Способ адаптивного управления плоскошлифовальным станком

(19) (1 3(51) В 2 4 В 4 9 ГО ЗО САН ЕТЕПЬСТ ВТОРСНОМисти 88.8 ское В 2 о ССС77.СССР видетельст В 49/00, 1 детельство В 51/00, 1 сое св ЛАПТИВНОГО УПРАВВАЛЬН 1 И СТАНКОМеличины подачи нати вращения столамерений значенийв предыдущем цик(54)(57 С ЛЕНИЯ ПЛОС путем изме вреэание и по результ мощности и ОСОБ01 ЛИФОенияскоротам иподач РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ ле обработки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыщенияпроизводительности и качества обработки, зону обработки разбивают научастки, в пределах которых физические свойства деталей сохраняютнеизменными, на каждом участкедополнительно измеряют величину скорости вращения стола, умножают ее наотношение заданного значения мощности к измеренному ее значению иполученную величину используют длязадания скорости стола на данномучастке в последующем цикле обработки, а величину подачи на вреэаниена данном участке задают равнойпроизведению измеренного значенияподачи на отнощение заданного значениямощности на последующег;. цикле обработки к измеренному ее значению,э 5 Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами металлообработки кмо(ет быть применено н станкостроении для повышения производительности и качестна обработки на плоскошлифовальных станках.Обработка на плоскошлифовальныхстанках происходит при непрерывном изменении параметрон процессарезания: величины снимаемого припуска, конфигурации и твердости обрабатываемых заготовок, состоянияшлифонального круга, Поэтому дляобеспечения работы станка в оптимальных по производительности режимах необходимо периодически корректировать величины додачи наврезание и скорости стола, используя текущую информацию о процессереэаеия.20Известен способ адаптивного управления шлифональньм станком, покоторому после касания детали шлифовальным кругом устанавливают экспериментальную подачу, измеряют силовой параметр и устанавливают рабочую подачу, соответствующую заданной величине склового параметра,Определяемую умножением последнегона отношение величины эксперкментальной годачи к величине измеряемого силового параметра. Способпрдднаэначен для применения на круглошлифовальных станках с системойчнсловото программного управления,содержащей ЭВИ 1 Л35Известен также способ поддержа 1 с 5 МОЩНОСти ИЛИфсваНИЯ ПУТЕМ ИЭМЕненя подачи перед началом очередного .икла обработки по результатамизмерения на предыдущем цикле, наприм(зр, по величине измеренной на.,том ккле средней мощности, гокоторому В каждом цикле обработкиизмеряют подачу на врезание, вьчисляют отноеениЬ подачи к среднему 45ЭЕсаЧЕНИЮ ИЗМЕРЕННОЙ МОЩНОСТИЗТОотношение умножают на заданное значение мощности и позученную величину используют для задания подачина врезаеие на последующем цикле Ообработки. Способ предназначен дляприменения на плоскошлифовальныхстанках с круглым столом и вертикальным шпинделем 21,Педостатком известных способовявляется низкая эФФективность управления в пределах цикла обработкиОборота стола плоскошлифОнальеогОстанка) на участе(ех, где находятсязаготовки с различной твердостью,кириной и величиной припуска, пос 60кольку коррекция режима обработкипроизводится один раз эа оборот стола по результатам измерения среднеймояности на предыдущем обороте.Грс таком способе управления на Ее г усасках стола с деталями с малыми величинами ширины и пркпуска будут иметь место потери производительности, а на участках с большим припуском, мощность резания будет превышать заданное значение, что приводит к дефектам понезхности детали и новьщенному износу круга, Кроме того, заданное значение мощности остается неизменным в течение всей обработки и выбирается из условия максимальной загрузки двигателя принода круга, в то время как эта величина и большей стегени зависит от параметров технологического процесса, например, по мере изменения состояния лифовального круга (износ, засаливание) мощность, на. которую он может быть загруг(ен, эначктельно изменяется.1 егь нзобретения является повышение производительности и качества обработки.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу адапткнного управления станком путем изменения величины подачи на вреэание и скорости вращенкя стола но результатам измерения мош 10 сти и подачи в поецыдущем нн(ле обработки зону обработки разбивают на уч="стки, в пределах которых фиэе(ческие свйостна обрабатываемых деталей Еприпуск, ширина, твердость) сохрг - НЯЮТ НЕИЗМЕННЫМИ На Кс(ждОМ УЧаСТ ке излеряот величину скорости эраше- НИЯ СТОа УМНОкаЮТ ЕЕ :,а "ТНОШЕНИ- заДа ого 3 е счев ниЯ мо 1 ности к измерсннОму ее Значе 1 ию и получену(: Вели Ину используют для задания ско"- рости вращения стола на дае:ном участ(з в последующем цикле обработки, а вел"-:. чину подачи на врезанис на данном участке устанавливают равной проиэВедению иэмеренеОго значения подач: на отношение эацанного знаения мощности на после,цующем цикле сбработк к КЗл 1 еренноеу ее зна"нюПа ертеже показана схема усрой-. ства, реализующая спссоб и:-. плосксшлкфовальном станке с круг:ьн сТОЛО И ВЕРТНКсс.ЬЕЬМ ШПИНДЕЛЕМ. Иа плоскошлифова.ьОм станке 1 скруглым столол 2, производящем сбрабОтку тор,Ол Щл 1.фовальеОГО кру а 3 еУс Гак(НЛЕНЫ ла тсИК 1, а (ТИВНОИ 1,-,01 Екости, потребляемой двнгателел 5 шЛЕ -фовальногО круга, датчи( б с(оростиПОДаЧИДатнК 1 СКОРОСТИ НРсЩЕНИЯтОЛа Да ТЧНК О ПО "ОУЕН Я СТОЛаДа" "чик 9 псложениЯ ш 11:Ова 3 ьнзй бабе(иудатчик 10 износа 1:лкфовального круга.Выходы цатчикон 4, б, 7, 3 и 10 связаны с кформационньлк Выходами управляющей выЕислк,:елькой маииэы ЕУБМ) 1а ВЫХОД ДНТЧИКа ( СВ 513 сН С ВХОДОМПрерыва 1 1 Я уЕл 11 ., 1060445(б) Первый выход УВМ 11 связан с входом тиристорного греобразователя 12, питающего двигатель 13 подачи на врезание, а второй : ".од УВМ 11 связан с входом тиристорцого преобразователя 14, питающего двигатель 15 враще .,я стола.На поверхности круглого стола с установленными на ней деталями выделяют сектора, угловой размер п которых выбирают таким, чтобы в пределах 10 каждого сектора физические свойства деталей (припуск, ширина, твердость) можно было считать неизменными.Практически это выполняется с достаточной точностью при х, 6 45О Мощность шлифования в пределах каждого участка определяется соотношением:0,7( "проо) к 2где- скорость перемещения детали,20м/мин;б пр - приведенная ширина шлифования, мм;5 о - подача на оборот стола,мм/об;3 - ширина круга (сегмента),мм;К - постоянные, зависящие от материала детали и круга;показатель степени (= 0,73).Поскольку в пределах участка столаЗ 0физические свойства деталей неизменны,то мощность шлифования на данном-м участке на предыдущем и последующем оборотах стола определяется следующим образом: 35(3)орБгде С = 0,71 пр к 40постоянная в пределах участка величина;Р. . Р - мощность шлифования на(-),-и участке на предыдущем (11-1)-м и последующем П -м оборотах стола;(.)"М - скорость детали на-мучастке на (11-1) и И оборотах стола;Б 1 Бо, - подача на оборот стола на -0о(.1оп-м участке на (и - 1) и Поборотах стола.Разделив (2) на (3), учитывая, чтоскорость детали М пропорциональнаскорости вращения скола У и, полагаячто.показатель степениравен единице ( (: 0,731), получаем выражение для определения скорости атолана-м участке на последующем оборотестола( -м участке зоны обработки в предыдущем и последующем цикле.. Чтобы мощность шлифования Р; была равна заданной Р), необходимо установить на данном участке скорость стола о(- ),о = . (, )Р(-)о Величину заданного значения мощности Р) целесообразно устанавливать исходя из анализа в процессе обработки текущих значений показателя эффективности шлифования, На черновых опреациях таким показателем может быть производительность либо себестоимость обработки, Известно, что зависимость показателей производительности и себестоимости обработки от величины подачи имеет экстремальный характер. Поскольку величина мощности шлифования, согласно (1), пропорциональна величине подачи, то наблюдается экстремальный характер зависимости показателей себестоимости и производительности обработки от величицы мощности шлифования, т.е. имеется оптимальное значение мощности, при которой показатель эффективности достигает экстремального значения, Причем, под воздействием изменяющихся условий обработки положение экстремума относительно величины мощности шлифования изменяется, Таким образом, величина заданного значения мощности должна определяться путел автоатического поиска.Коррекция заданного значения мощости проводится через один либо несколько .циклов обработки (оборо,тов стола). Из уравнения (1), видно, что при прочих одинаковых условиях изменением мощности от цикла к циклу может быть достигнуто путем соответствующего изменения велич,ны подачи на оборот стола.Используя уравнение (1) для полного цикла обработки и полагая, что команда на изменение мощности, которую необходимо поддерживать в последующем цикле, задается путем изменения величины подачи на оборот стола и, учитывая сделанные допущения, можно записать3(-) о(-)Рп ооЛБгде А О, 73 Эпр) бк К ("Т") -мощности ца предыдущем и последующем циклах обработки;5(,),9- подача на оборотстола ца предыдущем и последующемциклах обработки.Подставляя (6) в (5), получаем ньрл)ение для заданной скорости вращения стола на каждом участке зоны обработки 0 т1"см где ЯУ.) 7 ,) гг :1, ) Ы .Л.еи Образом, преец 1 лгле.;ь Йсоб ацаптивцого управления плоско)1 лиФовллььым станом Гозваляет ВП 7 оцессе обработки опт зд. лять оптимальное ).а заданному кригерию знаЧЕБИЕ МаНОСТИ 1 ЛИС)Овагия И ГОДм .=- (Т)р1 иеутеея Величина Годачи на вреза;ие Я . Па участке зоны обработки П 171 этОм 17 лвнд.с- ". Т) "С) )- ) г(т)-) - В(К-) ) (9) О С.; С)(, Мг 11 ЛЯ По, Л гнл Врезание Бд-м учлст;е ЛОНГобрлбаткц в предыцущем и .;ослет).С) ЕМ ЦИК ггд.РлзД 8)ИВ ( 8) нл ( 9) и г Учитьвд Я ( с . ПОЛУсгаЕМ ВЫРЛжЕЦИЕ Д:,Я 3 ЛДанНОЦ )1 атЛЧИ Ес ВРЕ 3 ЛНИС НЛ К 7 жЦОМ учсгст)е зогы Обрсг,тггиРыГив: (и-,).,.Вдтьц.о, блбк)т поцтв)дят е ру ,0детдцями ч ндчпас)т )Гп.йоьание Бамалой подале д . ервый оборот стол:=является измерительным, При врл еец;стола с датчика 8 Ояаженця стал 3ца Вход прерывлция УВг 11 поступаютСИ-Х СОН ЦЗ ":РУОТ ИС ГИ." ЦсЛЬ 1 КОЛИЧЕСТВОкоторых эл оциц оборот стола апреДЕЛЯЕТ Ч)ИСЦ 7 УЧЛС.ГКгВ Л КОТС)РЫЕрл 3 Литл Г Ов ерх 11 Ость с тота с,.;ет л Зуя"МИ, Па Кс)1;цГ)М, ИЗ ЭТ 1:;Х ГИГНЛЛОВ УВ11 проводит опрос датчиков 4) 5) 7и асущссте 3 ет рлс -.ет па )арм) лд(7) и (10) г ст.РОДелЯЯ цеобхаДимые 1 СПИЧБЫ СКГ)7 Отп - ТО) Л 1 ПГДЛХИ к 7).ггГ)ые долж.ь бытт :"стсс 1 нс)сл 1 т, тс цд Б Бсучлсттг е эо)1 о бг лб 7 тки )гг)1 1;ас)е,ц;3 ем обороте стс)лл.На участках Гтала, це занятых де Тд.Л)МИ. С 13 МЕрЕБНОЕ зцаТОНЕ;г 0 Г)наст;гравно мощности холостоа хода и Для ЭТИХ УЧЛСТКОВ УСТЛЕсавливаОТСЯ Величина подачи, рлвцля нулю, а скорость -:тг)ла, равцля Некоторому за - РЛЦЕЕ Зата нОМУ УСКОРЕ 1 НОМУ ЗнаЧЕБИ ц, -с- С) црз;ОтЯ ИСК,ц)ТЯИТЬ "Гт 1 -1 г фавлие вс)зцухсяи проходить Гвабадные от деталей участки на поь) )енеойскорости.Рассчитанные величины скоростистала и подачи на врезание записываются в соответствующих клжломуучастку ячейках памяти уВМ и подаются нл входы тиристорцех преобразователей 12 и 14 при поступлении,ттацногаучастка в зону обработки Бл последую О щем обороте стола. В дальней)ем накд)ядом участке производится установкарассчитанных значений скорости и подачи и опрос датчиков 4, бг . 1.") Через один, либо несколько оборотон стола УВИ 11 произво,цит акжеопрос датчиков 9 и 10 и осуществляетрасчет текущего значения показателяэфтрест.1 в-асти обработки, Например,производительнаГти скорость съеа металла,см/миц;период стойкости, миц;Время смены износившегосякруга, мин;плОщлдь ли 1)уемытдг талей;соответственно пергмещенисг.тг.фот,дльц)й б;)би и и-с)Г1 И Т)О Вс.:ЛЬ БОО К г Гд 3 свремя ме)кду Опзг) лми длтч" -ков 9 и 10,В )С МЯ Е) Д)Г ОсадМИ Дс ТЧИОВ 9 и0 (с)Гт:е,це.)1 я)г)тся 1 аС)Гнат:с 1 ТЛМЕт)Л 1 та с 7 лсчдс-:Ву -антон рабств сгВИ)жС -ЕКУЩЕсз 3 ЦЛСНИСтахаз- .ТЕЛЯменьше пресду 1 его з)слгеил) 17 Вст 1 ттчнсд ЗЛцаНО Уа)1 Ости сМЕНЫ,"Л Ет Я с а тЯ Т,Е, ЗЛДЛЦЦОаЧЕ- БИЕ МаЦБОС,ТИ ОПРЕДЕЛЯЕТГ) ПУТЕг ЛВТОМЛ 1 ИЧЕ.,КО О 110 ИСКЛ НЛ ОСНОГсзцх.Т цсгза СО Га я НцяН С т 7 уМЕ БтаГЕ 1 ИС)Е)Я ПОКЛ 3 ЛТЕТя ЗС)ЕК 1 ИВБОС. И га) ЛГ)л бсзте ц,Эаказ 9929/16 Тираж 795 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 держивать его на каждом участкеобработки независимо от измененияснимаемого припуска, ширины и твердости обрабатываемых деталей, чтообеспечивает повышение производительности и качества обработки.