Устройство для программного управления шлифовальным станком

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфмз СфветсиивСоцивпмстичеснинреснубпни ои 983653(51)м. Кл. Я 08 В 19/39 с присоединением заявки М 9 еуднрстекннык квинтет ИСР ав аннан нзебретеннй н юткрнтнй(53) УЮК 621 803. .88 (088.8) Опубликовано 23,12.82. Бюллетень Рй 47 Дата опубликования описания 28.12.82(7) Заяви ст 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕ ШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ равл Изобретение относится к автоматическому управлению металлорежущими станками и предназначено для использования на универсальных и специальных кругло- шлифовальных и внутришлифовальных станках при обработке по методу врезного шли 5 фования.Известны устройства для программного управлений шлифовальными станками по задаваемым программам изменения скорости сьема припуска в функции его текущего значения, содержащие датчик припуска, задатчикпрограммы, дифференцирующий контур, элемент сравнения, усилитель ошибки и исполнительный привод по перечной подачи шлифовального круга 1.Известно также устройство для программного управления шлифовальным станком по заданной программе изменения скорости съема припуска в функции его текуще го значения, содержащее датчик припуска, подключенный к его выходу задатчик программы дифференцирующий контур и пос- ледовательно соединейные элемент сравкения, усилитель ошибки и исполнительныйпривод поперечной подачи шлифовальногокруга, причем первый вход элемента. сравнения соединен с выходом задатчкка программы, его второй вход соединен с выходомдифференцирующего контура, вход которого подключен к выходу датчика припускаГ 2 3. Н тком известных, устройств являая точность их работы в динамиих р жимах. Это обусловлено тем, что в системе, образованной. устройством уп-ения совместно со шлифовальным станком, изменение. динамических свойств шлифовального станка, происходящее из-еа случайных и систематических вариаций жесткости технологической системы СПИД (станок - приспособление - инструмент- деталь) и режущей способности шлифовального круга, приводит к изменению динамических свойств системы в целом, ухудшает качество переходных процессов, а это отрицательно отражается на точности3 98365 размеров и качестве поверхности обрабатываемых деталей.Цель изобретения - повышение точности работы устройства.5Указанная цель достигается тем, что в устройство для программного управлеимя шлифовальным станком, содержащее последовательно соединенные датчик припуска и задатчик программы и последова тельно соединенные элемент сравнения, усилитель ошибки и исполнительный привод поперечной подачи шлифовального круга, введены днфференцируюший фильтр и последовательно соединенные первый эле мент коррекции коэффициента передачн, сумматор и второй элемент коррекции коэффициента передачи, выход которого соеди- нен с первым входом элемента сравнения, вход первого элемента крррекции коэффи циента передачи подключен к выходу задатчика программы, выход датчика припуска соединен с входом дифференцирующего фильтра, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам 25 сумматора и элемента сравнения соответственно. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. 30Предлагаемое устройство 1 для программного управления шлифовальным станком 2, содержит датчик 3 припуска, подключенный к его выходу задатчик 4 программы, последовательно соединенные элемент 55 5 сравнения, усилитель 6 ошибки и исполнительный привод 7 поперечной подачи шлифовального круга, а также дополнительно введенные дифференцирующий фильтр 8 и последователвно соединенные первый 40 элемент 9 коррекции коэффициента передачи, сумматор 10 и второй элемент 11 коррекции коэффициента передачи,причем вход первого элемента 9 коррекции коэффициента передачи соединен с выходом задатчи ка 4 программы, выход второго элемента 11 коррекции коэффициента передачи соединен с первым входом элемента 5 сравнения, первый и второй выходы дифференцирующего фильтра 8 соединены соответ ственно с вторыми входами сумматора 10 и элемента 5 сравнения, а вход дифференцирующего фильтра 8 подключен к выходу датчика 3 припуска.Устройство работает следующим обра зом.Динамические свойства шлифовального станка 2 описываются известным диффе-,3ренциальным уравнением скорости съемаприпускат + Ч -Ч, (11где чп - скорость поперечной подачи шлифовального круга;Ч-д/М - скорость съема припуска;Ь - припуск, Т - постоянная времени:Т ,д - , Рхарактеризующая инерционность процессасъема припуска и зависящая от жесткости С технологической системы СПИД икоэффициента Я режущей способности шлифовального круга,Процесс съема припуска контролируется датчиком 3 припуска, который измеряет обрабатываемую деталь и вьщает сигнал О, пропорциональный текущему значению припуска :(3)п"где % - коэффициейт передачи датчикаприпуска. Этот сигнал подается на входызадатчика 4 программы и дифференцирующего фильтра 8,Задатчик 4 программы предназначендля формирования сигнала 0 (И), определяющего заранее заданный закон изменения скорости съема припуска в функцииего текущего значения, например такого,при котором на предварительном этапе обработки задано постоянное значение скорости съема припуска, а на заключительном - уменьшение скорости съема припуска пропорционально его текущему значениюи окончание обработки при заданном конеччном значении скорости съема припуска.Дифференцирующий фильтр 8 предназначен для двухкратного дифференцированияпоступающего на его вход сигнала 0 спредварительной фильтрацией содержащихся в нем высокочастотных помех,Пренебрегая инерционностью дифференцирующего фильтра по сравнению с инерционностью процесса съема припуска в шлифовальном станке, можно полагать, что напервом выходе дифференцирющего фильтравыдается сигнал О, а на его втором выходе - сигнал , пропорциональные соответственно первой и второй производным отпоступающего на его вход сигнала датчикаприпуска;аОн ФО,0:К - ; О:К 1 Ф)% АФ с 31 Ь Аф ц 2гдето( и М" ,- коэффициенты передачи по первому и второму выходам дифференцирующего фильтра.Поскольку сигнал 0 пропорционаленприпуску, то сигналы О и О пропорциональны соответственно скорости съема припусУстройство для программного управления шлифовальным. станком, содержащее 983653ка и перво производий . зводной скорости съема уравнению замкнутой системы управленияприпуска, устройство - шлифовальный станок;Первый и второй элементы коррекциис (19 и 11 выполнены с возможностью наст- Т+Х пК ф пр /,В,П Аф ПРК 1 - 41+ Вройки их коэффициентов передачи и сов(9)местно с сумматором 10 предназначеныХ К)Ч =сВХ КО2 / С 1 Я ПРдля формирования желаемых показателей которое, после деления на коэффициент усика ества переходных процессоВ. На вход ления к принимает следующий вид:чиентаСпервого элемента коррекции коэффициента /н х .1 сф Х к кпередачи 9 поступает сигнал О(ФД задатОК дп дф пр/ 1 Кчика программы, а на второй (отрицательиный) вход сумматора 10 - сигнал скорос- Я / "с 1 2 Р 3ти съема припуска 0, с первого выхода При большом коэффициенте усиления Кдифференцирующего фильтра 8, На выходе (в пределе й-кю) первые слагаемые в скобвторого элемента коррекции коэффициента 15 ках становятся достаточно малыми и имипередачи 11 выдается сигнал.Рис+Х Х Х Х Чопределяющий желаемое значение первой 6 Ж ф рурип Ф пр 2 Спроизводной скорости съема припуска. В, 20=ХФО (и).этом выражении ки 2- настраиваемыекоэффициенты передачи соответственно пер- разделив это уравнение на коэффициентвого и второго элементов коррекции 9 и при й, получим уравнение замкнутой сис 11,темы устройство - шлифовальный станок1 25в окончательном виде:Сигнал желаемого значения первой проЮизводной скорости съема припуска 0 пос- т с +Х О (Ь) (12)1тупает на первый (положительныи) входэлемента 5 сравнивания, а на его второй где Х и Т - желаемые коэффициент не(отрицательный) вход подается с второго Зо редачи и постоянная времени, определяевыхода дифференцирующего фильтра 8 сиг- мые ВыражениямиНнап О, пропорпионапьный фактическому . й й1 . 1 е)значению скорости съема припуска. На вы-й и:; Тнрходе сравнивающего элемента 5 выдаетсяпВ 4 ф 2 дфсигнал ошибки Жй равный разности его вы 35 И и выражений видно, что постоянходных сигналов;ная времени Т и коэффициент передачинезависят от жесткости С технологиЭтот сигнал усиливаетсл в Усилителе ои и емы СПИД и коэффициента Реошибки 6 до величиныжущей способности МР шлифовального круО =фК 60 (7га. Благодаря этому обеспечивается незаисимость переходных процессов от, вариаошибки, и направляется далее ра вход ис- я параметров процесса шлифования, чтополнительного привода 7 поперечной пода-, бу о нвает повышение точности рабочи,которыйсообщаетшлифовальномукругу и едлагаемого устройства для прогр- поперечную подачу со скоростью Чп, 45 много управления шлифовальным станком.ионностью; Кроме того, из выражения (13) видВ связи с незначительной инерционностью;но, что желаемые значзначения постояннойол ит л привода попер чн и дпо сравнению с инерционностью процессасема припуска скорость попере" ноиагать переходных процессовчи шлифовального круга Ч, можно полагатьРциональнои поступающему на входциентов передачииисполнительного привода сигналу:" =, прГде к коэффициент передачи исполни-.ор55 формула изо реб те ни ятельного привопа поперечной подачи,Совместное решение уравнений (1)-(8)относительно скорости съема припускаприводит к следующему дифференциальному. ференц 14о комитета С и открытийаушская наб д. 4/5 илиад ГИ 1 П те Ужгород, ул. Проектн 7 9836 последовательно соединенные датчик припуска и задатчик программы и последовательно соединенные элемент сравнения, усилитель ошибки и исполнительный привод поперечной подачи шлифовального круга, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности устройства, в него введены дифференцируюший фильтр и последовательно соединенные первый элемент коррекции коэффициента передачи, сумматор и второй элемент коррекции коэффициента передачи, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, вход первого элемента коррекции коэффициента прредачи подключен к выхо аз 9921/56 Тираж 9 ВНИИПИ Государственн по делам изобретени 113035, Москва, Ж, 53 8ду задатчика программы, выход датчикаприпуска соединен с входом дифференцирующего фильтра, первый и второй выходыкоторого подключены к вторым входамсумматора и элемента сравнения соответственно. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Михелькевич В. Н. Автоматическое управление шлифованием, М. Машиностроение", 1975, с. 186-200.2. Авторское свидетельство С:СР М 185374, кл. 21 С 46/54, 1964 (прототип).