Способ управления процессом механической обработки

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1967773(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19.06. 81(21) 3302596/25-08 131 М. Кл;з с присоединением заявки М В 23 0, 15/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 23,10.82, Бюллетень Мо 39 Дата опубликования описания 23.10,82 53 УДК 621.91(71) Заявител арьковский Олитехничесина енина ;И. Л ена им. 54 ) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ к машин ользова набженн оля раз И строзобретение относ ению и может быт аллорежущих станках темами активного ко ов итс ь и х исоглес колебател подачи, в словия т обныеревурезленнос 15 кой ба- на 25 3 Известен способ обработк но которому резцу сообщают ьдвижения в направлениильтате чего улучшаются уания, поскольку происходи дрие стружки 1).К недостаткам этого способа отится увеличение пути инструмента, что приводит к снижению его стойкости. Кроме того, наличие колебательных движений инструмента ограничивает возможности использования систем активного контроля.Колебания инструмента вынуждают удалять контрольное устройство от зоны обработки и измерять текущий размер детали с помощью, например, лазерной.систеж, в которой луч свето- вого потока диаметром 0,5 мм отражается от поверхности заготовки и, фокусируется на фотосопротивлении, расположенном в фокальной плоскости 2.Изменение радиуса обрабатываемой заготовки вызывает соответственное перемещение светового пятна, а егоизображение изменяет свое первоначальное положение на фотосопротивлении. За счет этого осуществляетсяподача сигнала управления в системууправления и происходит коррекцияположения режущего инструмента,К недостаткам способа следует отнести трудность контроля при образовании сливной стружки, а также запаздывание внесения коррекции в траеторию движения инструмента.Цель изобретения - повышение точности обработки на станках с ЧПУ, снабженных адаптивной системой управления.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу адаптивного управления процессом механичес обработки, включающему замер обра тываемой поверхности и подачу сиг ла рассогласования на исполнительное. устройство, корректирующее траек торию движения инструмента, инструменту совместно с,измерительным бесконтактным наконечником, расстояние от которого до оси центров станка в процессе обработки поверхности остается постоянным, периодически сообщают возвратные колебательныеНа фиг, 2 представлена схема полу- .чения информации о текущих размерахповерхности при А = 3 об, Ь0,5 об.Движение В осуществляет от точки а до50до точки с, движение С - от точки ддо точки е, движение О - от точки едо точки Е, движение Е - от точки адо точки е,Дальнейшее движение инструментапри его перемещении вдоль деталипроизводят аналогичным образом.На фиг. 3 представлена схема приЬ = 4 об, Ь = 0,5 об движение Восуществляется от точкидо точки60 Ъ через точкуи точку в, движениеС - от точки и до .точки о, движениеО - от точки о до точки , движениеЕ - от точки го до точки Ъ,На фиг, 4 представлена схема при65 А =.4 об, Ь = 1 об. Движение В осудвижения и одновременно контролируют размер обработанной поверхности по изменении давления воздуха в пневмосистеме, зависящего от зазора между деталью и наконечником, при этом повторный проход по эамеренному участку осуществляют с корректированным положением инструмента а временной интервал. контроля изменения давления воздуха пневмодатчиком определяют по зависимостиЯ 1 с" Ь А Е- , (п к игде с- время М-.ого измерения размера детали, мин,"М - номер измерения;пд- скорость вращения детали,об/минА - коэффициент, показывающийза сколько оборотов заготовки производят одно измерениетекущего размера детали, об;Ь - величина участка, на котором, производят измерение размерадетали, об.Наложение колебаний на инструмент вызывает дробление стружки, что улучшает условия обработки. Связь колебаний инструмента и наконечника пневмодатчика дает возможность приблизить контроль к зоне резания. Измерение размера обработанного участка поверхности при возвратном колебательном движении позволяет вносить коррекции положения инструмента на повторный проход по замеренному участку, т,е. осуществлять управление без запаздывания, что повышает точность обработки.На фиг 1 представлена схема способа адаптивного управления процессом механической Обработки с наложением колебаний на инструмент и бескониактным контролемразмера обрабатываемой поверхности; на фиг. 2 - 4 - схеьы получения информации о текущих размерах детали; на Фиг. 5 ; граФик периодичности замеров текущих значений получаемого диаметра.детали.В процессе обработки деталь 1 (Фиг. 1) получает вращательное движение ЧР, а резец 2 - подачу 5 . Кроме того, на резец 2 периодически накладываются возвратные колебания Р(с). Они сообщаются через жестко фиксированное коромысло 3 резцу 2. Инструмент, получив возвратное колебание на 1/2 оборота, возвращается на обработанную. поверхность, а за время следующего полуоборота производят замер диаметра детали в этом сечении, что осуществляется контролем изменения давления в пневмосистеме, эависяцего от зазора между обработанной поверхностью детали и наконечником бесконтактного пневмодатчика, так как расстояние от оси центров станка до торца сопла пневмодатчика 4 (фиг. 1)остается постоянным 1сопьс, тоизменение диаметра обработанной5 поверхности вызывает соответствующее изменение зазора. После замерадиаметра возврат инструмента заканчивается, автоматически вноситсякоррекция положения инструмента и10 производится повторный проход позамеренному участку поверхности, чемдостигается повышение точности обработки. Частота колебаний регламентирует периодичность измерения15 размеров детали и зависит от кон-кретных условий обработки. В формуле(1) она задается коэффициентом А,показывающим на сколько оборотов заготовки производят одно измерениетекущего диаметра детали и принимающим значением 3, 4, 5 и т.д,оборотов на одно измерение. С увеличением коэффициента А уменьшаетсядлина пути инструмента, что даетвоэможность регулировать точностьобработки с адаптивным управлениеми стойкость инструмента.Амплитуда колебаний равна удвоенному значению продольной подачи.Сравнение значений диаметра по всейдлине детали позволяет контролировать форму обрабатываемой поверхности. Параметр Ь. в формуле (1) показывает величину участка, на которомпроизводят измерения текущего дйаметра поверхности,Обозначим движение инструмента спродольной подачей буквой В, возвратное движение инструмента по необработанной поверхности при наложении40 колебаний-С, возвратное движениеинструмента при наложении колебаний по обработанной поверхности, прикотором производят замер диаметраповерхности,-О, повторный проход45 по замеренному витку-Е.25 где. сс и 35Ь 40источники информации,принятые во внимание при экспертизем 1; Авторское свидетельство СССРР 431967, кл. В 23 В 1/00, 1974.45 2, ,ЬгавЬ М., йеЬага К. пРгосеьв Сопс,го о 1 огсресе 0 ееп"ы оп п Тцгпп 9, СКР Апп, 1979,28 у 9 1, 333-337. Л Рр ществляется от точки Р до точки с, через точку г и точку ь, движение С - от точки с, до точки г, движение О - от точки е до точки и, движение Е - от точки р до точки е .Схемы получения информации о текущих размерах поверхности и движения инструмента при других значениях коэффициентов А и Ь строятся аналогичным образом.Учитывая время обрабатывания пневмодатчика, которое составляет 0,1 с накладываются ограничения на скорость резания, чтобы время движения инструмента по обработанной поверхности не оказалась меньше .времени ф срабатывания пневмодатчикагдля Ь = 0,5 об Ч 4 0,33 ПД м/мин для Ь = 1,0 об Ч а 0,66 ПД м/мин где О - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.На фиг. 5 представлен график периодичности замеров текущих значений получаемого диаметра детали при значениях А = 3 об, Ь = 0,5 об (фиг, 2). По оси абсцисс откладывается время в минутах от начала обработки, цена деления - время одного оборота, По оси ординат отмечает.- оя вид работы датчика отклонений размеров: включен или выключен. Периодическое включение .датчика дает возможность фиксировать изменения диаметрадетали только на обработанном участке поверхности.Таким образом; наложение колебаний на инструмент и измерение размера при возвратном колебательном движении позволяет осуществить повышение точности управления процессом механической обработки.Экономический эффект достигается исключением запаздывания сигнала при адаптивном управлении, повышающе точность механической обработки и стабильность технологического процесса, что позволяет уменьшить припуски на обработку и увеличить производительность обработки. Способ управления процессом механической .обработки, при которомрезцу сообщают колебательные движе ния в направлении подачи, измеряютРазмер обработанной поверхностидетали с помощью бесконтактного измерительного устройства и используютрезультат измерения для корректиро вания траектории движения инструмен-та, отличающийся тем,что, с целью повыаения точностиобработки, измерительному устройству сообщают колебательные движения 5 совместно с резцом, измерение осуществляют при его возвратном движении, а корректирование траектории .движения инструмента осуществляютперед его повторным проходом поизмеренному участку поверхности,при этом временной интервал контроля устанавливают по зависимости: время с-го измерения размерадетали, мин;номер измерения;скорость вращения детали,об/мин;коэффициент, показывающий за сколько оборотовзаготовки производят одноизмерение текущего размерадетали, об;величина участка, на котором производят измерениеразмера детали, об.967773 л т уФиаЗ Фиг.8 Фиг.4 ВидРдффддтчик Внл Вы 1 г 5 Ф 3 б 7 д У .1минП Л ОППГПОП ФиК.Х Составитель В. ВлодавТехред Ж.Кастелевич 11. Шароши Корре Редактор А, Ко 750 Подписноественного комитета СССРобретений и открытийЖ, Раушская наб д.4/5 Заказ 798 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 41/25 ТиражВНИИПИ Государпо делам и113035, Москва,о