Способ управления скоростью перемещения резака газорезательной машины относительно заготовки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1569131 51)5 В 23 К 7/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕН и ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ЕНИ якоб бескон обрабо частно и литеи асти машиактным меки сложноти при разных прибыия явля можнос ости заг тся расширение ей за счет учета товок от заданавлена- граф - стющего диаграмма скоик перемещений уктурная схемапредлагаемый еляет технприбылейа при пом логическии проот заготовки 2 щи резака 4 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Краматорский индустриальный институт и Краматорский научно-исследовательский проектно-технологический институт машиностроения(56) Механизированная газокислородная резка слитков электродов. 25.1.920005 ТИ. Министерство тяжелого и транспортного машиностроения, 1984, с. 11 - 14.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЕЗАКА ГАЗОРЕЗАТЕЛЬОЙ ЯШИНЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗАГОТОВКИ(5) Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесконтактным методам Изобретение относитностроения, а именно ктолам предварительнойпрофильных заготовок, вделке или при отделенилей.Целью изобретентехнологических возотклонения поверхнной формы.На фиг. 1 предстростей; на фиг. 2резака; на фиг. 3устюйства, реализуспособ.Способ опредцесс отделенияпо линии 3 рез предварительной обработки сложнопрофильных заготовок, Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Управление скоростью перемещения резака в плоскости реза производится при помощи раздельных приводов по координатам продольного и поперечного перемещений, Скорость перемещения резака по координате продольного перемещения задается функционально от толщины прорезаемого металла и параметров режущей смеси. По координате поперечного перемещения скорость задается в два этапа. На первом этапе производится задание скорости в зависимости от скорости перемещения по координате продольного пе ремещения и от формы сечения разрезаемой заготовки в плоскости реза. На втором этапе полученное значение скорости по коор- э динате поперечного перемещения корректируется с учетом измеренного значения зазора между резаком и заготовкой. 3 ил. основан на принципе раздельного управления приводами перемещения резака по координатам Х и У. В общем случае резак 4 может иметь большее количество степеней свободы, от 4 до 6, однако при рассмотрении способа увеличение количества координат не является принципиальным. Все движение резака разделяют на задающее и вспомогательное, Задающее движение осуществляется резаком в ходе выполнения технологического процесса, например, по оси Х, тогда по оси У осуществляется вспомогательное движение. Скорость задающего движения У(фиг. 1) задается расчетным путем с учетом того, чтобы при данной конфигурации разрезаемой заготовки (крут, эллипс, квадрат, ромб и др.), материале и известном удельном расходе и качестве рабочей сме 1569131си, заготовка прорезалась бы на полную глубину.Отрезка прибыли 1 осуществляется при плоскопараллельном перемещении резака 4 в плоскости Х, У так, что срез его все время находится на одинаковом удалении Ьд от поверхности прибыли 1, т. е. срез резака должен перемещаться по кривой 5, параллельной линии 3 реза. При этом на поверхности отрезаемой прибыли могут ииеться неровности 6 (фиг. 1), Управление перемещением резака осуществляется дискретно по оси Х с заданной дискретностью ЛХ. При перемещении резака относительно поверхности прибыли с заданной геометрической формой, например круг за время смещения его на величину ЛХ по оси Х (фиг. 2) смещается на величину ЛУ=ЛХ фоа по оси У со скоростью Р"=К фа (фиг. 1). При наличии неровности 6 на поверхности отрезаемой прибыли 1 за время перемещения резака на величину ЛХ по оси Х он должен дополнительно сместиться по оси У на величину . - 1 со скоростью Л У= Р," +Л 1, где Ы - приращение скорости 11 о оси У, связанное с наличием неровности 6 на прибыли 1. Тогда (фиг. 2) имектЛУ=ЛХ 1 да; Л У+1 - 1 =ЛХГду.С другой стороны (фиг.) имеют,=К фа, а 1+Л 1=" 1 р",находя значение 1 д 7 и посставляя его,получаютТаким образом, весь процесс управления разбивается нз л дискретных участков, при этом за каждый 1-й шаг определяют значение 1 да, затем задакт нз привод перемещения резака 4 по оси Х, сигнз 1 рассогласования, соответствующий текущему значению скорости К а на привод пере. мещения резака 4 по оси У сигнал рзссоглз. сования соответствующий скорости 1 Я. При :.том дополнительно определяют величину 1 и в соответствии с ее значением корректируют получснную скорость перемещения реазкз 4 п оси У на величину Л.111 игл п 1 ельное значение скорости зад 1 о.1 н 1 отработку приводом перемещения Рз;кз 4 Ги оси У нз том же г-м шаге.,Гс чразом, скорость перемещения реза.: 4 1 о оси У задается в два этапа: до вычис" .:.1 ия поправки ЛЪ задается расчетное зна-с 1 . 11 лученнсР для-го шага, и после прорк дс йствтельсй величины зазора меж.псзом рсззкз 4 и прибылью 1 вносится 1; звкз нз всличину ЛЪ.:)то дп т всзможность сократить время с,1 п(Г 11 гесса системы перемещения резака при отработке неровностей поверхности отрезаемой прибыли 1 и отследить все указанные неровности.Устройство (фиг, 3) содержит резак 4,закрепленный на штанге 7, механически связанной с приводом 8 подачи резака 4 по оси Х, размещенным на платформе 9, перемещаемой на штанге 10, механически связанной с приводом 11 подачи резака 4 по оси Х, датчик 12 величины зазора резак изделие, механически закрепленный на резаке 4, датчик 13 текущего положения Х; резака 4 по оси Х, механически закрепленный на платформе 9, устройства 14 и 15 согласования, буферные устройства 16 и 17, два микропроцессора 18 и 19 и пульт 20 оператора (типа дисплея или кнопочно-клавишного), имеющих общую шину 21 данных. Причем управляющие выходы микропроцессоров 18 и 19 через буферные устройства 16 и 17 подключены к управляющим входам приводов 8 20 и 11 соответственно, а выходы датчиков 2и 13 через устройства 14 и 15 согласования подключены к входам данных микропроцессоров 8 и 19 соответственно, шина 21 данных для микропроцессора 18 является однонаправленной (только на потребление), а для микропроцессора 19 - двунаправленной (нз потребление и передачу), Кроме того, микропроцессорь 1 18 и 19 и пульт 20 оператора имект общие цепи управления (не показаны). Пульт 20 оператора через соответЗ 0 ствующую релейно-контактную пускорегулирующуо систему (не показана, тзк как структурно ояз входит в состав пульта 20 оГерзторз) подклкче 1 по цепям 22 и 23 и к управляюдим входам приводов 11 и 8 подач соответственно.Устройство может работать в двух режимах: ручном и автоматическом.Ручной режим предназначен в основномдля проведения отладочных работ на газорезательной машине и поэтому не является характерным.Б автоматическом режиме перед началом работы в память микропроцессоров 19 и 18 с пульта 20 оператора заносятся исходные данные поданной на разрезку заготовки: в память ведущего процессора 19 4 диаметр (радиус) прибыли, значения коэффициентов а, Ь и требуемый шаг ЛХ по оси Х, а в память ведомого процессора 18 - ЛХ и 1 а Рассматривают технологический процесс, начиная с некоторого произвольного момента времени, когда окончено управ ление в предыдущем (Г -) шаге, в результате которого становится известной величина 6( - 1). По команде Начало процессор 19 производит инициализацию, а также выдает данное ЛХ на ввод в процессор 18. Одновременно при помощи датчика 13 производится 5 Ь определение координаты Х;, значение которойпоступает через устройство 15 согласования на вход. процессора 19, в котором производится расчет толщины прорезаемого металла6;, ЛУ и 1 да. Полученное данное 1 да вводится в память процессора 18., одновременно производится расчет необходимг й скорости 1, перемещения инструмента 4 по оси Х. Полученное данное У транслируется в память процессора 18, Получение данного Г служит также сигналом запуска (начало) процессора8. Г 1 о полуценным данным вычисляется значение скоростиотвода инструмента 4 от прибыли 1, В силу того, цто вычисление скорости К, происходит за весьма малое время (операция умножения двух чисел кратковременная), отр:ботка полученных значений скоростей К и У приводами 11 и 8 по осям Х и У соответственно, подключенными через буферные устройства 1 и 16, начинается практически одновременно. Одновременно с этим процессор 18 запрашивает действительное значение 1 зазора резак-заготовка с датчика 12 и производит сравнение полученного с выхода датчика 12 через устройство 14 согласования значения 1 и Бад, Если Бад=, то скоростьидентифицируется как ф. Если же Ьдд, то производится вычисление скорректированного значения скорости-- +К", которое и подается через буферчое устройство 16 на отработку привода 8 по оси У, в результате чего резак 4 отводится,подводится) от прибыли 1 по штанге 7 с большей (меньшей) скоростью. Отметим, что в зависимости от знака разницы (Ьд - 1) отвод резака может быть вообще заменен на подвод. По окончании -го шага управления в процессоре 19 производится оценка текущего положения инструмента с целью установления неравенства Х(2 Я. Если это неравенство удовлетворяется, цикл возобновляется. В обратном случае процессор 19 заканчивает рабочий цикл, а процессор 18 предварительно перед окончанием рабочего цикла возвращает резак 4 в исходное положение, для того, чтобы при перемещении газорезательной машины по рельсовым путям не произошла поломка резака 4 из-за его контакта с прибылью 1.При практическом использовании способа, полученное значение скорости Ь;, задаваемой на отработку приводом 11 по оси Х целесообразно уменьшить на 5 - 1 ОЯ, что иктуется наличием на поверхности слитка таких тугоплавких включений, как шамот,окалина и др,Характерной особенностью процесса является следующее. В начале работы при значении Х=-0 расчетное значение скорости Х, должно быть равно бесконечности. Поэтому на первом шаге скорость не рассчитывается, а выбирается по максимальному значению скорости привода 11, что должно быть обязательно учтено при составлении программы микропроцессора 19. Таким образом, способ позволяет расширить технологические возможности, пол.цостью авгоматизировать собственно процесс кислородной резки, цто позволяет поднять производительность, улучшить качество прозведения процесса (изоежать затрат ца дополнительную мехацическу ю обработку поверхности в плоскости реза), сэкономить значительное количество рабоцсй смеси (в особенности кислорода и флюса) и улучшить условия труда.форяули изобретеяияСпособ управления скоростью перемещения резака газорезательной машины относительно заготовки в плоскости реза, включающий в себя измерение текущего положения резака по координате продольного перемещения и регулирование положения резака гри его движении относительно заготозкн раздельцыми приводами по координатам продольного и поперечного перемещений при заданной оптимальной величине зазора между резаком и заготовкой, причем скорость перемещения резака по координате продольного перемещения задают в функциональной зависимости от толщины разрезаемого материала, давления и расхода кислорода, природного газа. воздуха и расхода флюса, отличающийся тем, что, с целью оасширения технологических возможностей за 30 счет учета отклонения поверхности заготовки от заданной формы, скорость поперечного перемещения резака предварительно задают в соответствии с формулой1=К 1 да,35где Р - скорость продольного перемещеничрезака;а - расчетное значение угла между касательной к заданной геометрической поверхности заготовки в плоскости реза и координатой продольного перемещения резака относительно заготовки.при всех значимых величинах скорости продольного перемещения резака производят 45 текуший контроль действительного значения зазора между резаком и заготовкой и по результатам контроля корректируют полученное значение скорости поперечного перемещения резака в соответствии с формулой50где Ьд - заданное оптимальное значение зазора между резаком и заготовкой;д - измеренное знацение зазора междурезаком и заготовкой;55ЛХ - разрешающая способность определения местоположения резака по координате продольного перемещения.СоставитеТехред И. Тираж 637 обко рственного комитета по изоб 13035, Москва, Ж - 35, Р о-издательский комбинат П ль В. РодимовВерес КоррПодпетениям и открытияушская наб., д. 4тент, г. Ужгород,ктор Л. Г 1 атай сное при ГКНТ СССР5 л Гагарина, 101