Система адаптивного управления шлифовальным станком

,) н втокоре - входк выетьего ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР1 О ДКЛДЧ ИЗОЬРКТЕНИЙ И ОТН Ь)ТИЙ(46) 15.05,85. Бюл. В 18 (72) 10.Н. Петренко и ГП, Гульков (71) Белорусский ордена Трудового Красного. Знамени политехническийинститут(56) Карабчиевский Л.П, и др. Автоматизация шлифовальных станков. М. "Машиностроение", 1982, с. 63.Михелькевич В,Н, Автоматическое управление шлифованием, М., "Машиностроение" 1975, с. 171-173,Донской Н.В. и др, Комплексные системы управления злектроприводами тяжелых металлорежущих станков. М, "Энергия", 1980, с. 269.(54) (57) СИСТЕМА АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНЬ)М СТАНКОМ, содержащая электродвигатель привода шлифовального круга, подключенный к первому преобразователю и датчику мощности резания, выход которого подключен к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен выход задатчика величины мощности резания, а к выходу - вход интегратора, блок пуска, второй выход которого подключен к входу задатчика величины мощности резания, блок управления, выход которого подключен к второму преобразователю, выход которого подключен к электродвигателю привода подачи о тьЭ л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения производительности шлидювания, в нее введены нуль-орган, компаратор, одновибратор, два логических элемента И-НЕ, четыре ключа, датчик скорости подачи, интегратор, блок памяти, умножитель, вычислитель квадратного корня, задатчик длины обрабатываемой поверхности и задатчиквеличины ускорения привода подачи,причем вход нуль- органа подключен квыходу датчика мощности резания.и кпервому входу сумматора, а выход -к входу одновибратора и первому входу первого логического элементаИ-НЕ, к второму входу которого подключен выход одновибратора и управляющий вход первого, ключа, а к выходу - управляющий вход второго ключа,вход которого подключен к выходудатчика скорости подачи и к входуинтегратора, выход которого подключен к выходу второго ключа и к входупервого ключа, выход которого подключен к выходу задатчика длины обрабатываемой поверхности и к входублока памяти, выход которого подключен к первому входу умножителя, квтброму входу которого подключерой выход задатчика величины усния привода подачи,а к выходувычислителя квадратного корня,ходу которого подключен вход трключа и первый вход компаратора, квторому входу которого подключен выход интегратора и вход четвертого,ключа, а к выходу - управляющий входчетвертого ключа и вход второго логического элемента И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входутретьего ключа, выход которого подключен к выходу четвертого ключа ик второму входу блока управления,к первому входу которого подключенпервый выход задатчика величины ускорения привода подачи, вход датчикаскорости подачи подключен к электро-, 1156000двигателю привода подачи, вход за- ности подключен к первому выходу блодатчика длины обрабатываемой поверх- ,ка пуска.мя,40етали,Изобретение относится к станкостроению и предназначено для использования на шлифовальных станках, пре-имущественно для плоского и круглогошлифования периферией круга.Цель изобретения - повышение производительности шлифования.Повышение производительности шлифования требует оптимизации режимовйрезания, т,е. шлифования с подачей,обеспечивающей экстремальное значениекритерия оптимизации. Одним из такихкритериев является максимум производительности. Для шлифования на плоскошлифовальном станке с прямоугольным 15столом производительность можно определить%- количество необходимыхдля обработки проходов;- длина шлифования;- время правки шлифовальноего круга, мин; ЗО1 см - время смены шлифовальногокруга при полном износе,мин;И - число правок круга завремя эксплуатации до1полного износа,- период стойкости круга,мин;- вспомогательное вреЬмин;скорость движения дм/мин;ц - ускорение стола с детальюна участке торможения и-.разгона, м/мин 2 .Период стойкости круга на плоском шлифовании периферией круга связан с режимами резания эмпирической зависимостью,) М 2 Чк Жб ) Ы Чр 1Ч с ОМНК, к где Ър,=Фар фсм/иОсновным возмущающим воздействием для технологических процессов металлообработки является изменение припуска, что характеризуется при шлифовании изменением подачи 5 . При шлифовании сплошных поверхностей изменение подачи 8 О практически исключено, Рассматривая 6 и 5 как параметры, из выражения (3) можно определить что максимум производительности П достигается при оптимальной скорости,Если пренебречь в выраженииременем 1 реверсирования столеталью, его можно записать,мнк,к ета времени 11 максимумтельности соответствует скоБез изво ти оьн к,кс(210,55 НВгде Н - высота круга, мм;КК - коэффициенты, зависящие.отобрабатываемого материала и диаметра круга соответственно.ФПосле подстановки выражений для всех составляющих в формулу (1) она принимает вид.Вственно; на фиг.2 - функциональнаясхема адаптивного управления,Система адаптивного управленияшлифовалъным станком содержит электродвигатель привода шлифовальногокруга 1, подключенный к тиристорномупреобразователю 2 и датчику мощностирезания 3, выход которого подключенк входу нуль-органа 4 и первому входу сумматора 5, к второму входу которого подключен задатчик величинымощности резания 6, к входу которогоподключен второй вход блока пуска 7,первый вход которого подключен к задатчику длины обрабатываемой поверхности 8, выход которого подключенк входу блока памяти 9 и выходу ключа 10, управляющий вход которогоподключен к выходу одновибратора11 и к второму входу логического 20элемента И-НЕ 12, к первому входукоторого подключен выход нуль-органа4 и вход одновибратора 11, а к выходу - управляющий вход ключа 13, выход которого подключен к входу ключа 25,10 и выходу интегратора 14, вход которого подключен к входу ключа 13 ик выходу датчика скорости подачи 15,вход которого подключен к электродвигателю привода подачи 16, подключенному к тиристорному преобразователю 17, вход которого подключен квыходу блока управления 18, первыйвход которого подключен к первомувыходу задатчика величины ускоренияпривода подачи 19, второй выход которого подключен к второму входу умножителя 20, к первому входу которогоподключен выход блока памяти 9, а квыходу - вход вычислителя квадратно-го,корня 21, к выходу которого под- .ключен вход ключа 22 и первый входкомпаратора 23, второй вход которогоподключен к выходу интегратора 24 ик входу ключа 25, а выход - к управляющему входу ключа 25 и к входу логического элемента И-НЕ 26, выходкоторого подключен к управляющемувходу ключа 22 выход которого подключен к выходу ключа 25 и к второму входу блока управления 18, входинтегратора 24 подключен к выходусумматора 5;, кнопку 27, Система адаптивного управления шлифовальным станком работает следующим образом.М Б,= КГа,При нажатии на кнопку 28 в блоке пуска 7 замыкается механически связанный с кнопкой 28 замыкающий контакт 30 и задатчик длины обрабатываемой поверхности подключается к блокупамяти 9, в который записывается информация о длине обрабатываемой поверхности. При этом также получаетпитание катушка реле 29 и замыкаютсязамыкающие контакты в цепи задатчикамощности резания б и параллельнокнопке 28, Реле 29 становится на самопитанне, а задатчик величины мощности резания б подключается к сумматору 5. Так как сигнал на выходе датчика мощности 3 равен нулю, на выход сумматора 5 проходит сигнал задатчика величины мощности резания 6. На выходе нуль-органа - органа 4, одновибратора 11 присутствуют сигналы "1", на выходе логического элемента И-НЕ 12 - сигнал "0". Ключ 10 разомкнут, ключ 13 замкнут. На выходе блока памяти 9 имеется сигнал, пропорциональный длине обрабатываемой поверхности 1 , который, поступает на первый вход умножителя 20, где умножается на величину, пропорциональную ускорению а привода подачи, поступающую на второй вход умно- жителя 20 с второго выхода задатчика величины ускорения привода подачи 19, Выходное напряжение умножителя 20 поступает на вход вычислителя квадратного корня 21.Выходное напряжение вычислйтеля 21: где- общий коэффициент передачиблока памяти 9, умножителя 20,вычислителя 21,поступает на первый вход компаратора23. Так как интегратор 24 только начинает интегрирование входного сигнала, то его выходной сигнал 1 поступающий на второй вход компаратора23, меньше сигнала 31. Вследствиеэтого на выходе компаратора 23 присутствует сигнал 0, на выходе логического элемента И-НЕ 26 - сигнал"1", ключ 22 разомкнут, ключ 25 замкнут, Сигнал с выхода интегратора 24поступает через ключ 25 на второйвход блока управления 18 и является,заданием величины подачи. Электродвигатель привода подачи 16 приходитво вращение и начинается движениеподачи (для плоскошлифовального станка возвратно-поступательное движение стола с деталью). В таком состоянии система находится до тех пор,пока деталь не коснется шлифовальногокруга. Б момент касания на выходедатчика мощности резания появляетсясигнал,Это приводит к срабатыванию нульоргана 4 и появлению на его выходе 5сигнала "0", а на выходе логическогоэлемента И-НЕ 12 сигнала "1". Состояние одновибратора 11 не меняется,Появление сигнала "1" на выходе элемента И-НЕ 12, а следовательно, на 10управляющем входе ключа 13 приводитк его размыканию. Вследствие этогоинтегратор 14 начинает интегрироватьвыходной сигнал датчика скорости подачи 15. Если появившийся на выходе 15датчика мощности резания 3 сигналпревысит (будет меньше) сигнал (сиг-нала) задатчика величины мощностирезания 6, на выходе сумматора 6будет присутствовать отрицательный(положительный) сигнал. Этот сигналпоступает на вход интегратора 24,Выходной сигнал интегратора 24 начинает уменьшаться (увеличиваться).Вследствие этого скорость движения 25детали уменьшается (увеличивается).При этом сигнал с выхода датчикамощности резания 3 уменьшается (увеличивается) и становится равным сигналу с выхода задатчика величины мощ-ЗОности резания 6. На выходе сумматора5 сигнал станет равным нулю, а интег ратор 25 запоминает накопленный уровень, Бликование детали продолжается при новом значении скорости движения детали, Если в процессе шлиАова 35ния сигнал с выхода интегратора 24превысит сигнал с выхода вычислителя квадратного корня 21, компаратор23 сработает, на его выходе появляется сигнал "1", на выходе логического элемента И-НЕ 26 - сигналф 0"; ключ 25 размыкается, ключ 22замыкается и сигнал, задающий величину подачи, проходит на второй45 вход блока управления 18 через ключ 22 с выхода вычислителя квадратного корня 21, С этого момента стабилизация мощности резания прекращается и шлифование проходит при постоянной скорости, определяемой выражением (7). При выходе детали из контакта со шлиАовальным кругом сигнал на выходе датчика мощности резания 3 становится равным нулю. На выходе нуль-органа 4 появляется сигнал "1", а на выходе одновибратора 11 пеявляется кратковременно сигнал 0", который поступает на управляющий вход ключа 10 и переводит его к замкнутое состояние. За время, в течение которого ключ 10 находится в замкнутом состоянии, инАормация, накопленная в интеграторе 14, переводится в блок памяти 9. Сигнал на выходе блока памяти 9 соответствует действительной длине обрабатываемой поверхности, так как напряжение на выходе интегратора равногде К - коэффициент передачи датчикаскорости подачи 15;"5 - скорость подачи (скоростьдвижения стола при плоскомшлифовании),1,0 - сопротивление и емкость цепейинтегратора,Подобрав параметры цепей интегра,тора так, чтобы К= 8 С(11), можно записатьТаким образом, напряжение на выходе интегратора 14 соответствует длине обрабатываемой поверхности.На следующем проходе шлифования. система адаптивного управления шлифовальным станком работает аналогично.