Способ автоматического управления процессом врезного шлифования

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пц 952555(23) ПриоритетОпубликовано 2308,82. Бюллетень Мо 31Дата опубликования описания 250882 Р 1 М К з В 24 В 51/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Куйбышевский политехнический институт им, В.В. Куйбышеваи Четвертый государственный подшипниковый завод(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯПРОЦЕССОМ ВРЕЗНОГО ШЛИФОВАНИЯ1 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в прецизионном станкостроении, например, на внутришлифовальных и координатно-шлифовальных станках.Известен способ управления рабочим циклом поперечной подачи, включающий этап чернового шлифования, скорость подачи на котором регулируется в зависимости от параметров системы СПИД, а на этапе чистового шлифования - по экспоненциальному закону 11 .Недостатком способа является существенная нестабильность:процесса обработки по скорости съема металла и мощности резания на этапе чернового шлифования в условиях вариации режущей способности шлифовального круга и жесткости системы СПИД, что приводит к недоиспользованию станка и режущей способности круга.Целью изобретения является повышение производительности процесса и точности обработки деталей.Поставленная цель достигается тем, что на этапе чернового шлифования ско. рость поперечной подачи устанавливают по заданному уровню предельно допустимой по стойкости круга мощности шлифования, а на этапе чистового )О шлифования начальное и конечное значение экспоненты регулируют по жесткости системы СПИД и шероховатости,обработанной поверхности, а постоянную времени экспоненты задают по предельно допустимой температуре в зонешлифования,На фиг.1 изображены графики изменения мощности шлифования и скоростиперемещения поперечного суппорта станка за полный цикл обработки детали,на фиг.2 - блок-схема устройства.Рабочий цикл осуществляется следующим образомВо время быстрого подвода тб идетперемещение суппорта со скоростьюбыстрого подвода Чб . При касаниишлифовальным кругом обрабатываемойдетали мощность шлифования увеличивается, а скорость подачи автоматически снижается со скорости ЧБп доуровня скорости чернового шлифования, определяемой режущей способностью шлифовального круга. На участкечернового шлифования (и-С) идетобработка изделия при поддержаниипостоянной мощности шлифования Р ==сопэт На этом участке скоростьсуппорта Чс (с) устанавливается всоответствии с законом управления, 95255520 учитывающим ошибку регулированияот изменения жесткости, упругой системы СПИД, режущей способности кругаи других возмущений. В момент времени Ъ начинается этап чистового шлифования и скорость перемещения суппорта Ч начинает изменяться по экспоненциальной зависимостиЧссо"Р , г 1где Ч - начальная скорость,.опостоянная времени экспонен Оты, характеризующая темп сниже-:ния интенсивности съема металла.Процесс обработки иэделия заканчивается при скорости Чк . На этапе чистового шлифования мощностьРц изменяется в соответствии стемпом снижения скорости Ч, состояния системы СПИД и режущих свойствкруга. Время 1соответствует окончанию цикла обработки и отскокушлифовального круга от детали.Устройство управления состоитиэ регулятора 1 мощности с пропорционально-интегральной дифференциальной зависимостью выходного напряжения от входного, для чего обратнаясвязь выполнена на резисторах 2,3и конденсаторах 4,5. Задатчик б интенсивности имеет зкспоненциальнуюзависимость выходного напряжения ЗОот входного - обратная связь выполнена на резисторе 7 и конденсаторе8. На входе регулятора 1 мощности.алгебраически суммируются сигналыс датчика 9 мощности и задатчика 3510 мощности шлифования, для чегово входной цепи регулятора мощностиустановлены резисторы 11 и 12. Задатчик б интенсивности по одному входучерез резистор 13 соединен с задатчиОком 14 уровня скорости, а по второму входу посредством резистора 15соединен с эадатчиком 16 начальногои конечного значений уровней скорости на участке чистового шлифования.Задатчики 10 и 14 получают питание 45от стабилизатора 17.Сигналы с регулятора 1 мощностии задатчика б интенсивности подаютсяна регулятор 18 ЭДС двигателя поперечного суппорта посредством. контактов реле Р 1 и Р 2, в качестве которыхиспользуются, в частности, бесконтактные элементы. Регулятор 18 ЭДС имеетпропорционально-интегрально-дифферен-.циальную зависимость выходного напряжения от входного, для чего обратнаясвязь выполнена на резисторах 19,20и конденсаторах 21, 22. На вход регулятора 18 ЭДС приводного двигателясигнал с регулятора 1 мощности подает ся через резистор 23, а с задатчикаинтенсивности - через резистор 24,Выход регулятора 18 ЭДС двигателяпоперечного суппорта соединен с входом управляемого усилителя 25 мощности. Приводной электрический двигатель поперечного суппорта представлен звеньями 26 и 27, причем входной величиной звена 26 является напряжение на зажимах якоря, а выходной ток двигателя. Выходной величиной двигателя поперечного суппорта явля-. ется частота вращения 62Датчик 28 напряжения формирует сигнал, пропорциональный напряжениюна якоре двигателя поперечного суппорта. Датчик 29 тока формирует сигнал, пропорциональный нагруэочному току двигателя поперечного суппорта. Во входных цепях датчиков 28 и 29 соответственно установлены резисторы 30 и 31, а в цепях обратныхсвязей - резисторы 32 и 33. Выходные напряжения датчиков 28 и 29 алгебраически суммируются на входе датчика 34 ЭДС двигателя поперечного суппорта, для чего выходы датчикови 29 соединены с входом датчика 34 посредствомрезисторов 35. В обратной связи датчика 34 ЭДС установлен резистор 36, а выход датчика ЭДС связан с входом регулятора ЭДС резистором 37. Приводной двигатель через редуктор и меха.низм 38 поперечной подачи перемещаетпоперечный суппорт 39 в процессе обработки иэделия 40, Шлифовальный круг 41 приводится во вращение двигателем шлифовального круга 42, потребляемая мощность которого измеряется датчиком 9 мощности.Устройство работает следующим образом.С началом цикла срабатывает реле Р 1, обеспечивая подключение регулятора 1 мощности к регулятору 18 ЭДСприводного двигателя поперечного суппорта, Регулятор 18 ЭДС настраивается либо на оптимум по модулю, либо на симметричный оптимум в зависимости от требований к быстродействию. При настройке на оптимум по модулю перерегулирование частоты вращения двигателя поперечного суппорта не превышает 4,3, а вйходная величина в первый раз достигает установившегося значения через время в 4,7 раза превышающее малую постоянную . времени При настройке на симметричный оптимум перерегулирование частоты вращения двигателя поперечного суппорта не превышает 43, а время первого достижения выходной величиной установившегося значения превышает в 3;1 раза малую постояннуювремени. До момента касания шлифовального круга 41 с изделием 40 сигнал с датчика 9 мощности имеет небольшое значение, за счет чего выходной сигнал регулятора мощности имеет наибольшее значение, а подвод суппорта осуществляется на большой скорости бц . С началом процесса шлифования изделия возрастает сигнал на выходыформула изобретения 15,датчика 9 мощности, уменьшается сигналс на выходе регулятора 1 мощности, что приводит к пойиженню скорости подвода суппорта до значения Ч,При черновом шлифовании изделия поддерживается заданная мощность шлифования, устанавливаемая задатчиком 10 мощности шлифования. При черновой обработке изделия реле Р 2 отключено, а выходное напряжение задатчика 6 интенсивности имеет наибольшее значение соответствующее положению задатчика 14 скорости, Начальное 7 О и конечное Ч значения скоростей устанавлиСК ваются задатчиком 16. В процессе черновой обработки изделия выход задат чика б интенсивности отключен реле Р 2 от регулятора 18 ЭДС. Следовательно, на этапах быстрого подвода суппорта и чернового шлифования система управления процессом врезного шлифования замкнута по мощности шлифования и.поддерживает на заданном значении мощность шлифования.С началом этапа чистового шлифования отключается реле Р 1 и . включается реле Р 2. При этом с по-У мощью реле Р 1 выход регулятора 1 мощности отключается от входа регулятора 18 ЭДС двигателя. Выходное напряжение задатчика б интенсивнос- ти с включением реле Р 2 уменьшаетсй по экспоненциальной зависимостиГ определяемой элементами 7 и 8, и подается на вход регулятора 18 ЭДС двигателя. На этапе чистового шлифования скорость двигателя поперечного суппорта снижается по экспоненциальной зависимости. В качестве внутренней обратной связи на этапах быстрого подвода, черновой и чистовой обработках изделия используется обратная связь по противо 1 ЭДС двигателя поперечного суппорта.Р,,Р. Работа схемы описана применитель.но к контактным элементам Р 1 и Р 2 только для пояснения принципа работы. В качестве контактов используют"ся аналоговые ключи, управляемые от. бесконтактных переключающих усте.ройств при перемещении поперечногосуппорта.Использование предлагаемого способа позволяет одновременно повыситьи точность и производительность обработки тел вращения, например подшипниковых колец на врезных шлифовальных автоматах. Способ автоматического управления процессом врезного шлифования, вклю- чающий этап чернового шлифования, скорость подачи на котором регули руется в зависимости от параметров состояния системы СПИД, а на этапе чистового шлифования - по экспонен циальному закону, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния производительности процесса и точности обработки деталей, на этапе чернового. шлифования скорость подачи устанавливают по заданному уровню предельно допустимой по стойкости 30 рруга мощностишлифования, а на этапе чистового шлифования начальное и конечное значение экспоненты регулируют по жесткости системы СПИД и шероховатости обработанной поверхности, а постоянную времени экспоненты задают по предельно допустимой температуре в зоне шлифования.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1; Йихелькевыч В.Н. Автоматйческое управление шлифованием, фМаши ноЬтроенМе", 1975, с.80-141./5 Патент , г, ужгород, ул. Проектная Филиал П Заказ 6147/22 Тир ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, 86 П омитета СССР открытий ская наб., д.