента и зону устойчивого резания соответственно.На фиг. 2 показано изменение амплитуды А вибросигналов при одном и том же внешнем воздействии для ниж 60 ной функции канала при одном и том же внешнем воздействии завышает выделяемый сигнал, уменьшает сигнал рассогласования (сигнал управления).относительно постоянно заданного результата и, как следствие, снижает производительность обработки, то минимальное - занижает выходной сигнал, увеличивает сигнал рассогласования и создает условия для возможных поломок инструмента. Следовательно, погрешности определения выходных параметров 0 состояния системы СПИД, связанные с изменениями значений передаточной функции канала, сопровождаются либо снижением производительности обработки и недоиспользованием режущих 15 свойств инструмента, либо его поломкой и снижением долговечности.Целью изобретения является повышенив производительности обработки и долговечности инструмента. 20Указанная, цель достигается тем, что управление осуществляют в зоне устойчивого резания после завершения переходного процесса, а заданный результат определяют как произведение величины, максимального значения сигнала переходного процесса эоны врезания инструмента на коэффициент норщирования, равный отношению текущего значения сигнала зоны устойчивого резания к максимальному зна чению сигнала зоны вреэания изношенного инструмента.На фиг. 1 приведена блок-схема реализации способа; на фиг. 2 - характер изменения вибросигнала по глу бине. него значения передаточной функции (Ч) кривой 15 и для верхнего (Я) кривой 16. Процесс сверления начинается в момент времени= О и заканчивается в момент времени с = Тэ .Наибольшего значения амплитуды вибросигналов А щаи А 2 п 1 адостигают в момент времени г = Т, соответствующий окончанию вреэайия инструмента в обрабатываемую деталь.При последующем эаглублении наблюдается интенсивное уменьшение амплитуд до момента времени= Т 2, соответствующего окончанию переходного процесса, связанного с врезанием, и началу устойчивого резания ,Гекущие значения вибросигналов эа зоной вреэания обозначены соответственно, через Ащ и А.В отличие от существующего способа, когда заданный результат имеет постоянное значение (Аэа= сопьс) и не зависит от контролируемого значения сигнала, в данном способе заданный результат получается непосредственно из сигнала, генерируемого системой СПИД в процессе резания, и не является постоянным в связи с изменениями передаточной функции.Для передаточной функции Ик заданный результатдкъоц " д 1 так(1) а для функции И заданный реэультатА 1 эад К РЯтах (2) где К = (3) - коэффициентдизнд изн. гоа кнормирования, равный отношению текущего значения сигнала зоны устойчивого резания к максимальному значению сигнала зоны врезания изношенного инструмента, величина не зависящая от передаточной функции канала;Если сигнал управления по известному способу равено, = - д=д-д; . и, (ц) где Р - регистрируемое значение сигнала (сравниваемая величина), то по данному способу4 ДКоак К Д(щдк писак бх "кК да ВкОткуда видно, что н предлагаемом способе передаточная функция И влияет в равной степени как на заданный результат, так и на сравниваемую величину в отличие от изнестного, где Ч, влияет только на сравниваемую величину. Тем самым осуществляется корректированив величины сигнала управления в зависимости от передаточной функции канала при обработке каждой новой детали или смене инструмента,Способ осуществляется следующим образом.В течение времени, соответствующего зоне нрезания инструмента,ключ 9 определяет режим управления,при котором с. помощью уставки 12задаются, а блоком 13 обеспечиваются постоянные значения технологических параметров (скорость резанияи подача) в первой цепи управления.Во второй цепи управле)ния в это время происходит выделение и обработкамаксимального значения сигнала,Виброакустический сигнал, сопровождающий работу системы СПИД, восприни-мается вибропреобразователем 1, усиливается усилителем 2 и направляетсяв блок 3, выделяющий и запоминающиймаксимальное значение сигнала в зоневрезания инструмента. В блоке 7 происходит формирование предельно-допустимых значений сигнала для зоны устойчивого резания с учетом конкретного значения передаточной функции виброакустического канала, отражающегося в максимальном значении сигнала 20при врезании, путем умножения этогозначения на величину нормированнойуставки, полученной путем статистической обработки сигналов, характеризующих предельно-допустимое техническое состояние инструмента.По окончании зоны вреэания ключ 9коммутирует цепи управления. Приэтом на исполнительный механизм 10поступает управляющий сигнал, сформированный в блоке 8 путем сравнениязначения выходного сигнала блока 7 сфактическим значением сигнала зоныустойчивого резания, выделеннОго блоком 4, что позволяет осуществлятьуправление процессом сверления в зоне устойчивого резания,Поскольку управляющий сигнал определяется сравнением нормированногозначения с текущим при обработке одной и той же детали, то дрейф характеристик блоков 1 и 2, а также значения передаточной функции являющиеся общими, не оказывают влияния наточность определения управляющегосигнала, что способствует повышению 4производительности обработки и долговечности инструмента.При реализации способа управленияпроцессом глубокого сверления производилось сверление глубоких отверстий диаметром 7 мм, глубиной 180 ммв стали 14 Х 17 Н 2 на станке Т 20-300 У,допускающем плавное регулирование скорости резания и подачи инструмента. Обработка осуществляется твердо- сплавными сверлами одностороннего значения. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости использовалась смесь из 90 сульфофрезола и 10 керосина, подаваемая под давлением. Исследования производились с помощью специально разработанной измерительной системы при различных состояниях износа инструмента, обрабатываемых деталей и условий их закрепления. Предельная величина износа инструмента по задней грани составляла 0,4 мм.Установлено, что параметры виброакустического сигнала зависят от состояния инструмента, обрабатываемых деталей и условий их закрепления.Смена обрабатываемых деталей и инструмента, характеризующихся разбросом физико-механических свойств и условий их крепления, сопровождается существенными колебаниями выходного сигнала, достигающими до 30. Аналогичные результаты были получены и при сверлении глубоких отверстий в деталях из сталей 95 Х 18, Х 12 М и 12 ХНЗА.Формула изобретенияСпособ автоматического управленияпроцессом глубокого сверления, включающий преобразование механическихколебаний системы СПИД в электричес- .кий сигнал и сравнение его с заданнымрезультатом для управления, режимамирезания, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения производительности обработки и долговечности инструмента, управление осуществляют в зоне устойчивого резания после завершения переходного процесса, а заданныйрезультат определяют как произведение величины максимального значениясигнала переходного процесса зонывреэания инструмента на коэффициентнормирования, равный отношению текущего значения сигнала зоны устойчивого резания к максимальному значениюсигнала зоны вреэания изношенногоинструмента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 312686, кл. В 23 В 49/00, 1970.806286Составитель В. АлексеенкоРедактор В. Данко Техред А. Савка Корректор Г. Назарова Заказ 122/18 Тираж 1159 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.ПП фПатент", г, Ужгород, ул. Проектная,