RU2312749C2 - Method for controlling motion of feed drive in metal cutting machine tool - Google Patents
Method for controlling motion of feed drive in metal cutting machine tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312749C2 RU2312749C2 RU2006103461/02A RU2006103461A RU2312749C2 RU 2312749 C2 RU2312749 C2 RU 2312749C2 RU 2006103461/02 A RU2006103461/02 A RU 2006103461/02A RU 2006103461 A RU2006103461 A RU 2006103461A RU 2312749 C2 RU2312749 C2 RU 2312749C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drive unit
- feed drive
- force
- traction force
- adaptive control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станкостроении для поддержания постоянства тяговой силы привода подач при поступательном перемещении деталей и повышения точности его работы за счет уменьшения влияния жесткости деталей привода на точность перемещений.The invention relates to mechanical engineering and can be used in machine tool industry to maintain the constancy of the traction force of the feed drive during the translational movement of parts and to increase the accuracy of its operation by reducing the influence of the rigidity of the drive parts on the accuracy of movements.
Известен способ автоматического управления процессом обработки (Патент РФ №2090337, В23Q 15/12, 1997). При осуществлении этого способа измеряют мощность, затрачиваемую на резание (W) и среднюю температуру в зоне резания (Т). Затем определяют мощность, затрачиваемую на деформацию сдвига материала в процессе стружкообразования (Wф) и температуру в условной плоскости сдвига (Тф). По полученным данным рассчитывают термодинамический критерий, характеризующий собой отношение мощности резания к температуре резания и аналогичный критерий для условной плоскости сдвига - частное отношение мощности сдвига к температуре в зоне сдвига. Находят отношение термодинамического критерия, вычисленного по суммарной мощности резания к термодинамическому критерию, вычисленному по мощности сдвига, т.е.A known method of automatic control of the processing process (RF Patent No. 2090337, B23Q 15/12, 1997). When implementing this method, the power spent on cutting (W) and the average temperature in the cutting zone (T) are measured. Then determine the power spent on the shear deformation of the material during chip formation (Wf) and the temperature in the conditional plane of shear (TF). Based on the data obtained, a thermodynamic criterion is calculated that characterizes the ratio of cutting power to cutting temperature and a similar criterion for the conditional shear plane is the partial ratio of shear power to temperature in the shear zone. The ratio of the thermodynamic criterion calculated by the total cutting power to the thermodynamic criterion calculated by the shear power is found, i.e.
Полученное η значение сравнивают с заданной его величиной. В случае отклонения корректируют режим обработки путем поочередного или одновременного изменения скорости резания и подачи.The obtained η value is compared with its predetermined value. In case of deviation, the processing mode is adjusted by alternately or simultaneously changing the cutting speed and feed.
Недостатком данного способа являются невысокие показатели точности обработанной поверхности, обусловленные отсутствием учета деформации привода подач под влиянием скорости, направления движения и действующих сил при перемещениях обрабатываемой детали или инструмента.The disadvantage of this method is the low accuracy of the machined surface due to the lack of consideration of the deformation of the feed drive under the influence of speed, direction of movement and acting forces when moving the workpiece or tool.
Во время переходных процессов и при колебаниях снимаемого припуска тяговая сила в приводе подач металлорежущего станка существенно изменяется и приводит к различной деформации деталей привода. Эта деформация не компенсируется существующими устройствами, неблагоприятно сказывается на динамических и точностных характеристиках привода, что особенно сильно проявляется при работе высокоточных станков. В связи с этим необходимо разработать способ, который бы обеспечивал поддержание постоянства тяговой силы с целью повышения точности обработки деталей.During transients and during fluctuations of the removed allowance, the traction force in the feed drive of the metal cutting machine changes significantly and leads to various deformation of the drive parts. This deformation is not compensated by existing devices, adversely affects the dynamic and accuracy characteristics of the drive, which is especially pronounced during the operation of high-precision machines. In this regard, it is necessary to develop a method that would ensure the maintenance of a constant traction force in order to increase the accuracy of machining parts.
Задача изобретения - повышение точности обработки деталей при их изготовлении за счет нового способа управления движением металлорежущего станка, осуществляемого с учетом характера изменения тяговой силы и уменьшения влияния жесткости элементов привода подач.The objective of the invention is to increase the accuracy of machining of parts during their manufacture due to a new method of controlling the movement of a metal cutting machine, carried out taking into account the nature of the change in traction force and reduce the influence of rigidity of feed drive elements.
Поставленная задача решается способом управления движением привода подач металлорежущего станка, включающим измерение его тяговой силы посредством датчика силы и управление оборудованием привода при помощи адаптивной системы управления, в отличие от прототипа для обеспечения постоянства тяговой силы посредством системы адаптивного управления сначала сравнивают величину текущей тяговой силы, измеренной датчиком силы, с величиной наибольшей тяговой силы, предварительно определяемой для конкретных условий обработки, далее по величине разностного сигнала формируют управляющее воздействие на устройство нагружения привода подач, которое создает соответствующую тормозную силу для подвижной части привода.The problem is solved by a method of controlling the movement of the feed drive of a metal cutting machine, including measuring its traction force by means of a force sensor and controlling the drive equipment using an adaptive control system, in contrast to the prototype, to ensure the constant traction force by means of an adaptive control system, first compare the current traction force measured force sensor, with the largest traction force, predefined for specific processing conditions, then the largest non-differential signal form a control action on the loading device of the feed drive, which creates the corresponding braking force for the moving part of the drive.
В этом заключается существенное отличие предлагаемого способа от прототипа.This is a significant difference of the proposed method from the prototype.
При изменении режимов резания, колебаниях припуска, разгоне и торможении рабочего органа привода подач силы, действующие в кинематической цепи привода подач, существенно изменяются, что неблагоприятно сказывается как на динамических характеристиках привода, так и на качестве и точности обработанной поверхности. Чтобы уменьшить влияние режимов резания, припуска и других факторов на качество и точность обработки, необходимо поддерживать постоянство тяговой силы в приводе подач, что обеспечит постоянство упругой деформации нагруженных деталей привода. Для этого требуется обеспечение силы торможения объекта, равной сумме отклонений действующих сил: полезной нагрузки, силы инерции и силы трения относительно суммы их возможных наибольших значений.When changing the cutting conditions, allowance fluctuations, acceleration and braking of the working element of the feed drive, the forces acting in the kinematic chain of the feed drive change significantly, which adversely affects both the dynamic characteristics of the drive and the quality and accuracy of the machined surface. To reduce the influence of cutting conditions, allowance and other factors on the quality and accuracy of processing, it is necessary to maintain a constant traction force in the feed drive, which will ensure the constant elastic deformation of loaded drive parts. This requires ensuring the braking force of the object equal to the sum of the deviations of the acting forces: payload, inertia and friction forces relative to the sum of their largest possible values.
Тяговая сила привода подач приближенно может быть определена по формулеThe traction force of the feed drive can be approximately determined by the formula
где Px - проекция вектора силы резания на ось X,where P x is the projection of the cutting force vector on the X axis,
Fтр - сила трения,F Tr - the friction force,
Fин - сила инерции.F in - the force of inertia.
Наибольшее возможное значение силы тяги FT max рассчитывается как сумма ее максимально возможных слагаемыхThe greatest possible value of the traction force F T max is calculated as the sum of its maximum possible terms
В результате сравнения FT max и FТ дейст - действующей тяговой силы получают величину дополнительной тормозной силы, которую необходимо приложить к подвижной части привода подач для поддержания постоянства тяговой силы привода подач: Fторм=FT max-FТ дейст. Величина FT max предварительно определяется для конкретных условий обработки, либо задается заведомо большей, чем может потребоваться для обработки данного материала, но с учетом возможностей станка.As a result of comparing F T max and F T deyst - the current traction force, the amount of additional braking force is obtained, which must be applied to the moving part of the feed drive to maintain a constant traction force of the feed drive: F brakes = F T max -F T deyst . The value of F T max is preliminarily determined for specific processing conditions, or it is specified obviously greater than may be required for processing this material, but taking into account the capabilities of the machine.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1. показана одна из возможных схем реализации способа, на фиг.2 - характер действующих сил.The invention is illustrated by drawings. In figure 1. shows one of the possible schemes for implementing the method, figure 2 - the nature of the acting forces.
Датчик осевой силы 1 закреплен на подвижной части 2 привода подач, которая имеет возможность перемещается по направляющим, закрепленным на основании 3. На подвижной части привода подач закреплен корпус устройства нагружения 4, подвижная часть 5 которого взаимодействует с основанием 3.The axial force sensor 1 is fixed on the movable part 2 of the feed drive, which has the ability to move along the guides fixed on the base 3. On the movable part of the feed drive the housing of the loading device 4 is fixed, the movable part 5 of which interacts with the base 3.
Пример конкретной реализации способа.An example of a specific implementation of the method.
В качестве примера конкретной реализации данного способа может служить устройство, применимое для использования на большинстве металлорежущих станков, например на станке мод. 400V производства ОАО "Стерлитамак-М.Т.Е.".An example of a specific implementation of this method can be a device that is suitable for use on most metal cutting machines, for example, on a machine tool mod. 400V manufactured by Sterlitamak-M.T.E.
Текущее значение тяговой силы измеряют датчиком тяговой силы, сигнал с которого подают на вход системы управления, например Siemens SINUMERIK 802D, оснащенной контуром адаптивного управления. В ней формируют управляющее воздействие в виде напряжения, которое через усилитель и преобразователь воздействует на устройство нагружения для поддержания постоянства предварительно определенной тяговой силы. При этом осуществляют следующую последовательность операций: на вход системы адаптивного управления подают сигнал, соответствующий наибольшей тяговой силе в приводе подач, предварительно определяемой для конкретных условий обработки, этот сигнал сравнивают с текущим значением тяговой силы в приводе, по величине разностного сигнала формируют управляющее воздействие, которое с помощью устройства нагружения создает дополнительную силу, действующую на подвижную часть привода подач, и позволяет поддерживать постоянство тяговой силы или силы сопротивления. На фиг.2 в качестве примера показан характер действующих сил.The current value of traction force is measured by a traction force sensor, the signal from which is fed to the input of a control system, for example, Siemens SINUMERIK 802D, equipped with an adaptive control circuit. A control action is formed in it in the form of a voltage, which, through an amplifier and a converter, acts on the loading device to maintain the constancy of a predetermined traction force. In this case, the following sequence of operations is carried out: the signal corresponding to the largest traction force in the feed drive, predefined for specific processing conditions, is fed to the input of the adaptive control system, this signal is compared with the current value of the traction force in the drive, and a control action is generated by the value of the difference signal, which with the help of a loading device creates an additional force acting on the moving part of the feed drive, and allows you to maintain a constant traction force sludge resistance forces. Figure 2 shows by way of example the nature of the acting forces.
Например, требуется обеспечить тяговую силу FT max (фиг.2), а действующая сила FТ дейст имеет определенный вид (фиг.2). Следовательно, для обеспечения постоянства тяговой силы необходимо к подвижной части привода подач приложить тормозную силу Fторм=FT max-FТ дейст (фиг.2).For example, it is required to provide traction force F T max (figure 2), and the acting force F T deyst has a certain form (figure 2). Therefore, to ensure the constancy of the traction force, it is necessary to apply the braking force F brake = F T max -F T deyst to the movable part of the feed drive ( figure 2).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006103461/02A RU2312749C2 (en) | 2006-02-06 | 2006-02-06 | Method for controlling motion of feed drive in metal cutting machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006103461/02A RU2312749C2 (en) | 2006-02-06 | 2006-02-06 | Method for controlling motion of feed drive in metal cutting machine tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006103461A RU2006103461A (en) | 2007-08-20 |
| RU2312749C2 true RU2312749C2 (en) | 2007-12-20 |
Family
ID=38511701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006103461/02A RU2312749C2 (en) | 2006-02-06 | 2006-02-06 | Method for controlling motion of feed drive in metal cutting machine tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2312749C2 (en) |
-
2006
- 2006-02-06 RU RU2006103461/02A patent/RU2312749C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006103461A (en) | 2007-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1667001B1 (en) | Controller | |
| US9285797B2 (en) | Chatter vibration detection method, chatter vibration avoidance method, and machine tool | |
| US7550681B2 (en) | Method and apparatus for measuring weight of CNC workpieces | |
| CN104227500A (en) | Sawing machine and method for controlling a sawing machine | |
| CN107357258B (en) | Collision detection device for machine tool having collision stress relief device | |
| CN110174873A (en) | Servocontrol device | |
| US9975201B2 (en) | Friction stir welding apparatus | |
| JP2017016301A (en) | Numerical control device for conducting three-dimensional check corresponding to speed change | |
| US9256213B2 (en) | Numerical control unit having function to smoothly change feed speed when override is changed | |
| RU2312749C2 (en) | Method for controlling motion of feed drive in metal cutting machine tool | |
| US11565491B2 (en) | Control apparatus of machine tool for processing object to be processed on die cushion | |
| US10843361B2 (en) | Control of a metal-cutting machining process by means of p-controller and a load-dependent control factor based on a control deviation e(t) between a control quantity y(t) and a guide quantity w(t) | |
| JP2010271880A (en) | Machining force monitoring system and machine tool using the same | |
| JP2018030162A (en) | Laser control device | |
| KR100537769B1 (en) | Electrical discharge machining apparatus | |
| CN112828649A (en) | Motor control device and motor control method | |
| US10698383B1 (en) | Method of load characteristic identification and acceleration adjustment for machine tool | |
| RU2399475C2 (en) | Metal-cutting lathe with automatic control | |
| US9740196B2 (en) | Numerical controller for controlling drilling operation | |
| CN112872906A (en) | Ultra-precise turning tool wear real-time monitoring method based on machine tool grating scale signals | |
| JP2016152019A (en) | Numerical control device for performing speed control to suppress excessive position deviation | |
| JP7448738B1 (en) | Control device and control method for industrial machinery | |
| JP2011218459A (en) | Diesinking electric discharge machine and jump control method | |
| CN108227635B (en) | Numerical controller | |
| CN111198537B (en) | Parameter setting device, system and parameter setting method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080207 |