SU1060445A1 - Способ адаптивного управлени плоскошлифовальным станком - Google Patents

Abstract

СПОСОБ АЛАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЛОСКО1-ШИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ путем изменени  величины подачи на врезание и скорости вращени  стола по результатам измерений значений мощности и подачи в предыдущем цикле обработки, о тличающийс   тем, что, с целью повышени  производительности и качества обработки , зону обработки разбивают на участки, в пределах которых физические свойства деталей сохран ют неизменными, на каждом участке дополнительно измер ют величину скорости вращени  стола, умножают ее на отношение заданного значени  мощности к измеренному ее значению и полученную величину используют дл  задани  скорости стола на данном участке в последующем цикле обработки , а величину подачи на врезание на данном участке задают равной произведению измеренного значени  подачи на отношение заданного зна ченип (Л мощности на последукщем: цикле обработки к измеренному ее значению. О5 о 4; N| сд

Description

Изобретение относитс  к автоматическому управлению технологическми процессами металлообработки и может быть применено в станкостроении дл  повышени  производительности и качества обработки на плоскошлифовальных станках.

Обработка на плоскошлифовальных станках происходит при непрерывном изменении параметров процесса резани : величины снимаемого припуска , конфигурации и твердости обрбатываемых заготовок, состо ни  шлифовального круга. Поэтому дл  обеспечени  работы станка в опти мальных по производительности режимах необходимо периодически корректировать величины подачи на врезание и скорости стола, использу  текущую информацию о процессе резани .

Известен способ адаптивного управлени  шлифовальным станком, по которому после касани  детали шлифовальным кругом устанавливают экспериментальную подачу, измер ют силовой параметр и устанавливают рабоч:ую подачу, соответствующую заданной величине силового парагчетра, определ емую умножением последнего на отношение величины экспериментальной подачи к величине измер емого силового параметра. Способ предназначен дл  применени  на круглоилифовгшьных станках с системой чкслового программного управлени , содержащей ЭВМ зП .

Известен таку-е способ поддержани  мощности 11лифовани  путем изменени  подачи перед началом очередного цикла обработки по результатам измерени  ва предыдутдем цизсле, например , по величине измеренной на этом цикле средней мощности, по которому в каждом цикле обработки измер ют подачу на врезание, вычисл ют отно ;ениё подачи к среднему значению измеренной мощности, это oTHOLueEiHe ;,7множают на заданное значение мощности и полученную величину используют дл  задани  подачи на вреза.-:ие на последующем цикле обработки. Способ предназначен дл  применени  на плоскошлифовальных станках с круглши столом и вертикальным шпинделем 2| .

Недостатком известных способов  вл етс  низка  эффективность управлени  в пределах цикла обработгси (оборота (-1тола плоскошлифовального станка) на участках, где наход тс  заготовки с различной твердостью, шириной и величиной припуска, поскольку ко рекци  режима обработки производитс  один раз за оборот стрела по результатам измерени  средней мглцмосли на предыдущем обороте. При TajfOM способе управлени  на

учайтках стопа с детал ми с налрлми величинами ширины и припуска будут иметь место потери производительности , а на участках с большим припуском , мощность резани  будет превышать заданное значение, что приводит к дефектам поверхности детали и повышенному износу круга, Крометого , заданное значение мощности остаетс  неизменным в течение всей обработки и выбираетс  из услови  максимальной загрузки двигател  привода круга, в то врем  как эта величина в большей степени зависит от параметров технологического процесса , например, по мере изменени  состо ни  гшифовального круга (износ , засаливание) мощность, на которую он мохсет быть загружен, значительно из feн eтc .

П.ель изобретени   вл етс  повышение производительности и качества обработки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу адаптивного управлени  станком путем изменени  величины подачи на врезание и скорости вращени  стола по результатам измерени  мощности и подачи в предыдущем цикле обработки, зону обработки разбивают на участки , в пределах которьгх физические свйоства обрабатываемых деталей (припуск, ширина, твердость) сохрг,-н ют неизменными, на каждом участке измер от величину скорости вращени  стола, умножают ее на отг-ошени ; заданного значени  мощности к измеренному ее значению и пот-ученную величииу используют дл  задани  скорости вра111ени  столг, нэ. данном участ в последующем цикле обработки, а велчину подачи на врезание на данном участке устамавливают равной произведению измеренного значен -   подачи на отношение заданного значени  мощности на последую1чем обработки к измеренному ее зкачцн ю.

На чертеже показана схема устройства , реализующа  способ HEi плоскошлифовальном станке с круглЫД столом и в е р т ик а л ь н ьз- шп и и д е л етл .

На плоскощлнфова.тьном станке 1 с круг,пь1м столом 2, прО113Бод ш,ем обработку торцом а;лкфОЕат;ьного Kpyia 3; установлены датчик 4 зл ;тивной мощности , потребл емой двигателем 5 шлифовального . датчик 6 сггсфости подачи, датчик 7 скорости враще1ги5 стола, датчик 8 положен55  сггола, датчнк 9 поло енк  шлифовальной бабки, датчик 10 износа шлифовального круга, Выходы датчиков 4, 6f 7, 3 и 10 св заны с информационнь№ и выходами управ л ющей вычисл|-г:гельн01 г матакаы (УВМ) 11а выход датчика В св зан; с входом 5 Прерывани  УВМ 11. Первый выход УВМ 11 св зан с вход тиристорного преобразовател  12, питающего двигатель 13 подачи на врезание , а второй i од УВМ 11 св зан с входом тиристориого преобразовател  14, питакилего двигатель 15 вращеi:--f- стола Ка поверхности круглого стола с установленными на ней детал ми выдел ют сектора, угловой размер oi которых выбирают таким, чтобы в пределах каждого сектора физические свойства деталей (припуск, ширина, -твердость) можно было считать неизменными. Практически это выполн етс  с достаточной точностью при оС 6 45° Мощность шлифовани  в пределах каждого участка определ етс  соотношением: (п0.5, „ (1) Р ОДХчйпр5оУ-6,к,К, где V - скорость перемещени  детали, м/мин; Впр- приведенна  ширина ишифовани , мм; SQ - подача на оборот стола, мм/об; Вь; - ширина круга (сегмента), мм; К, , посто нные, завис р.ие от материала детали и круга; fb - показатель степени ( f - 0,73 Поскольку в пределах участка стол физические свойства деталей неизменн то мощность шлифовани  на данном i-м участке на предыдущем и последую щем оборотах стола определ етс  сле дующим образом: V.)rch(...,So(,.o, РП, С(1,,%п;Г, где с 0,75J РПР , - посто нна  в пределах участка вел р, л, - м ощность шлифовани  на i -м участке на предыдущем (м-1)-м и последующемЯ-м оборотах стола; ..Vf,, скорость .детали на -м участке на (И-1) и Л обо ротах стола; S , , ,Soni 1 одача на оборот стола н 1-м участке на (п-1) ип оборотах стола. Разделив (2) на (3), учитыва , чт скорость детали V пропорциональна скорости вращени  стола W и, полага  что показатель степени равен едини це ( f$r 0,73 V 1), получаем выражени дл  определени  скорости атола над-м участке на последующем обороте стола Pfli 0|.П-О4, - , (4 Ч«м); оп l«-0i .i скорость вращени  стола на f-м участке зоны обработки в предыдущем и последующем цикле, Чтобы мощность шлифовани  была равна заданной Р-),, , необходимо установить на данном участке скорость стола (,п-0. V-:; Сим-) Величину заданного значени  мощности P, целесообразно устанавливать исход  из анализа в процессе обработки текущих значений показател  эффективности шлифовани . На черновых опреаци х таким показателем может быть производительность либо себестоимость обработки. Известно , ч5р зависимость показателей производительности и себестоимости обработки от величины подачи имеет экстремальный характер. Поскольку величина мощности пшифованн , согласно (1), пропорциональна величине подачи, то наблюдаетс  экстремальный характер зав 1симости показателей себестоимости и производительности обработки от величины мощности шлифовани , т.е. имеетс  оптимальное значение мощности, при которой показатель эффективности достигает экстремального значени . Причем, под воздействием измен ющихс  условий обработки поло ::ение экстремума относительно величины мощности или(|)овани  измен етс . Таким образом, величина заданного значени  мощности должна определ тьс  путем автоматического поиска. Коррек1,и  заданного значени  мощюсти проводитс  через один либо несколько .циклов обработки (оборс|ТОВ стола). Из уравнени  (1), видно, что при прочих одинаковых услови х изменением мощности от цикла к циклу мокет быть достигнуто путем соответствующего изменени  велич.шы подачи на оборот стола. Использу  уравнение (1) дл  полного цикла обработки и полага , что команда на изменение мощности, которую необходимо поддерживать в последующем цикле, задаетс  путем изменени  величины подачи на оборот стола и, учитыва  сделанные допущени , можно записать Pl(.n-O (и-О ) ЗП ОУ1 где А 0,73 (УВпр) К, К,, откуда « Р(-0 Р знпченн мощности на предыдуЕдем и послед ющем циклах обра ботки; Otn-0 ®оп подача на оборот стола на предыду щем и последующе циклах обработки Подставл   (6) в (5), получаем вы1за7ление дл  заданной скорости вра щени  стола на каждом участке зоны обработки W rii т;- iw-in Минутн 1Я величина подачи на вреза5 ие St на участке зоны обработки при этом равна 5t., -П1 --n-i , ( n-fV otn-Oj (9) где 5i(« ,J . 5t минутна  подача (.- Oil на врезание на. -м участке зон обработки в пре дыдущ1эм и 1Осле jj.yKftieM циклах. Разделив (8) на (9) и, учитыва  (5), получаем выр.ажекие дл  safianной подачи на врезание на ,ом уча.стке зоны обработки Способ образом, На столе 2 устанавливают обрабатЬ1иаемь-е -/вдели . Приводом 15 шли-фоЕЭ .льной бабки подвод т круг ,г;о коптакта с лрзщающкчис  ;а столе детал ми и начинают шлифование на г-лалой подаче SQ . Первый оборот стол  вл етс  измерительным. При стола с датчика 8 пололсени  стола на вход прерывани  УВМ 11 поступают с и м х р о в и 3 к р у юш, и е с и г н ai л ы, кол и ч е с т в о которьтх за один оборот стола определ ет число участков, на которые разбита по)зерхность стола с .цетаоьчми , По каждому из этих сигналов УВЕ4 1.1 проводит опрос датчиков 4, в, 1 и осуществл ет расчет по формулам (7) и (10),. опре.цел   необходимые величины скорости етола и лодачи, которые быть установлены на .даЕ1Ном участке зо.чы обработки при гос дедуЮПем обороте стола . На уча.стках стола, ке зан тых ,)де 1алими,. измеренное значомче мощност равно мощности холостого хода-и. дл  этих участков устанавливаютс  величина подачи, равна  нулю, а ско рость стола, равна  некоторому заранее зЕз.ланггому ускоренному значшiUiio , что позвол ет исключить шли-фование воз.духа и проходить свободные от деталей участки на гювглпенной скорости, Рассчитанные величины скорости стола и подачи на врезание записываютс  в соответствуютих каждому участку  чейках пам ти УВМ и подаютс  на входы тиристорных преобразователей 12 и 14 при поступлении данного участка в зону обработки на последующем обороте стола о -В дальнейием на каждом участке производитс  установка рассчитаннЕлх значений скорости и подачи и опрос датчиков 4 б, 7. Через один, либо несколько оборотов стола УВМ 11 производит также опрос датчиков 9 и 10 и осуществл ет расчет текущего значени  показател  эффе стивнос-ти обработю;, например, псоизводительности з,ЗТ, где Q скорость съема металла, см /мин; период стой состиг мин; врем  смены износившегос  круга, МИН; .ь пллифуемы.х деталей ; сое ТВ ет с ТВ е н н с п еремеще ни е 1 Л1-:фовальной бггбки и износ шлифовального круга за врем  между опросами датчиков 9 и 10. врем  между опросами датчиков 3 и 1С (определ гсТс  по сизгналагл таймера по количест ву тактов работы УВМ); Если очередное, вычисленное значе1 не показател  С npeawifiaeT его пре.пыд;ущее значение, то УВМ 11 увеJiH4HBcieT BRTjaHHoe значение мощности i:a приращен и ч и Р- . если ке значение .показател  J меньше лр-едьщущего знс1чени ,. О величина зада1П-1ок мощности уменьшаетс  на а :. , т.е. заданное значение мощности определ етс  путем автома1ического поиска на основании анализа состо ни  инструмента и в №-j. и с л е н к .  п о к г i 3 а т е.;;   э ф ф е к т и в н о с т и обработк). Таким образом, предлагаемый способ а.даптивного управлени  плоско-шлифовальным станком, поз.вол ет в процессе обработки опрэ.цел ть оптимальное по заданному .критерию значен1 е мощности шлифовани  и под710604458

держивать его на каждом участке дости обрабатываемых деталей, что обработки независимо от изменени  обеспечивает повышение производительснимаемого припуска, ширины и твер- ности и качества обработки.

Claims (1)

1. СПОСОБ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ путем изменения величины подачи на врезание и скорости вращения стола по результатам измерений значений мощности и подачи в предыдущем цик- ле обработки, о тличающийс я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, зону обработки разбивают на участки, в пределах которых физические свойства деталей сохраняют неизменными, на каждом участке дополнительно измеряют величину скорости вращения стола, умножают ее на отношение заданного значения мощности к измеренному ее значению и полученную величину используют для задания скорости стола на данном участке в последующем цикле обработки, а величину подачи на врезание на данном участке задают равной произведению измеренного значения подачи на отношение заданного значения мощности на последующем.· цикле обработки к измеренному ее значению.