RU2490111C1 - Method of control over transverse feed cycle in grinding - Google Patents
Method of control over transverse feed cycle in grinding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2490111C1 RU2490111C1 RU2012119119/02A RU2012119119A RU2490111C1 RU 2490111 C1 RU2490111 C1 RU 2490111C1 RU 2012119119/02 A RU2012119119/02 A RU 2012119119/02A RU 2012119119 A RU2012119119 A RU 2012119119A RU 2490111 C1 RU2490111 C1 RU 2490111C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roughness
- grinding
- control
- allowance
- processing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для автоматизации круглошлифовальных, внутришлифовальных и желобошлифовальных станков в массовом и крупносерийном производстве.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used to automate circular grinding, internal grinding and grooving grinding machines in mass and large-scale production.
Известен способ управления шлифованием на основе двухконтурных систем (Решетов А.Г., Шелеметьев В.Д. Самонастраивающаяся комбинированная система активного контроля с электронным статистическим компаратором во втором контуре. В сб. «Алгоритмизация и автоматизация технологических процессов и промышленных установок», Куйбышев, КуАИ, 1984, с.157-162), при котором переключение подачи VC шлифовального суппорта осуществляется основным контуром в функции припуска S обрабатываемой детали VC(S).A known method of controlling grinding based on dual-circuit systems (Reshetov A.G., Shelemetyev V.D. Self-tuning combined active control system with an electronic statistical comparator in the second circuit. In the collection "Algorithmization and automation of technological processes and industrial plants", Kuibyshev, KuAI , 1984, p. 157-162), in which the feed switching V C of the grinding support is carried out by the main circuit in the stock function S of the workpiece V C (S).
Обратная связь осуществляется с помощью дополнительного контура, который выполняет контроль размера обработанной детали в ручном или полуавтоматическом режиме. При отклонении размера детали на величину ΔL выполняется коррекция, как правило, припуска на выхаживание ΔSв, т.е.Feedback is carried out using an additional circuit that controls the size of the machined part in manual or semi-automatic mode. When the part size deviates by ΔL, correction is performed, as a rule, of the nursing allowance ΔS in , i.e.
Таким образом, двухконтурная система управления реализует адаптивный алгоритм управления вида VC(S,П), где П - параметр адаптации, определяемый отклонением размера обработанной детали от номинального значения.Thus, the two-loop control system implements an adaptive control algorithm of the form V C (S, P), where P is the adaptation parameter determined by the deviation of the size of the machined part from the nominal value.
Использование двухконтурной системы и адаптивного алгоритма управления поперечной подачей обусловлено наличием возмущающих факторов, носящих случайный функциональный характер. К числу таких факторов, характерных для процесса шлифования, относятся, например, износ и затупление шлифовального круга, тепловые и силовые деформации, износ измерительных наконечников и другие. Результирующее воздействие перечисленных факторов определяет, в конечном итоге, погрешность обработанной детали ΔL.The use of a dual-circuit system and an adaptive lateral feed control algorithm is due to the presence of disturbing factors that are of a random functional nature. Among these factors characteristic of the grinding process are, for example, wear and blunting of the grinding wheel, thermal and power deformations, wear of the measuring tips and others. The resulting effect of these factors determines, ultimately, the error of the machined part ΔL.
Управляющее воздействие призвано компенсировать действие суммарного возмущающего фактора за счет коррекции алгоритма управления, в данном случае, путем изменения припуска на выхаживание ΔSв.The control action is designed to compensate for the effect of the total disturbing factor due to the correction of the control algorithm, in this case, by changing the nursing allowance ΔSв.
В роли дополнительного контура в двухконтурных системах выступают, как правило, приборы послеоперационного контроля со статистической обработкой измерительной информации (Решетов А.Г. Автоматизация шлифования и размерного контроля деталей. Политехник, С.-П., 2003, с.124).As a rule, postoperative control devices with statistical processing of measurement information (A. Reshetov, Automation of grinding and dimensional control of parts. Polytechnic, S.-P., 2003, p. 124) play the role of an additional circuit in dual-circuit systems.
Статистическая обработка результатов контроля производится в таких системах по малой выборке деталей размером 3…5 шт. с интервалом 30…60 минут. Размер выборок и периодичность их отбора имеют принципиальное значение с точки зрения расслоения измерительной информации. Малый размер выборки обеспечивает при этом «мгновенность», а следовательно, лучшие возможности обнаружения действия особых причин. Другим обстоятельством, принимаемым в расчет при определении размера выборки, является трудоемкость контроля, выполняемого большей частью вручную.Statistical processing of control results is carried out in such systems according to a small sample of parts 3 ... 5 pieces in size. with an interval of 30 ... 60 minutes. The size of the samples and the frequency of their selection are of fundamental importance from the point of view of the stratification of the measurement information. The small sample size provides at the same time "instantness", and therefore, better detection capabilities of specific causes. Another circumstance taken into account when determining the sample size is the complexity of the control, performed mostly manually.
Подобным образом влияет и периодичность отбора выборок: короткие интервалы между выборками снижают риск незамеченной разладки, но увеличивают трудоемкость контроля.The frequency of sampling also affects in a similar way: short intervals between samples reduce the risk of undetected breakdown, but increase the complexity of control.
К числу недостатков двухконтурных систем контроля со статистической обработкой результатов контроля во втором контуре следует отнести низкую чувствительность устройства к обнаружению особой причины на ранних стадиях ее проявления. Как следствие, статистический контроль и, в частности, метод средних значений (карта
Лучшие результаты могут быть получены, если обнаружение момента разладки и появления особой причины будут выполнены на основе анализа высокочастотных составляющих, входящих в исходный информационный сигнал, с помощью известного устройства управления рабочим циклом поперечной подачи при шлифовании (прототип - патент RU 2355556 C2, опубл. 20.05.2009 г., БИ №14). Сигнал, содержащий высокочастотные составляющие, принадлежит шероховатости обработанной поверхности и другим проявлениям погрешности формы (Невельсон М.С. Автоматическое управление точностью обработки на металлорежущих станках. Л.: Машиностроение, 1982, с.18). Шероховатость и погрешность формы первыми реагируют на изменение условий обработки, и в этой связи шероховатость может быть использована для обнаружения особой причины в контролируемом технологическом процессе механообработки. С этой целью обработанные на станке детали контролируются прибором послеоперационного контроля по шероховатости на соответствие Ra<Ra доп, где Ra доп - предельно допустимое значение шероховатости. Объем выборки здесь может быть равен одной детали, а периодичность отбора сохраняется такой же, как и при контроле размеров деталей. При обнаружении Ra≥Ra доп оператор начинает выполнять обычный статистический контроль размеров деталей по малой выборке (3…5 деталей) с последующим построением контрольной карты X-R и статистическим регулированием технологического процесса.The best results can be obtained if the detection of the moment of breakdown and the appearance of a special reason will be performed based on the analysis of the high-frequency components included in the initial information signal using a known device for controlling the transverse feed duty cycle during grinding (prototype patent RU 2355556 C2, publ. 20.05 .2009, BI No. 14). A signal containing high-frequency components belongs to the roughness of the machined surface and other manifestations of the shape error (M. Nevelson, Automatic control of processing accuracy on metal-cutting machines. L .: Mashinostroenie, 1982, p. 18). Roughness and shape error are the first to respond to changing processing conditions, and in this regard, roughness can be used to detect a particular reason in a controlled technological process of machining. For this purpose, the parts processed on the machine are controlled by a postoperative roughness control device for compliance with R a <R a add , where R a add is the maximum allowable roughness value. The sample size here may be equal to one part, and the sampling frequency remains the same as when controlling the size of parts. When R a ≥R a is detected, the additional operator begins to carry out the usual statistical control of the dimensions of parts according to a small sample (3 ... 5 parts), followed by the construction of an XR control map and statistical control of the technological process.
Однако данному методу свойственны недостатки:However, this method has disadvantages:
1) возрастает трудоемкость послеоперационного контроля вследствие необходимости отслеживать показатель качества и по шероховатости и по размеру детали. Как следствие увеличивается стоимость системы послеоперационного контроля, содержащей автономные структуры контроля и статистического анализа двух показателей качества - шероховатости и размера детали;1) increases the complexity of postoperative monitoring due to the need to monitor the quality indicator and the roughness and size of the part. As a result, the cost of the postoperative control system increases, which contains autonomous control structures and statistical analysis of two quality indicators - roughness and size of the part;
2) запаздывание в обнаружении особой причины остается значительным, так как контроль шероховатости осуществляется с той же периодичностью, что и контроль размера детали.2) the delay in detecting a particular cause remains significant, since the roughness control is carried out with the same frequency as the part size control.
Задачей изобретения является уменьшение трудоемкости контроля и повышение точности определения момента разладки и появления особой причины. С этой целью предлагается способ определения показателя качества детали - микрогеометрии поверхности - на основе измерения скорости съема металла в момент окончания обработки и отвода шлифовального круга.The objective of the invention is to reduce the complexity of control and improve the accuracy of determining the moment of disruption and the emergence of a special reason. To this end, a method is proposed for determining the quality indicator of a part — surface microgeometry — based on measuring the rate of metal removal at the end of processing and removal of the grinding wheel.
Действительно, микрогеометрия (шероховатость) поверхности детали в момент окончания обработки при прочих равных условиях является функцией конечной скорости съема металла Vмк (Михелькевич В.Н. Автоматическое управление шлифованием. М.: Машиностроение, 1975, с. 24).Indeed, microgeometry (roughness) of a part’s surface at the time of machining completion, ceteris paribus, is a function of the final metal removal rate Vmk (Mikhelkevich VN Automatic grinding control. M: Mashinostroenie, 1975, p. 24).
где С1, n - эмпирические коэффициенты.where C 1 , n are empirical coefficients.
Так как при механообработке на обрабатываемую деталь воздействуют многочисленные возмущающие факторы, микрогеометрия поверхности детали формируется случайным образом и поэтому ее количественная оценка осуществляется статистическими методами по малой выборке (3…5 деталей) или методом скользящей среднейSince during machining the workpiece is affected by numerous disturbing factors, the microgeometry of the surface of the part is formed randomly and therefore its quantitative assessment is carried out by statistical methods for a small sample (3 ... 5 parts) or the moving average method
Технический результат заключается в выполнении контроля микрогеометрии (шероховатости) детали непосредственно в цикле обработки детали без участия оператора станка с помощью измерения косвенного параметра - скорости съема припуска в момент окончания обработки.The technical result consists in the control of the microgeometry (roughness) of the part directly in the part processing cycle without the participation of the machine operator by measuring an indirect parameter - the rate of stock removal at the end of processing.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе управления шлифовальным станком, включающем переключение подачи шлифовального суппорта в функции текущего припуска, контролируемого основным контуром системы управления, и определение припуска на выхаживание детали на этапе послеоперационного контроля, осуществляемого на основе статистических оценок среднего значения и размаха малой выборки деталей, контролируемых дополнительным контуром системы управления, в момент окончания обработки определяют конечную скорость снятия припуска. На основе конечной скорости снятия припуска определяют шероховатость поверхности детали в динамике в момент окончания обработки. По малой выборке определяют среднее значение и размах шероховатости в момент окончания обработки, по отклонению которых определяют момент разладки процесса шлифования и момент начала статистической оценки - среднего значения и размаха погрешности изготовления и шероховатости детали, определяемых в статических условиях послеоперационного контроля. На основе оценки шероховатости в статических условиях осуществляют параметрическую идентификацию шероховатости в момент окончания обработки. На основе оценки погрешности изготовления выполняют корректирующее воздействие путем изменения припуска на выхаживание в основном контуре системы управления.The problem is solved in that in the proposed method of controlling the grinding machine, including switching the feed of the grinding support as a function of the current allowance controlled by the main contour of the control system, and determining the allowance for nursing the part at the stage of postoperative control, carried out on the basis of statistical estimates of the average value and small scale samples of parts controlled by an additional circuit of the control system, at the end of processing determine the final speed tiya allowance. On the basis of the final speed of stock removal, the surface roughness of the part in dynamics is determined at the time the processing is completed. A small sample determines the average value and the magnitude of the roughness at the end of processing, the deviation of which determines the moment of debugging of the grinding process and the moment of the beginning of the statistical assessment - the average value and the magnitude of the error in the manufacture and roughness of the part, determined under static conditions of postoperative control. Based on the roughness assessment in static conditions, parametric identification of the roughness at the end of processing is carried out. Based on the assessment of manufacturing errors, a corrective effect is performed by changing the nursing allowance in the main loop of the control system.
Способ управления рабочим циклом поясняется графиками фиг.1, фиг.3 и блок-схемой фиг.2.The method of controlling the duty cycle is illustrated by the graphs of figure 1, figure 3 and the block diagram of figure 2.
На фиг.1 представлен наиболее распространенный в производственной практике трехинтервальный цикл управления поперечной подачей VC(S) реализуемый основным контуром. На фиг.2 представлена блок-схема двухконтурной системы управления. На фиг.3 (а, б, в) представлены диаграммы шероховатости Ra, определяемые различным образом: (а) - в соответствии с (2) в момент окончания обработки детали; (б) - через среднее значение
Обработка детали на станке осуществляется, как это показано на фиг.1, по трехинтервальному циклу управления 1 поперечной подачей вида VC(S). Фазовая траектория Vм(S) отражает основные характеристики процесса шлифования.The processing of the part on the machine is carried out, as shown in Fig. 1, according to a three-
Примем на начальном этапе, например, после правки круга, что действие возмущающего фактора (затупление круга) отсутствует или незначительно, а обработка детали ведется по траектории 2 (Sн-Vм1-Vм2-Vм оpt). Значение конечной скорости Vмк=Vмк opt будем считать оптимальным для разрешенного диапазона конечных скоростей, обозначенных, как Vмк min и Vмк max, которые в свою очередь однозначно определяют диапазон вариаций шероховатости ΔRa от номинального значения.We assume at the initial stage, for example, after straightening the circle, that the action of the disturbing factor (blunting the circle) is absent or insignificant, and the part is machined along trajectory 2 (S n -V m1 -V m2 -V m opt ). The value of the final velocity V mk = V mk opt will be considered optimal for the allowed range of final velocities designated as V mk min and V mk max , which in turn uniquely determine the range of roughness variations ΔR a from the nominal value.
На последующих этапах работы действие возмущающего фактора будет нарастать и для его компенсации необходимо будет изменить припуск на выхаживание с S2 на
Значение припуска на выхаживание определяется в соответствии с выражением (1) в дополнительном контуре 4 системы активного контроля с помощью прибора послеоперационного контроля 5. Указанный прибор с помощью датчиков 6 и 7, контролирующих погрешность размера детали и шероховатость соответственно, осуществляет статистическую обработку информации, как это представлено на графиках фиг.3.The value of the nursing allowance is determined in accordance with the expression (1) in the
Самым важным моментом при статистическом управлении качеством продукции является как можно более раннее обнаружение возникновения особой причины, приводящей к разладке технологического процесса.The most important point in the statistical control of product quality is the earliest possible detection of the occurrence of a special reason leading to the disorder of the technological process.
Рассмотрим последовательно процесс обнаружения системой контроля момента разладки и принятие мер для формирования управляющего воздействия с помощью графиков фиг.3.Let us consider sequentially the process of detecting a moment of disorder by a system and taking measures to form a control action using the graphs of FIG.
При обработке детали 8 на станке 9 основной контур 10 системы активного контроля определяет в соответствии с (3) значение шероховатости Ra в момент окончания обработки. Получающиеся значения шероховатости Ra выводятся на дисплей 11 основного контура в виде точечной диаграммы 12 Ra(n). Среднее значение
Расслоение информации с целью определения особой причины осуществляется путем статистической обработки последовательности Ra(n), например, с помощью выборок определенного размера (график 13) или методом скользящей средней (график 14). В момент, обозначенный на фиг.3 прямой А-А, обнаруживается действие особой причины, выражающееся в данном случае в приближении технологического процесса к верхней границе регулирования UСLRa.The stratification of information in order to determine a particular reason is carried out by statistical processing of the sequence R a (n), for example, using samples of a certain size (graph 13) or by the moving average method (graph 14). At the time indicated by straight line A-A in FIG. 3, an action of a special reason is detected, expressed in this case in the approximation of the technological process to the upper control limit of UСL Ra .
С этого момента автоматически или с помощью оператора осуществляется послеоперационный контроль размеров обработанных деталей 8 с помощью датчика 6 и прибора послеоперационного контроля 5.From this moment, automatically or with the help of the operator, postoperative control of the dimensions of the machined
На фиг.3 кривая 15 на контрольной карте средних значений отражает течение наблюдаемого технологического процесса. До появления особой причины, обозначенной прямой А-А, моменты изъятия выборок в силу отсутствия необходимости обнаружения особой причины, достаточно редки и определяются причинами долговременного порядка: анализом стабильности технологического процесса во времени, контролем точности оборудования, совершенствованием технологического процесса и т.д. После появления особой причины частота изъятия выборок увеличивается и определяется мерами регулирующего воздействия и характером компенсируемого возмущающего фактора.In Fig. 3,
По достижении результата регулирования частота изъятия выборок возвращается к первоначальному значению, действовавшему до появления особой причины. Такой способ статистического контроля значительно снижает его трудоемкость.Upon reaching the result of regulation, the sampling frequency returns to the original value, which was in effect until a special reason. This method of statistical control significantly reduces its complexity.
Для параметрической идентификации коэффициента С2, необходимого для модели (3), периодически осуществляется контроль шероховатости с помощью датчика 7 и прибора послеоперационного контроля 5.For parametric identification of the coefficient C 2 required for model (3), roughness is periodically monitored using a
В реальной практике для экономии затрат процедуру идентификации при стабильном характере 12 достаточно проводить периодически в метрозале или ОТК производства.In real practice, in order to save costs, the identification procedure with a stable nature of 12 is sufficient to be carried out periodically in the metrosal or OTC production.
Практическая реализация заявленной системы выполнена на основе приборов, разработанных в совместной научно-производственной лаборатории «Автоматические системы контроля» Тольяттинского государственного университета и ОАО «АВТОВАЗ».The practical implementation of the claimed system was made on the basis of devices developed in the joint research and production laboratory "Automatic Control Systems" of Togliatti State University and OJSC "AvtoVAZ".
Основной контур 10 системы выполнен на основе прибора модели АСК2974, имеющего в своем составе бортовой компьютер и устройство визуализации для наблюдения технологического процесса и построения контрольных карт (фиг.3).The main circuit 10 of the system is based on the model ASK2974 device, which includes an on-board computer and a visualization device for observing the technological process and constructing control cards (Fig. 3).
Дополнительный контур 4 содержит прибор контроля размеров и шероховатости детали модели АСК1147. Краткие технические сведения по указанным приборам прилагаются.An
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119119/02A RU2490111C1 (en) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | Method of control over transverse feed cycle in grinding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119119/02A RU2490111C1 (en) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | Method of control over transverse feed cycle in grinding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2490111C1 true RU2490111C1 (en) | 2013-08-20 |
Family
ID=49162753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012119119/02A RU2490111C1 (en) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | Method of control over transverse feed cycle in grinding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2490111C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1430240A1 (en) * | 1986-04-21 | 1988-10-15 | Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф. | Arrangement for working holes |
DE3831298A1 (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-23 | Toyoda Machine Works Ltd | NUMERICALLY CONTROLLED GRINDING MACHINE |
SU1734991A1 (en) * | 1988-10-10 | 1992-05-23 | Пермский политехнический институт | Method of control of round cut-in grinding and device |
RU2034692C1 (en) * | 1990-07-16 | 1995-05-10 | Ульяновский политехнический институт | Method of controlling process of circular feed-in grinding at cyclic operations |
RU2355556C2 (en) * | 2007-02-20 | 2009-05-20 | ГОУ ВПО Тольяттинский государственный университет | Device for control of traverse feed operating cycle at grinding |
-
2012
- 2012-05-10 RU RU2012119119/02A patent/RU2490111C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1430240A1 (en) * | 1986-04-21 | 1988-10-15 | Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф. | Arrangement for working holes |
DE3831298A1 (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-23 | Toyoda Machine Works Ltd | NUMERICALLY CONTROLLED GRINDING MACHINE |
SU1734991A1 (en) * | 1988-10-10 | 1992-05-23 | Пермский политехнический институт | Method of control of round cut-in grinding and device |
RU2034692C1 (en) * | 1990-07-16 | 1995-05-10 | Ульяновский политехнический институт | Method of controlling process of circular feed-in grinding at cyclic operations |
RU2355556C2 (en) * | 2007-02-20 | 2009-05-20 | ГОУ ВПО Тольяттинский государственный университет | Device for control of traverse feed operating cycle at grinding |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200356069A1 (en) | Machine tool management system | |
EP3269506B1 (en) | High precision sphere dimension-measuring device and sphere-polishing apparatus | |
US20200089191A1 (en) | Method for monitoring cutting-tool abrasion | |
CN103750552B (en) | A kind of intelligent sampling method and the application controlled at quality cigarette thereof | |
JP7261984B2 (en) | punching equipment | |
CN101657277A (en) | Method for detecting and classifying surface defects on continuously cast slabs | |
CN105527978B (en) | lift-off value control device and control method | |
EP3388828B1 (en) | Steel plate internal flaw detecting device and method using height-adjustable ultrasonic sensor | |
CN103791862A (en) | Method for measuring interval of continuous casting blank dendritic crystal with manganese steel | |
CN104190963A (en) | Device and method of tool setting of digital controlled lathe based on machine vision | |
CN104101498A (en) | Real-time fault detection method and system of processing machine tool main shaft bearing | |
CN102286751B (en) | Method for judging pickling speed in cold rolling pickling technology | |
CN115016403A (en) | Method and system for controlling grinding process of inner raceway of outer ring of rolling bearing | |
RU2490111C1 (en) | Method of control over transverse feed cycle in grinding | |
CN105522483A (en) | Laser detection device and control system of eccentric shaft and monitoring method | |
CN203323674U (en) | Center distance detecting tool used for non-through hole | |
JP2001259966A (en) | Method and device for correction of tool position | |
CN102554703A (en) | Casting primary standard processing method capable of balancing finishing allowance | |
CN111618659A (en) | Multi-parameter sensing cutting tool wear monitoring method | |
RU2355556C2 (en) | Device for control of traverse feed operating cycle at grinding | |
CN103803454A (en) | Fork tool box-entering positioning system and telescopic-arm forklift | |
CN204128972U (en) | A kind of hot die steel heat fatigue cracking vision inspection apparatus | |
CN113791727B (en) | Edge acquisition equipment applied to industrial acoustic intelligent sensing | |
CN110153875B (en) | Grinding wheel abrasion real-time detection and calibration method and device | |
CN106197361B (en) | A kind of stainless steel surface finish on-line measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140511 |