SU1167582A1

SU1167582A1 - Adaptive control system for grinding articles with complex shape

Info

Publication number: SU1167582A1
Application number: SU813240643A
Authority: SU
Inventors: Viktor Yu Novikov; Vladimir V Zharkov
Original assignee: Kb I Inzh Zheleznodorozh; Daugavpilsskij Lokomotivoremon
Priority date: 1981-01-27
Filing date: 1981-01-27
Publication date: 1985-07-15

Description

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано в металлообрабатывающей промьшшенности для автоматического регулирования точное- 5 ти формы заготовки в процессе шлифования.The invention relates to automatic control and regulation and can be used in the metalworking industry for automatic control of the exact shape of the workpiece during grinding.

Известна система автоматического регулирования точности форма детали, которая контролирует отклонения фор- *0 мы обрабатываемой детали датчиком, перемещающимся вдоль образующей, по результатам измерений изменяют поверхность шлифовального круга, перемещая правящий алмазный каран- 15 дащ вдоль образующей шлифовального круга синхронно с датчиком [ΐ] .A known system of automatic control of the shape of the part, which controls the deviations of the shape of the workpiece by the sensor moving along the generator, changes the surface of the grinding wheel according to the measurement results by moving the diamond ruling diamond 15 along the generator of the grinding wheel synchronously with the sensor [ΐ].

Основные недостатки этой системы заключаются в следующем:The main disadvantages of this system are as follows:

она не обеспечивает высокой точ- 20 ности обработки, поскольку предполагает правку круга в процессе обработки: на изделии остаются ступеньки-следы алмазного карандаша, . оставленные на шлифовальном круге,' 25it does not provide high precision machining, since it implies correcting the wheel during processing: there are steps or traces of a diamond pencil left on the product,. left on the grinding wheel, '25

она может быть использована для исправления формы образующей круглого изделия, шлифуемо'го с использованием возвратно-поступательного движения стола станка при шлифовании зд изделий, длина которых больше длины шлифовального круга, например гильз двигателей внутреннего сгорания.It can be used to correct the shape of the generatrix of a round product, grindable using the reciprocating motion of the machine table when grinding for products with a length longer than the grinding wheel, for example, the sleeves of internal combustion engines.

Известна также адаптивная система активного контроля формы детали при врезном шлифовании, содержащая два прибора активного контроля, первый из которых контролирует ступень детали наименьшего диаметра, а второй контролирует ступень дета^ ли наибольшего диаметра и цепь управления механизмом правки шлифовального круга. В цепь управления механизмом правки шлифовального круга включены соединенные последова- 45 тельно нормально открытые контакты реле окончательной команды первого и нормально закрытые контакты реле второго прибора активного контроля [2].Also known is an adaptive system of active control of the part shape during mortise grinding, which contains two active control devices, the first of which controls the part level of the smallest diameter, and the second controls the degree of detail of the largest diameter and the control circuit of the grinding wheel dressing mechanism. The control circuit of the grinding wheel dressing mechanism includes connected sequentially normally open relay contacts of the final command of the first and normally closed relay contacts of the second active control device [2].

Недостатком этой системы являет- 50 ся то, что она не позволяет осуществлять контроль и управление исправлением формы образующей круглой детали, шлифуемой с использованием осцилляции стола станка при шпифо- 55 вании.The disadvantage of this system is that it does not allow to control and manage the correction of the shape of the forming circular part, which is ground using the oscillation of the machine table when spiking.

Наиболее близкой к предлагаемой является адаптивная система управления шлифованием изделий сложной формы, содержащая последовательно соединенные привод вращения шлифовального круга, нуль-орган, регулятор поперечной подачи и привод поперечной подачи, последовательно соединенные датчик размера детали, программный блок и осциллирующий привод, подключенный выходом к первому входу объекта управления, второй вход которого соединен с выходом привода поперечной подачи, третий вход - со вторым выходом привода вращения шлифовального круга, а четвертый вход - с выходом привода продольной подачи, второй вход регулятора поперечной подачи соединен с выходом генератора поперечной подачи, а третий вход - с зторым выхо- . дом программного блока .Closest to the offer is an adaptive grinding control system for complex-shaped products containing a grinding wheel rotating rotational drive, a null organ, a transverse feeding regulator and a transverse feeding actuator, a detail size sensor connected in series, a program block and an oscillating drive connected to the first input control object, the second input of which is connected to the output of the cross feed drive, the third input - to the second output of the grinding wheel rotation drive, and the fourth input is with the output of the longitudinal feed drive, the second input of the cross feed regulator is connected to the output of the cross feed generator, and the third input is connected to the third output. home program block.

Недостатком известной системы является неудовлетворительная точность при обработке изделий сложной формы.A disadvantage of the known system is unsatisfactory accuracy in the processing of products of complex shape.

Цель изобретения - повышение точности системы.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the system.

Указанная цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные задатчик допуска, блок выделения экстремума, нуль-орган с инвертированием и блок стирания памяти, подключенный выходом ко второму входу блока выделения экстремума, третий вход которого соединен с выходом датчика сил резания и со входом нуль-органа с инвертированием, подключенного выходом ко входу привода продольной подачи.This goal is achieved by the fact that the system contains a serially connected tolerance adjuster, an extremum extraction unit, an inverting null-organ, and a memory erasure unit connected by an output to the second input of an extremum extraction unit, the third input of which is connected to the output of the cutting force sensor and to the zero input. body with inverting connected output to the input drive of the longitudinal feed.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы,* на фиг. 2 - схема блока адаптации.FIG. 1 is a block diagram of the system, * in FIG. 2 is an adaptation block diagram.

Система содержит программный блок 1, регулятор 2 поперечной подачи, генератор 3 поперечной (врезной) подачи, осциллирующий привод 4, привод 5 поперечной подачи, привод 6 вращения шлифовального круга, привод 7 продольной подачи, объект 8 управления (станок-приспособление - инструмент-деталь, т.е. СПВД), датчик 9 сил резания, нуль-орган 10, датчик 11 размера детали, задатчик 12 допуска, блок 13 выделения экстремума, нуль-орган 14 с инвертированием, блок 15 стирания памяти и блок 16 адаптации, содержащий диод 17, конденсатор 18, транзистор 19, усилитель 20.The system contains a program block 1, a cross feed controller 2, a cross feed generator (3), an oscillating drive 4, a cross feed drive 5, a grinding wheel rotation drive 6, a longitudinal feed drive 7, a control object 8 (machine tool - tool part , ie SPVD), the sensor 9 cutting forces, null-body 10, the sensor 11 of the part size, unit 12 tolerance, block 13 allocation of extremum, zero-body 14 with inverting, block 15 erase memory and block 16 adaptation containing the diode 17, the capacitor 18, the transistor 19, the amplifier 20.

з 1167582 4W 1167582 4

Объект 8 управления состоит из шлифовального станка, имеющего стол для продольной подачи, шлифовальную бабку для поперечной подачи и поддержания в подшипниковых опорах шпинде- 5 ля, на котором крепится шлифовальный круг. На станине станка закрепляются привод детали (не показан), приводящий во вращение обрабатываемую деталь. - 10The control object 8 consists of a grinding machine having a longitudinal feed table, a grinding headstock for lateral feeding and maintaining in the spindle bearing bearings, on which the grinding wheel is mounted. A part drive (not shown) is fixed on the machine bed, causing the workpiece to rotate. - ten

Система работает следующим образом.The system works as follows.

С генератора 3 врезной дискретной подачи на привод поперечной подачи поступают импульсы, частота которых <5 соответствует скорости быстрого подвода шлифовального круга к изделию. С помощью регулятора 2 поперечной подачи измеряется величина сил резания в течение всего хода стола. 20From the generator 3 mortise discrete feed to the drive cross feed impulses, the frequency of which <5 corresponds to the speed of the fast supply of the grinding wheel to the product. Using the transverse feed adjuster 2, the magnitude of the cutting forces is measured during the entire course of the table. 20

В качестве примера сил резания может быть использована величина упругой деформации системы СПИД, величина мощности двигателя привода вращения шлифовального круга. В данной 25 системе в качестве параметра, характеризующего силы резания, используется мощность двигателя привода 6 в>мщения шлифовального круга.As an example of cutting forces, the magnitude of the elastic deformation of the AIDS system, the magnitude of the motor power of the grinding wheel rotation drive can be used. In this 25 system, as a parameter characterizing the cutting force, the engine power of the drive 6 is used> of the vengeance of the grinding wheel.

При перемещении стола сигнал, 30When moving the table signal, 30

поступающий с выхода датчика 9 на вход блока 13, увеличивается, заряжая конденсатор 18. После прохождения наиболее выступающей точки поверхности детали натяг в системе 35 СПИД уменьшается. Уменьшается и величина Р сил резания. На выходе эмиттерного повторителя, построенного на транзисторе 19, сигнал остается постоянным и соответствует Р_тах, 40coming from the output of the sensor 9 to the input of the block 13, increases, charging the capacitor 18. After passing through the most prominent point on the surface of the part, the tension in the system 35 decreases. Reduced and the value of P cutting forces. At the output of the emitter follower, built on the transistor 19, the signal remains constant and corresponds to P _max , 40

поскольку на конденсаторе 18 заряд остается постоянным, так как конденсатор не разряжается на большое входное сопротивление транзистораsince the charge on the capacitor 18 remains constant, since the capacitor is not discharged to the large input resistance of the transistor

19. На выходе блока 13 сохраняется 45 постоянная разность сигналов Ρ_Λβ> - &Р, вырабатываемая усилителем19. At the output of block 13, a 45 constant signal difference Ρ _Λβ> - & P produced by the amplifier is _maintained.

20. Созданный в блоке 13 сигнал Ρ_№αϊ - ДР подается на вход нуль-органа 14. На второй его вход подает- 50 ся уменьшающийся сигнал с выхода датчика 9. Когда величина становится равной величине Рт_о, - дР, нуль-орган 14 срабатывает и сигнал на его выходе скачком изменяется. Это при- 55 водит к срабатыванию привода 7 продольной подачи. Одновременно сигнал с выхода нуль-органа 14 через блок 15 стирания памяти стирает информацию - дР (разряжает конденсатор 18). При обратном движении стола конденсатор 18 снова заряжается до величины Р , соответствующей силам резания на этом ходе стола. При реверсировании стола левый припуск детали не остается несошлифованным, поскольку длина режущей кромки шлифовального круга в значительной степени перекрывает величину этого припуска. Если длина шлифовального круга и не перекрывает этот припуск, то величина выступа на этом участке- будет значительно меньше величию* дискретной подачи и составит 2-3 мкм. При следующем ходе стола, при шлифовании следующего участка эта неровность будет сошпифована.20. The signal Ρ _{No. αϊ} - DR created in block 13 is fed to the input of a zero-body 14. A decreasing signal from the output of sensor 9 is supplied to its second input. When the value becomes equal to the value of Рт _o , dР, zero-body 14 triggered and the signal at its output changes abruptly. This leads to the actuation of the drive 7 longitudinal feed. At the same time the signal from the output of the null organ 14 through the block 15 of erasing the memory erases the information - dR (discharges the capacitor 18). When the table moves backward, the capacitor 18 is charged again to a value P corresponding to the cutting forces during this course of the table. When reversing the table, the left stock allowance of the part does not remain unpolished, since the length of the cutting edge of the grinding wheel largely covers the amount of this allowance. If the length of the grinding wheel and does not overlap this allowance, then the protrusion on this area will be significantly less than the magnitude * discrete feed and will be 2-3 microns. At the next course of the table, when grinding the next section, this irregularity will be spelled.

Если одновременно с реверсом стола произойдет поперечная подача, то круг врежется в деталь на величину, составляющую 1,6% от подачи, что составит 0,018 мкм. Такое врезание не влияет иа точность формы образующей шлифуемой детали, имеются в виду неровности, составляющие по крайней мере величину, соизмеримую с величиной припуска на обработку (припуск на обработку составляет сотни мкм) .В задатчике 12 подача на один ход стола приведена к масштабу сип резания и соответствует изменению сил резания дР за один ход стола.If, simultaneously with the reverse of the table, a cross-feed occurs, the circle will hit the part by an amount equal to 1.6% of the feed, which will be 0.018 μm. This plunging does not affect the accuracy of the shape of the forming part to be grinded, meaning irregularities that are at least a value commensurate with the value of the allowance for machining (the machining allowance is hundreds of microns). In the setting unit 12, the feed for one turn of the table is reduced to the scale of cutting and corresponds to the change of cutting forces dR in one turn of the table.

Это значит, что за один ход стола по радиусу детали сошпифовывается припуск на глубину дискретной подачи. При этом силы резания уменьшаются на величину дР. Таким образом, дискретная подача связана разностью сил выражением 65 « КдР, где К масштабный коэффициент или коэффициент пропорциональности. Величины 68, АР и К определяются опытным путем. Прошлифовывается деталь с замером диаметра детали и мощности привода на каждом двойном ходе стола. По результатам замеров определяются величины Д5, д Р и К.This means that in one move of the table along the radius of the part, the allowance to the depth of the discrete feed is soshpifovyvaetsya. In this case, cutting forces are reduced by the value of dP. Thus, the discrete feed is connected by the difference of forces by the expression 65 "KdR, where K is the scale factor or proportionality factor. The values 68, AP and K are determined empirically. Grind the part with the measurement of the diameter of the part and the drive power at each double course of the table. According to the results of measurements are determined by the values of D5, d P and K.

Одновременно с включением обратного продольного хода стола включает^-* ся очередной шаг рабочей поперечной подачи с помощью привода 5. Величина Р возрастает, однако это приращение примерно равно величине ДР, на которую уменьшилась Р за счет припуска д5, сопшифованного за пре*-¹ Simultaneously with switching on the reverse stroke of the longitudinal section comprises ^- * Xia next step infeed working by the actuator 5. The value of P is increased, however, this increment is approximately equal to the HLR to which P decreased due allowance D5, for pre sopshifovannogo * - ¹

5five

дьщущий ход стола. Поэтому опорный сигнал остается той же заданной величины Р_тах - &Р. В этот момент включается реверс стола с помощью нуль-органа 14. .The course of the table. Therefore, the reference signal remains the same given value of P _max - & P. At this moment, the reverse of the table is turned on with the help of a null organ. 14..

Таким образом, в предложенной системе нет необходимости измерять величину припуска по всей длине изделия, т.е. создавать датчик, скользящий по поверхности изделий вслед за шлифовальным кругом. В этой системе достаточно измерять размер (например, диаметр) изделия в одной IThus, in the proposed system there is no need to measure the value of the allowance along the entire length of the product, i.e. create a sensor that slides over the surface of the product after the grinding wheel. In this system, it suffices to measure the size (for example, diameter) of the product in one I

1167582 ·1167582 ·

точке, а точность формы по образующей и функциональное управление продольной подачей обеспечивается датчиком 9 сил резания и блоком адапта—point, and the accuracy of the shape of the generator and the functional control of the longitudinal feed is provided by the sensor 9 of the cutting forces and the block of the adapter—

5 ции 16.5 of the 16.

Использование предлагаемой системы обеспечивает точность обработанной поверхности 10 мкм по всей длине образующей (известная технология обеспечивает 30 мкм), возрастание производительности в 2 раза. Система • может быть использована как для круг лого,так и для плоского шлифования.The use of the proposed system ensures the accuracy of the processed surface of 10 microns along the entire length of the generator (the known technology provides 30 microns), an increase in productivity by 2 times. The system • can be used for both round and flat grinding.

Фиг. 1FIG. one

11675821167582

-£- £

ΔΡΔΡ

ι ' 1 ^^АгНУХ ι '1 ^^ AgnUH г-кн-н 17 г" I Mr.-Mr. 17 g "I 1—— -·- one-- -·- — - I I

• »• "

□□

аbut

Фив. 2Thebes. 2

Claims

ADAPTABLE CONTROL SYSTEM FOR GRINDING PRODUCTS OF COMPLEX SHAPE, containing a grinding wheel rotating drive, a zero-body, a cross feed regulator and a cross feeding drive, a part-size sensor, a program block and an oscillating drive connected by an output to the first input of the control object, the second the input of which is connected to the output of the cross feed drive, the third input is connected to the second output of the rotational drive of the grinding wheel, and the fourth input is connected to the output of the drive longitudinal The second feed, the second input of the cross feed regulator is connected to the output of the cross feed generator, and the third input to the second output of the program block, characterized in that, in order to improve the accuracy of the system, it contains serially connected tolerance adjuster, extremum extraction unit, zero-body with inverting and memory erasing unit, connected by an output to the second input of an extremum extraction unit, the third input of which is connected to the output of the force sensor memory and to the input of a zero-organ with inverting, connected by the output Valid longitudinal feed drive.

"1167582

four

Ί 1167582 2