Устройство для управления шлифовальным станком

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК бО 4 С 05 В 19/33 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СО 00 4 ь М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯШЛИФОВАЛЬНЪМ СТАНКОМ(57) Изобретение относится к приборам контроля за подачей шлифовального станка. 801381433 А 1 Цель изобретения - повышение точности и производительности устройства, В устройстве с помощью датчика 1 измеряется оставшийся припуск, а с помощью датчика мощности привода подачи 5, преобразователя сил резания 4, интегратора 8, задатчика времени 6 и формирователя импульсов 7 средняя за время интегрирования мощность сил резания. С помощью четырех пороговых элементов 2, 3, 10 и 12, умножителя 11 и вычитателя 9 блок генератора 13 включает и отключает шаговую подачу так, что средняя мощность сил резания изменяется в зависимости от величины оставшегося припуска по трапецеидальному алгоритму. 1 з, и, ф-лы, 4 ил.25 30 35 Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для автоматического управления подачей шлифовального станка.Цель изобретения повышение точности и производительности устройства.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма цикла обработки одной детали; на фиг. 3 - схема блока генератора; на фиг. 4 осциллограммы сигналов для условий обработки с продольной подачейУстройство для управления шлифовальным станком содержит датчик 1 припуска, пороговые элементы 2 и 3, преобразователь 4 сил резания, датчик 5 мощности привода подачи, задатчик 6 времени и формирователь 7 импульсов, интегратор 8, вычитатель 9, пороговый элемент 10, умножитель 11, пороговый элемент 12, блок 13 генератора. Блок 13 генератора содержит дешифратор 14, триггер 15, элемент И 6, генератор 17 импульсов и инвертор 8. Устройство позволяет реализовать трапецеидальный алгоритм управчения поперечной подачей по среднему значению Рмощности сил резания и величине 8 оставшегося припуска: до припуска 5=-5 Рр поддерживается на постоянном уровне Рь а после достижения припуском значения . мощность Рр снижается по прямой от Р до заданно. го конечного значения Р. Среднее значение мощности сил реззния измеряется за заданное время интегрирования 1, что позволяет нспользовзь усзгойство для обработки длиппых детзли с применением продольнои по дачи.При использовании устройства в услови ях, когда отсутствует продольная подача круга относительно детали (обработка шеек коленвалов, колец подшипников и других деталей происходит голько с помощью поперечной подачи), в качестве задатчика времени можно применить генератор прямоугольных импульсов. длительность которых равна времени интегрирования 1. Если обработка идет с использованием продольной подачи, когда круг частично выходит за краЙ детали, то в качестве зздзтчика времени можно применять выклкгчзтели путевые: контактные типа ВПК илн бесконтзктные БВК, КВД, ПИШ и т, и.Интегратор может быггь реализован, например, в виде интегратора со сбросом, который позволяет усреднять мощность сил резания за зздз нный промежуток времени 1.Устройство работает следующим образом.При подводе шлифовзльного круга к детали со станка на вход устройства поступает сигнал. В преобразователе 4 сил резания осуществляется запись мощности холостого хода привода подачи Р". Сигнал о текущей мснцносги привода подачи Р-. поступает 5 10 15 20 40 45 50 55 в преобразователь 4 сил резания с датчика 5 мощности привода подачи. Преобразователь 4 сил резания формирует сигнал мощности сил резания Р=Р - Р", который при подводе круга равен нулю (так, как при шлифовании воздуха Р.=Р,х) Одновременно на шаговый двигатель механизма подачи поступают импульсы с блока 13 генератора, так как триггер 15 после прихода очередного импульса 1 на его С-вход устанавливается в единичное состояние и открывает элемент И 16 для прохождения импульсов с генератора 17 импульсов.В момент, обозначенный точкой 1 на (т. 1) фиг. 2, круг касается детали,11 ри непрерывном поступлении импульсов на шаговый двигатель увеличивается средняя мощность сил резания Р., (см. участок от т. 1 до т. 2 на фиг. 2), измеряемая в устройстве в течение времени интегрирования 14 (при шлифовании с продольной подачей это - время прохода круга внутри детали см. фиг. 4).Мгновенная мощность сил резания Р(1) (см. фиг. 4 б) пропорциональна величине упругих деформаций Ь., длине контакта круга с деталью (см. фиг. 4 а), жесткостисистемы СПИД:Р () = 1(1 5 у д Сгде 1 - коэффициент пропорциональности, зависящей например, от твердости круга, детали, температуры, свойств смазочно-охлаждающей жидкости.Когда круг выходит за край детали (положенияи 2 круга относительно детали на фиг. 4 а) длина контакта ь уменьшается и могцность сил резания Р(1) издает, з когда круг входит в детал (положение 3 нз фп. 4 з мощность Р(1) снова возрастает.Средняя мощность Р(фиг. 4) определяется в интеграторе 8. Время интегрирования 1 задается с помощью задатчика 6 времени, з сброс интегратора 8 осуществляется по импульсу 1 каждый раз после задержки на время ь Импульсы 1, поступают в блок 13 генератора.Когда средняя мощность сил резания Рстановится выше уровня Р (т. 2 на фиг. 2), срабатывает третий пороговый элементО, изменяется значение выходного сигнала дешифратора 14 (у=О). Поэтому после поступления в блок 13 генератора очередного импульса 1 триггер 15 возвращается в исходное состояние, закрывая элемент И 16, прекращается поступление импульсов генератора 17 импульсов на выход устройства (Подача) и мощность сил резания начинает падать (интервал времени от т. 2 до т.3 на фиг. 2).Как только Рр опускается ниже уровня Р (это происходит через некоторое время, зависимое от инерционности системы), третий пороговый элемент 1 О возвращается в исходное состояние и после срабатывания триггера 15 вновь включается подача (т. 3на фиг. 2), В дальнейшем включение и отключение подачи происходит так, что мощность сил резания Р.р колеблется около заданного уровня Рь а величина оставшегося припуска Ь уменьшается до значения Я (от т. 2 до т. 4 на фиг. 2).Как только припуск уменьшается до величины 5, срабатывает второй пороговый элемент 3 (т. 4 на фиг. 2), и начинается этап чистовой обработки детали.На этапе чистовой обработки (при 0( (Ь(5) блок 13 генератора включает подачу после прихода очередного импульса 1, если при этом сработал четвертый лороговый элемент 12.На входы четвертого порогового элемента 12 поступают сигналы с выхода умно- жителя 11 а 5 (где а= ---- коэффи 9циент наклона прямой А-А на этапе чистовой обработки, см. фиг. 2) и с выхода вычитателя 9 (Рср - Рг). Подача включается при условииаЬ)Р Р - Рг,а выключается приа(Рср - Рг,где Рг - параметр программы, который задает мощность сил резания в конце обработки.В результате такого управления подачей на чистовом этапе мощность сил резания Рср снижается по прямой А-А с заданным наклоном а. Заканчивается обработка, когда весь припуск снят (5=0). При этом срабатывает первый пороговый элемент 2, устройство выдает команду на быстрый отвод круга (сигнал Отвод) и одновременно с помощью инвертора 18 блока генератора 13 отключается шаговый двигатель подачи. Таким образом, независимо от изменения режущих свойств круга и жесткости системы СПИД мощность сил резания изменяется в зависимости от оставшегося припуска по трапецеидальному алгоритму, что обеспечивает повышение производительности и точности обработки.Повышение точности происходит благодаря управлению подачей по среднему значению мощности сил резания, измеренному за заданное время 14, а повышение производительности устройства достигается благодаря реализации оптимального алгоритма управления, так как трапецеидальный алгоритм является оптимальным по производительности для шлифования.формула изобретения1. Устройство для управления шлифовальным станком, содержашее преобразователь сил резания, датчик мошности привода подачи, датчик припуска, три пороговых элемента, умножитель и вычитатель, вход преобразователя сил резания подключен к выходу датчика мощности привода подачи, управляющий вход преобразователя сил резания соединен с входом устройства, выход датчика припуска подключен к входам 15 первого и второго пороговых элементов,выход первого из которых является первым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно дополнительно снабжено четвертым пороговым элементом, интегратором формирователем импульсов, задатчиком времени и блоком генератора, выход которого соединен с вторым выходом устройства, а первый - четвертый входы блока генератора подключены к выходам четырех пороговых 25 элементов, пятый и шестой входы блока генератора подключены соответственно к входу устройства и первому выходу формирователя импульсов, вход которого соединен с задатчиком времени, а второй выход подключен к управляющему входу интегратора, З 0 выход которого соединен с входом третьегопорогового элемента и с входом уменьшаемого вычитателя, а вход подключен к выходу преобразователя сил резания, вход умножителя соединен с выходом датчика припуска, входы четвертого порогового элемента под ключены к выходам умножителя и вычитателя.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что блок генератора содержит дешифратор, инвертор, триггер, элемент И и генератор 40 импульсов, подключенный к первому входуэлемента И, выход которого соединен с выходом блока генератора, а второй вход - с выходом триггера, тактирующий вход которого является шестым входом блока генератора, а входы для сигналов соединены 45 с выходами дешифратора, входы дешифратора являются соответственно пятым, третьим, вторым и четвертым входами блока генератора, первый вход которого через инвертор соединен с третьим входом элемента И.( Исп никова Корректо Подписно Эрдейи Редактор Л. ПчоинскаяЗаказ 84/4ВНИИПИ Государственн3035,МПроизводственно-полиг Составитель ЛТехред И. ВерТираж 866ого комитета СССРсква, Ж - 35, Рауафическое предпри по делам изобретений и открытийшская наб., д. 4,5ятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4