Способ управления процессом запрессовки на механическом прессе

(56) Выложенная ЗаявкаУ 59-7531, кл. В 23 Р1984. техническиппева Лысов,Японии9/04, опублик ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПОфДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К ТОРСНО СИДТПСТ(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЗАПРЕССОВКИ НА МЕХАНИЧЕСКО 11 ПРЕССЕ(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к процессамобработки давлением для соединенияи сборки изделий, Цель - повышениекачества запрессовки путем обеспечения заданного закона приращенияусилия запрессовки на всем рабочемходе и точного определения моментов окончания отдельных этапов запрессовки и процесса в целом. Осуществляется непрерывный контроль усилия запрессовки во время перемещения рабочего органа пресса с одновременнымвычислением производной усилия запре с сов ки по перемещению, сравнени"ем текущего значения производной сзаданным и определением мест скачкообразного изменения этой производной как показателя перехода границыэтапов обработки. Этот сигнал используется для коррекции сигналовуправления скоростью электроприводарабочего органа пресса, а также дляостановки процесса в конце и на границах этапов обработки, если значение производной выйдет за пределызаданных дойусков. Этим обеспечивается повышение качества готовых изделий и исключение получения бракованных соединений. 3 ил.Изобретение относится к машинотроению, в частности к процессам бработки давлением для соединения сборки изделий.Целью изобретения является повыпение качества запрессовки путем фбеспечения заданного закона приращения усилия запрессовки на всем абочем ходе и точного определения 10ментов окончания отдельнык этапов апрессовки и процесса в целом.На фиг. 1 показана диаграмма заисимости усилия запрессовки Р от еремещения Ь (или глубины запрессов и); на фиг. 2 - схема устройства ля осуществления способа управлеия электромеханическим прессом; наиг, 3 - прессовое,соединение двух деталей в изделие, 20Изготовление этого изделия запресовкой из двух заготовок характериуется процессом, который условно разит на пять этапов соответствующих вонам 1-Ч . (фиг.1). 25На первом этапе в зоне 1 осуществляется быстрое перемещение пуансоа с закрепленной в нем деталью собираемого прессового соединения из точки с координатой Ь в точку Ь 30 Причем сборочное усилие Р в пределах зоны 1 должно удовлетворять условию Р = О, так как в этой зоне происходит сближение деталей прессового ,соединения без контакта друг с другом. Если усилие будет отлично от нуля, то детали собираемого прессового соединения отбраковываются, а процесс прерывается.На Втором этапе В зоне ЕТ, начи ная с тачки с координатой Ь , скорость перемещения пуансона уменьшается до требуемого для эапрессовки значения и остается неизменной до конца процесса сборки. В этой зоне, начинающейся от точки Ь и заканчи, вающейся в точке с координатой 1 происходит центрирование соединяемых деталей за счет взаимодействия их друг с другом фасками. В результате этого в зоне 11 сборочное усилие Р будет отлично от нуля и должно удовлетворять условию О ыГ ( Г где Р, - предельно допустимое значение сборочного усилия которое может Возникнуть во время центрирования. В случае несоблюдения данного условия, собираемое прессовое соединение отбраковывается, а процесс прерывается., Зона 1 Ч ками с коор ветствующая ся тем, что расположенная между точинатами Ь и Ьз ( соот этапу), характеризует. из-за неизменности площади поверхности контакта собираемык деталей не должно происходитьзначительных изменений сборочногоусилия Р, которое должно удовлетворять условию Р 2 с Р с РЗУ гдеР и Р - значения соответственнонижней и верхней границы поля допуска на прочность в осевом направлениисобираемогопрессового соединения,В случае невыполнения этого условия,собираемое прессовое соединение отбраковывается, а процесс прерывается. На последнем этапе в зоне Ч происходит взаимодействие собираемык д талей торцами и сопровождает резким увеличением сборочного усилия Р до предельного допустимого значения Р, при котором не происходит повреждение деталей пресса или собираемого прессового соединения, Как только сборочное усилие достигнет значенияпроизойдет остановка пуансона,и этом должно выполняться следуюусловие: 4 Пр щее Г 4 1Ь,с Ь Ь 4,где Ь и Ь 4 - координаты точекляющихся границами эоны Ч, Еслное условие не Выполняется, то об На третьем этапе в зоне 111, ограниченной точками с координатами Ь и Ь, идет процесс сопряжения деталей прессового соединения по цилиндрическим посадочным поверхностям. ПроцЕсс запрессовки должен сопровождаться плавным нарастанием сборочного усилия Р, соответствующим увеличению площади поверхности контакта собираемых деталей. В этой зоне текущее значение производной ЙР/ЙЬ сборочного усилия по глубине запрессовки должно удовлетворять условию1 РйЬгде К и К - значение соответственно нижней и верхней границы поля допуска на производную сборочного усилия по глубие запрессовки. Если это условие не будет удовлетворено, то собираемое прессовое соединение отбраковывается, а процесс прерывается.ранное прессовое соединение отбрако-вываетсяСигналы прерывания процесса и отбраковки изделий формируются в системе управления электроприво 5дом,Устройство управления прессом(фиг.2) состоит из блока 1 определения зоны запрессовки, блока 2 задания положения, блока 3 задания усилия, блока 4 задания производной,блока 5 дифференцирования, трех блоков 6-8 сравнения, блока 9 управленияэлектроприводом, двигателя 11 постоянного тока, электропривода 10,датчика 12 положения (например,электрооптического ротационного датчика), механизма 13 перемещения (например, передачи винт-гайка) рабочего органа в виде пуансона 14, датчика 15 усилия (например, магнитоупругого датчика сжимающих усилий).Выход датчика 12 положения соединен с входом блока 1 определения зоны запрессовки, с первым входом блока 5 дифференцирования и с первымвходом первого блока 6 сравнения.Выход блока 1 определения зоны запрессовки подключен к входам блока 2задания полОжения, блока 3 заданияусилия и блока 4 задания производной. Выход блока 2 задания положенияподключен к второму входу первогоблока 6 сравнения, Выход блока 3 задания усилия подключен к первомувходу второго блока 7 сравнения. Выход блока 4 задания производной под-.ключен к первому входу третьего бло 40ка 8 сравнения. Выходы трех блоков6-8 сравнения подключены соответственно к первому, второму и третьемувходам блока 9 управления электроприводом, выход которого соединен с входом электропривода 10. К выходуэлектропривода 10 подключен двигатель 11 постоянного тока, механически связанный с датчиком 12 положенияи механизмом 13 перемещения, на линейно перемещающейся части которогосмонтирован пуансон 14, оснащенныйдатчиком 15 усилия. Выход датчика15 усилия соединен с вторым входомблока 5 дифференцирования и с вторымвходом второго блока 7 сравнения.Упомянутые блоки 1-9 реализуются,например, на базе стандартного устройства ЧПУ,Сборка изделия (фиг,3) заключается в запрессовке детали 16 в деталь17, причем первая из них закрепляется в подвижном пуансоне 14, перемещение которого осуществляется механизмом 13, приводимым двигателем11, связанным с электроприводом 10. Собираемые детали 1 Ь и 17 имеют фаски 18 и 19 для обеспечения захода в начале сборки, а сопряжение осуществляется по цилиндрическим поверхностям 20 и 21 до смыкания деталей торцами 22 и 23, что характеризуется резким увеличением усилия и остановкой процесса.Изменение усилия запрессовки на границах участков (фиг.1) сопровождается скачкообразным изменением про" изводной усилия по глубине эапрессов" ки, что позволяет вести контроль и дополнительную отбраковку по участкам процесса. При этом отбраковка сопровождается остановкой электро- привода пуансона 14 и при необходимости - возвратом в исходное положение.Устройство управления процессом запрессовки на механическом прессе работает следующим образом.После подачи команды на начало запрессовки, включается двигатель 11, вращение вала которого преобразуется механизмом 13 перемещения в линейное перемещение пуансона 14 с находящейся в нем деталью 16 собираемого прессового соединения. На основании информации о текущей координате пуансона, поступающей с датчика 12 положения, блок 1 определения зоны запрессовки определяет зону, в которой в данный момент находится пуансон 14, Согласно заданной программе процесса запрессовки по команде блока 1 определения зоны запрессовки в блоках 2, 3 и 4 формируются уставки положения пуансона, сборочного усилия и производной сборочного усилия по глубине запрессовки, соот" ветствующие данной зоне процесса запрессовки. Уставка на положение пуансона сравнивается в первом блоке 6 сравнения с текущей координатой пуансона, поступающей в этот блок от датчика 12 положения. Уставка на сборочное усилие сравнивается во втором блоке 7 сравнения с текущим значением сборочного усилия, информация о котором поступает в этотТаким образом, пред об управления позвол ачество прессовых со чет контроля текущег чного усилия и прои ого усилия по глубин лагаемый сп ет повысить динений за значения сбводной сборо запрессовки 5 14 блок от датчика 15 усилия. Уставка на производную сборочного усилия по глубине запрессовки сравнивается в третьем блоке 8 сравнения с текущим значением производной, которое поступает в этот блок из блока 5 дифференцирования, где производится выч сление производной сборочного усил я по глубине запрессовки на основ нии информации о текущих значениях к ординаты пуансона и сборочного у илия, поступающих соответственно о датчика 12 положения и датчика 15силия, Разности между текущими значениями координаты пуансона, сборочного усилия, производной сборочного у илия по глубине запрессовки итавками на данные величины постуают от блоков бсравнения в блокуправления электроприводом, который на основании полученной информациирмирует соответствующее напряжениеадания на входе электропривода 10, 1 егулирующего скорость вращения двиателя 11, а также осуществляющее уск, остановку и реверс его.ав цет произ с этапов запрессовки лом доп водную у 25 мещениюпроизвод значение ния испо олнительно определяюсилия запрессовки прабочего органа, синой сравнивают с задм и результат этогользуют для коррекциропривода рабочегоа при выходе сигналусилия запрессовкирабочего органа за пдопусков формируютановки процесса. перенал этойанным сравн скорогана и эле пресса, изводно мещению заданных налы ос еределы я сиг 33744 6а также для каждой эоны граничныхпараметров.Формула изобретения 5Способ управления процессом запрессовки на механическому прессе,заключающийся в том, что в процессезапрессовки измеряются текущие значения усилия и перемещениярабочего 10 органа, эти значения сравниваются сзаданными и результирующий сигналявляется управляющМм сигналом электропривода перемещения рабочего органа пресса и соответственно изме няет текущее значение усилия запрессовки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,сцелью повьппения качества запрессовкипутем обеспечения заданного законаприращения усилия запрессовки на 2 ц всем рабочем ходе и точного определения моментов окончания отдельных1433744 ставитель В. Грибовахред Л.Сердюкова Корректор С.Бек Середа дак каз 54 Проектная, 4 Произв нно-полиграфическое предприятие, г. Уж ВПИИП по 13035, Тираж 922 Гасударственного елам изобретений сква, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5