Способ управления рабочим циклом поперечной подачи при врезном шлифовании и устройство для его осуществления

СНИХ ЕСНИХ СОЮЗ СОВ СОЦИА ЛИС(51)4 В 24 В 51 Е ИЗОБР СВИДЕТЕЛЬСТВ ИСА НИ АВТОРСКОМ(7 1) Куйбышевскийнститут им. В.В.2 В Н Михельк на э . ф-лы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ юл. У 10политехнический и Куйбьппена(56) Авторское свидетельство СССР У 1105294, кл, В 24 В 51/00, 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ЦИК- ЛОМ ПОПЕРЕЧНОЙ ПОДАЧИ ПРИ ВРЕЗНОМ ШЛИФОВАНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области автоматизации технологических про цессов на врезных шлифовальных станках и может быть использовано в стан костроительной, автомобильной, авиадионной и др. отраслях промышленности. Цель изобретения - повысить про= изводительность и точность обработки деталей по диаметральному размеру. Это достигается за счет применения в устройстве интегратора, устройства памяти количества энергии, затраченной на съем припуска на этапе черновой обработки, задатчика интенсивности изменения мощности на этапе чистовой обработки, пяти аналоговых ключей и пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора (ПИД- регулятора). Благодаря им мощность шлифования на. этапе чистовой обработки снижается по экспоненте, постоянную времени которой принимают обратно пропорциональной количеству энергии, затраченной на съем припускатане черновой обработки, 2 с.п,1296385 Изобретение относится к автоматизации технологических процессов на врезных шлифовальных станках и может быть использовано в станкостроительной, автомобильной, авиационной и 5 других отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение производительности и точности размероВ за счет компенсации влияния на режим шлифования вариаций начального при-пуска и режущих свойств инструмента. 2уменьшают (автоматически снижают) в функции времени по экспоненциальному закону, а постоянную времени экспоненты в каждом рабочем цикле принимают (автоматически задают) обра;но пропорциональной количеству энергии Э, затраченной на съем припуска на этапе черновой обработки Р =Р ехр (- - ) С 2 Р/Э ) 4На фиг. 1 представлены графикиизменения мощности шлифования Р(С)и текущего припуска Б(С) в Функции 1времени для трех различных значенийначального припуска обрабатываемыхдеталей Б с Б( Я ;на фиг,2Н2схема устройства управления,Устройство содержит индуктивный д 1датчик 1 припуска детали 2, соединен,ный с двумя компараторами 3 и 4 (выполненными на микросхемах), входыкоторых также соединены с задатчиками 5 и 6 припуска (один - задатчик 5 25припуска текущего значения, другой -задатчик 6 припуска конечного значения, оба потенциометрического типа),электродвигатель 7 шпинделя шлифовального круга, датчик 8 активной мощ-:рности привода шлифовального круга,связанный с устройством 9 памяти ипервым сумматором 10 (который представляет собой интегрально-логическийэлемент типа и ), связанным с интегра- Зтором 11, выполненным на операционном усилителе. Интегратор соединенчерез первый аналоговый ключ 12 с вторым устройством 13 памяти, выход которого подается на вход задатчика 14 4 Омощности на чистовом этапе обработки, выполненного на нелинейных элементах. Устройство содержит такжезадатчик 15 мощности шлифования начерновом этапе обработки, второй и 45третий аналоговые ключи 16 и 17,второй сумматор 18, который соединенчерез четвертый аналоговый ключ 19 спропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором (ПИД-регулятором) 20, который связан с управляемым тиристорным преобразователем 21мощности, соединенным непосредствен-;.но с электродвигателем 22 подачи, задатчик 23 скорости отвода круга и пя- утый аналоговый ключ 24.Сущность способа состоит в том,что на этапе чистовой обработки мощность шлифования Р непрерывно Количество энергии Э зависит глав 1ным образом от величины начального припуска Я заготовки и в какой-то мере от состояния режущей способности шлифовального круга и других технологических факторов. При постоянной мощности шлифования на этапе черновой обработки Р = Сопз 1 количество энергии, затрачиваемой на съем припуска Б-Б (как это видно из фиг.1), будет равно произведению мощности на соответствующую величину машинноговремени Э, - Р, тн 1Вариации начального припуска Ян приводят при прочих равных условиях к изменениям суммарного машинного вре мени на обработку деталей, а также к разбросу температуры обрабатываемых деталей в конце их обработки, и, как следствие, температурного расширения, к вариациям их (отклонениям) диаметральных размеров.При некотором минимальном начальном припуске Бнапример, процесс1черновой обработки будет протекать с постоянной мощностью резания Р , до величины припуска Б, в течение времени. При припуске Б первый комн цпаратор подает команду на отключение задатчика 15 мощности Ри на подключение задатчика 14 Р , (Э, ) соотяветственно через аналоговые ключи 17 и 16.После этого процесс чистового шли фования в течение времени Т, будет продолжаться при экспоненциально снижающейся мощности шлифованияР = Р ехр (- - )щ я Р(Э )с постоянной времени затухания Р(Э). Когда весь припуск в процессе обработки будет снят (Б=О), то сработает второй компаратор 3, который отключит от входа электропривода подачи задатчик 14 мощности на этапе чисУстройство работает следующим образом.Для организации рабочего цикла поперечной подачи при шлифовании, содержащего этапы черновой и чистовой обработки, переключаемые в функции текущего припуска, на первом из них мощность шлифования поддерживают постоянной, а на втором снижают по экспоненциальному закону,Текущий припуск металла контролируется датчиком 1 припуска, выход которого подключен к входам первого и второго компараторов 3 и 4 на их вто 50 товой обработки и подключит задатчик 23 скорости быстрого отвода шлифовального круга от детали. При этом в момент прекращения обработки мощность шлифования имеет значение РЩ 1Положим теперь, что на станок поступила деталь с начальным припуском ББ . Процесс черновой обработки также будет идти с заранее заданными значениями скорости подачи и мощ ности резания, но в течение большего времени Сс , Энергия ЭМ 11 аР , С , затраченная на съем припуска (Б,-Б,), здесь значительно больше энергии, затраченной на съем 15 припуска (Б, -Б, ) на предыдущей детали (Э, = Р г. ), При припуске опять-. таки срабатывает компаратор 4, и начинается процесс чистового шлифования, который будет идти в тече ние времени С , а мощность шлифования в конце обработки составит Р . В отличие от предыдущего случая здесь темп снижения (затухания) мощности шлифования будет быстрее, так как постоянная времени экспоненты Р, = 1/Э, здесь будет меньше постоянной времени экспоненты Р , =1/Э по сравнению с первой, предыдущей деталью. При начальном припус-З 0 ке Б, картина будет аналогичной, но на участке чистовой обработки ,здесь экспоненциально изменяющаяся мощность шлифования будет затухать с постоянной времени Г(Э Р(Э ) 351 З 17Р(Э), так как уровень энергии Э, , затраченной на съем припуска (Б-Б), здесь будет больше, чем уровень энергии Э . Во всех случаях постоянная времени экспоненты авто матически устанавливается обратно пропорциональной количеству энергии, затраченной на съем припуска на этапе черновой обработки. рые входы подаются также соответственно сигналы с задатчика 5 текущего прилуска и задатчика 6 припуска на окончание обработки.На выходах первого и второго компараторов 3 и 4 формируются требуемые для организации рабочего цикла врезного шлифования последовательные сигналы, которые поступают на управляющие входы пяти аналоговых ключей 12 16, 17, 19 и 24.Измерение мощности шлифования производится косвенно по активной мощности, погребляемой из питающей сети электродвигателем 8 шлифовального круга с помощью датчика 8 активной мощности, вход которого подключен к питающей электросети, а выход - к входу устройства 9 памяти и входу первого сумматора 10. Для устранения погрешностей изме.рения мощности шлифования, обусловленных вариациями потерь мощности холостого хода в шпинделе шлифовального круга, в предлагаемом устройстве использован способ запоминания этих потерь с помощью устройства 9 памяти.Сигнал с датчика 8 активной мощности и устройства 9 памяти подается на первый сумматор 10, имеющий два выхода, один является входом второго сумматора 18, другой - входом интегратора 11. На выходе интегратора ,имеется количество энергии, затраченной на съем припуска на этапе черно- вой обработки. Этот сигнал запоминается вторым устройством 13 памяти, причем последнее соединено с интегратором 11 первым аналоговым ключом 12 в дальнейшем сигнал поступает на задатчик 14 мощности шлифования на этапе чистовой обработки Р (Э ). НаЦ 1этапе чернового шлифования осуществляется стабилизация мощности шлифования, уровень которой заранее задается задатчиком 15 мощности по предельной стойкости шлифовального круга или минимуму приведенных затрат. На этапе чернового шлифования сигнал с выхода задатчика 15 поступает на вход второго сумматора 18, на другой вход которого поступает сигнал мощности шлифования с выхода первого сумматора 10. На вход управляемого преобразователя 21 мощности поступает сигнал с выхода ПИД-регулятора 20, на вход которого подается управляющий сигнал с выхода второго суммато 1296385ра 18, При этом организуется системастабилизации мощности шлифования начерновом этапе обработки,Момент начала цикла чистовой обработки фиксируется датчиком припуска, при этом первый компаратор 3 размыкает третий аналоговый ключ 17 изамыкает второй аналоговый ключ 16;Сигнал с выхода задатчика мощностишлифования на чистовом этапе обработки поступает на вход второго сумматора 18. Задатчик мощности формируетэкспоненциально изменяющийся сигналзадания величины мощности шлифования, который принимают обратно пропорциональным количеству энергии,затраченной на съем припуска на этапечерновой обработки.Применение в устройстве интегратора 11, второго устройства 13 памяти количества энергии, затраченнойна съем припуска на этапе черновойобработки , задатчика 14 интенсивности изменения мощности на этапе чистовой обработки, пяти аналоговых клю 25чей и ПИД-регулятора 20 позволяетдостичь повышения производительности и точности обработки деталей подиаметральному размеру, мощность шлифования на этапе чистовой обработкиснижают По экспоненте, постояннуювремени которой принимают обратно пропорциональной количеству энергии,затраченной на съем припуска на этапе черновой обработки. По окончании 35чистового шлифования, что также фик-.сируется датчиком 1 припуска и включенным на его выход вторым компаратором 4, компаратор открывает пятыйаналоговыйключ 23 и закрывает третий аналоговый ключ 19, за счет чего поступает сигнал с задатчика 23скорости отвода на вход 1 ПЩ-регулятора 20 и через управляемый преобразователь 21 Мощности подается сигналэлектродвигателю 22 подачи.Устройство приходит в исходное состояние, ипосле поступления новой детали рабочий цикл врезного шлифования повторяется. 50Формула изобретения1. Способ управления рабочим циклом поперечной подачи при врезном шлифовании, содержащем этапы черновой и чистовой обработки, на первомиз которых мощность шлифования поддерживают постоянной, а на второмснижают по экспоненциальному закону,переключаемые в функции текущего припуска, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения производительности и точности обработки деталей,мощность шлифования на этапе чистовойобработки снижают по экспоненте,постоянную времени которой принимают обратно пропорциональной количествуэнергии, затраченной на съем припускана этапе черновой обработки. 2. Устройство для управления рабочим циклом поперечной подачи при врезном шлифовании, содержащее датчик припуска детали, соединенный с первым компаратором, на вход которого подключен задатчик текущего припуска, а на выход - первый, второй и третий аналоговые ключи, соединенные последовательно датчик активной мощности, первый сумматор, второй сумматор, четвертый аналоговый ключ и преобразователь мощности, связанный с электродвигателем подачи круга, задатчик скорости отвода круга, связанный с пятым аналоговым ключом, задатчики мощности на черновом и чистовом этапах, связанные с вторым сумматором соответственно через третий и второй аналоговые ключи, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что в устройство введены между четвертым аналоговым ключом и преобразователем мощности пропорционально-интегрально-дифференциальный регуляторсоединенные последовательно задатчик конечного значения припуска и второй компаратор, второй вход которого соединен с датчиком припуска, а выходы с четвертым аналоговым ключом и через пятый аналоговый ключ - с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором, первый блок памяти, включенный между выходом датчика активной мощности и вторым входом первого сумматора параллельно связи этих элементов, второй блок памяти, включенный между первым аналоговым ключом и выходом задатчика мощности на чистовом этапе, и интегратор, включенный между выходом первого сумматора и первым аналоговым ключом.- гать фиг с. Редактор М. Петрова Тираж 716 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 706/19 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,4 Рш Рш Рш Составитель А. СеменоваТехред И,Попович КорректорМ. Шароши