Система автоматического управления положением инструмента металлорежущего станка

382065 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеших РеспубликЗависимое от авт, свидетельства323766Заявлено 15.Ч 11.1971 ( 1681570/25-8)с присоединением заявкиПриор итет Л. Кл. С 05 Ь 1900 сударственный комитетавета Министров СССРао делам изобретенийи атирытий ДК 62-503,55(088.8) вано 22,Ч,1973, Бюллетень22 убли ата опубликования описания 26.Х 1,19 Авторыизобретени Василье в, В, Г. Зусман, И, А, В Г. В. Бронштейн и Е ентальный научно-иссле металлор ежу щихьфсон, М. . Гордонвательскианков кии,Заявител Экспе нститут КОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА ИСТЕМА АВТОМАТИЧ ИНСТРУМЕНТ щен на вием и к пневженной ический обесперезец, тружки езания. тстемы; а датПо основному авт. св.323766 известна система автоматического управления положением инструмента металлорежущего станка, содержащая блок управления перемещением рабочего органа с инструментом по двум 5 координатам с заданием информации об окончательном черновом контуре детали в цифровом коде; блок для определения положения инструмента в начале каждого чернового прохода; блок сравнения действительного 10 положения инструмента с заданным программой; блок запоминания положения инструмента в момент встречи его с заданным программой окончательным черновым контуром детали. 15Недостатком известной системы является то, что она не позволяет обрабатывать детали из заготовок произвольной формы типа ступенчатых поковок и т. п. Кроме того, система, реагируя на изменение твердости заготовки, 20 изменяет глубину резания, тогда как в ряде случаев экономически более целесообразно было бы изменение подачи. При этом назначение исходной глубины резания с учетом быстродействия привода, колебания твердости 25 заготовки и других параметров резания должно предусматривать большой запас по длине режущего лезвия инструмента, что приводит к неполному использованию возможностей инструмента и потере производительности. 30 Предложенная система устраняет указанные недостатки и расширяет технологические возможности станка за счет того, что в нее введены датчик для определения предельной глубины резания, взаимодействующий с контуром заготовки, установленный непосредственно на резце вблизи режущего лезвия на расстоянии от вершины, примерно равном длине режущего лезвия, и блок анализатора сигналов датчика и устройства для измерения силового параметра резания, вырабатывающий в блок управления перемещением инструмента сигнал, определяющий возможность движения инструмента по одной из координатных осей или двум осям одновременно с сохранением или изменением величины подачи. Датчик предельной глубины разме задней грани резца под режущим лез выполнен в виде сопла, подключенного мосистеме высокого давления, снаб преобразователем давления в электр сигнал.Такое конструктивное исполнение чивает простоту встройки датчика в надежность его работы и защиту от с и охлаждающей жидкости в зоне рНа фиг. 1 показана блок-схема с на фиг, 2, 3, 4 - конструктивная схечика предельной глубины резания; фиг. 5, 6, 7 поясняют принцип работы системы,Предлагаемая система включает блок 1 управления перемещением рабочего органа 2 с инструментом по двум координатам с заданием информации об окончательном черновом контуре детали в цифровом коде; блок 8 для определения положения инструмента в начале каждого чернового прохода; блок 4 сравнения действительного положения инструмента с заданным программой; блок б запоминания положения инструмента в момент встречи его с заданным программой окончательным черновым контуром детали; устройство б для измерения силового параметра резания.Дополнительно система включает датчик 7 предельной глубины резания и блок 8 анализатора сигналов датчика 7 и устройства б.Датчик 7 представляет собой сопло-втулку 9, установленное на задней грани резца 10 в отверстии державки под пластиной твердого сплава (в частном случае может быть предусмотрено сверление или канавка непосредственно в самой пластине). Расстояние от отверстия сопла до вершины резца 1 пред принимается примерно равным длине режущего лезвия.В державке резца имеется канал 11 для подключения сопла к пневмосистеме высокого давления, снабженной преобразователем 12 давления воздуха в электрический сигнал. Принцип работы преобразователя аналогичен принципу работы его в измерительных схемах с пневмодатчиками для размерных измерений,Между торцом сопла и главной режущей кромкой предусматривается зазор о, предупреждающий касание сопла о поверхность обработки при резании. При необходимости сопло выполняется сменным и регулируемым по размеру 6,При наличии датчика 7 и блока 8 работа системы осуществляется следующим образом.В исходном положении (фиг, 5, 6) резец устанавливается блоком 1 в точку 0 начала программируемого окончательного чернового контура 13 детали. В этом положении включается максимальная рабочая подача.Момент соприкосновения инструмента и детали фиксируется либо датчиком 7, либо устройством б, либо одновременно тем и другим.При этом блок 8 в случае срабатывания датчика 7 (припуск 1) 1 пред) выдает команду на прекращение перемещения по Х и включение движения по У, пока датчик не выйдет на границу контура заготовки.В случае (фиг, 6), если соприкосновение инструмента и детали сопровождается только сигналом устройства б (1(1 пред), блок 8 выдает команду перехода с максимальной на рабочую подачу, которая в дальнейшем может также регулироваться по измеряемому устройством б силовому параметру Ррез.Если в процессе обработки имеет место превышение величиной Ррпредельного значе 8820654ния Рпред, являющегося силовым ограничением системы СПИД, то в зависимости от сигнала датчика 7 блок 8 может выдавать следующие команды в блок 1.5 ПРи Ррез ) Рпред и( пред (нет сигнала датчика), что может соответствовать, например, повышенной твердости заготовки или завышенной подаче по сравнению с подачей, определяемой из условий Ррез -- Р,р,д и 1 = 1 пред, 10 блок 8 выдает команду на уменьшение подачидо значения, соответствующего Ррез = РпредПри Ррез)Рпред и )пред (есть сигнал дат.чика) блок 8 анализирует скорость нарастания силового параметра и в зависимости от ее 15 величины выдает команды либо на прекращение по Х и включение движения по У (как и в случае соприкосновения), если имеет место резкое увеличение припуска и соответственно силового параметра, либо на включение до полнительно подачи по У, не прекращая подачи по Х, в случае плавного увеличения припуска; при этом скорость подачи по У может функционально связываться с величиной скорости нарастания силового параметра.25 В слУчае, если 1 ( 1 пред (датчик вне контУРазаготовки), что определяется из условий Ррез ( Рпред и величина подачи не меньше, чем для Ррез = Рпред и 1 = 1 пред, блок 8 блокирует сигнал датчика даже при случайном перекры тии стружкой отверстия сопла (ложнойкоманде).При использовании датчика 7 и блока 8 возможна обработка ступенчатых заготовокслюбыми перепадами диаметров и крутизной сту пеней до 90 (фиг. 7).В этом случае резец имеет угол в плане) 90, как это обычно принято для проходных резцов, выполняющих также функции подрезки. Управление траекторией перемеще ння инструмента аналогично описанному.На фиг. 7 примерно показан характер траектории движения инструмента в первом проходе при обработке ступенчатой заготовки.Таким образом, наличие датчика предель ной глубины резания и блока анализаторасигналов датчика и устройства для измерения силового параметра резания позволяет значительно расширить технологические возможности системы, более точно определить функции 50 управления перемещением инструмента, какпо траектории, так и по подаче, более полно использовать режущие возможности инструмента и повысить производительность при черновой многопроходной обработке.55 При этом размещение датчика на заднейграни резца под режущим лезвием и вблизи его позволяет предохранить датчик от непосредственного воздействия сходящей по передней грани стружки и от охлаждающей жидко сти в зоне резания.Выполнение датчика в виде пневматическогосопла позволяет сравнительно просто встраивать его в конструкции черновых резцов и других инструментов, а применение высокого дав ления позволяет обеспечить надежность его382065 Рагработы и невосприимчивость к загрязнению мелкой стружкой и охлаждающей жидкостью,При использовании датчика предельной глубины упрощаются функции блока 8, так как отпадает необходимость в арифметических операциях, связанных с вычислением координаты Уустановки инструмента в начале прохода. Предмет изобретения 1. Система автоматического управления положением инструмента металлорежущего станка по авт. св. 323766, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности обработки на станке деталей из заготовок произвольной формы, в том числе ступенчатых с большими и резкими перепадами диаметров ступеней, и повышения безопасности и эффективности обработки, в систему введены датчик для определения предельной глубины резания, взаимодействующий с контуром заготовки, установленный непосредственно ца резце вблизи режущего лезвия на расстоянии от вершины, примерно равном длине режущего лезвия, а также блок анализатора сигна лов датчика и устройства для измерения силового параметра резания, вырабатывающий в блок управления перемещением инструмента сигнал, определяющий возможность движения инструмента по одной из координат цых осей или двум осям одновременно с сохранением или изменением величины подачи,2, Система по и. 1, отличающаяся тем, что,с целью обеспечения надежности работы и защиты датчика от стружки и охлаждающей 15 жидкости в зоне резания и упрощения егоустановки ца резце, датчик размещен на задней грани резца под режущим лезвием и выполнен в виде сопла, подключенного к пневмосистеме высокого давления, снабженной 20 преобразователем давления в электрическийсигнал.Типография, пр. Сапунова Заказ 3525,4 Изд. М 1523 Тираж 780ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СовеМосква, Ж, Раушская наб., д. 45 Подписное Министров СССР