SU1201114A1 - Grinding machine control system - Google Patents

Grinding machine control system Download PDF

Info

Publication number
SU1201114A1
SU1201114A1 SU843707256A SU3707256A SU1201114A1 SU 1201114 A1 SU1201114 A1 SU 1201114A1 SU 843707256 A SU843707256 A SU 843707256A SU 3707256 A SU3707256 A SU 3707256A SU 1201114 A1 SU1201114 A1 SU 1201114A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
integrator
adder
signal
Prior art date
Application number
SU843707256A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Николаевич Михелькевич
Анатолий Григорьевич Решетов
Виталий Тихонович Плицын
Владимир Дмитриевич Шелеметьев
Original Assignee
Тольяттинский политехнический институт
Волжское Объединение Легковых Автомобилей
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тольяттинский политехнический институт, Волжское Объединение Легковых Автомобилей filed Critical Тольяттинский политехнический институт
Priority to SU843707256A priority Critical patent/SU1201114A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1201114A1 publication Critical patent/SU1201114A1/en

Links

Landscapes

  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ, содержаща  измерительную головку i, св занную с электронным усилителем, выход которого соединен с первым интегратором, сумматор, и соединенные последовательно дифференцирующую  чейку, элемент сравнени  и исполнительный элемент станка, отличающа с  тем, что, с целью повьппени  точности, она снабжена вычитающим устройством, первый вход которого соединен с первым интегратором, двум  амплитудными детекторами, входы которых св заны с вычитающим устройством, а выходы - с сумматором , вторым интегратором, вход которого св зан с выходом сумматора, а выходы - с вторым входом вычитающего i устройства и с дифференцирующей  чейкой, и задатчиком скорости сн СЛ ти  припуска, вход которого соединен с выходом электронного усилител , а выход - с вторым входом элемента сравнени , юA GRINDING MACHINE CONTROL SYSTEM containing a measuring head i connected to an electronic amplifier, the output of which is connected to the first integrator, an adder, and connected in series to a differentiating cell, a reference element and an executive element of the machine, characterized in that, for the purpose of accuracy, it equipped with a subtracting device, the first input of which is connected to the first integrator, two amplitude detectors, the inputs of which are connected to the subtractive device, and the outputs to the adder, the second int The controller, whose input is connected with the output of the adder, and the outputs with the second input of the subtractor i device and with the differentiating cell, and the speed controller for the SL SL allowance, the input of which is connected to the output of the electronic amplifier, and the output with the second input of the comparison element,

Description

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано дл  управлени  подачей при врезном шлифовании.The invention relates to a machine tool industry and can be used to control the feed during mortise grinding.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет управлени  подачей в течение всего цикла обработки и подавлени  высокочастотных и низкочастотных составл ющих сигнала измерительной информации.The aim of the invention is to improve the accuracy by controlling the feed during the entire processing cycle and suppressing the high-frequency and low-frequency components of the measurement information signal.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы управлени  шлифовальным станком; на фиг.,2 - график изменени  сигнала измерительной информации во врем  сн ти  припуска на входе первого интегратора; на фиг. 3 то же, на выходе второго интегратора; на фиг. 4 - график изменени  скорости поперечной подачи станка в функции снимаемого припуска X,FIG. 1 is a block diagram of a grinding machine control system; Fig. 2 is a plot of the measurement information signal during the removal of the allowance at the input of the first integrator; in fig. 3 is the same at the output of the second integrator; in fig. 4 is a graph of the variation of the cross feed rate of the machine as a function of the removed allowance X

Система управлени  шлифовальным станком содержит индуктивную измерительную головку 1, котора  контролирует размер детали 2. Измерительна  головка 1 соединена последовательно с электронным усилителем 3, выход которого соединен с входами первого интегратора 4 и задатчика скорости 5 сн ти  припуска. Выход первого интегратора 4 соединен с одним из входов вычитающего устройства 6. Выход вычитающего устройства 6 соединен с входами амплитудных детекторов 7 и 8, выходы которых соединены с входами сумматора 9 Выход сумматора 9 соединен с входрм второго интегратора 10. Выход второго интегратора 10 соединен с входом дифференцирукнцей  чейки 11 и со вторым входом вычитак цего устройства 6 Выход дифференцирующей  чейки 11 соеднен с одним входом элемента сравнени  1 2, другой: вход которого соединен с задатчиком скорости 5. Выход элемента сравнени  12 соединен с исполнительным элементом 13 станка 14.The grinding machine control system contains an inductive measuring head 1, which controls the size of the part 2. The measuring head 1 is connected in series with the electronic amplifier 3, the output of which is connected to the inputs of the first integrator 4 and the setpoint controller 5 for removing the allowance. The output of the first integrator 4 is connected to one of the inputs of the subtracting device 6. The output of the subtractive device 6 is connected to the inputs of amplitude detectors 7 and 8, the outputs of which are connected to the inputs of the adder 9 The output of the adder 9 is connected to the input of the second integrator 10. The output of the second integrator 10 is connected to the input the differentiation of the cell 11 and the second input of the reading device 6; The output of the differentiating cell 11 is connected to one input of the comparison element 1 2, the other: the input of which is connected to the speed reference 5. Output of the comparison element 12 is connected to the actuating element 13 of the machine 14.

Система работает следующим образом .The system works as follows.

При обработке детали 2 на шлифовальном станке 14 контролируемый с помощью измерительной головки 1 припуск X на диаметральный размер детали измен етс  от некоторого значени  Dp. до нул  (крива 15 на фиг, 2).When machining part 2 on a grinding machine 14, the allowance X controlled by the measuring head 1 by the diameter of the part changes from a certain value Dp. to zero (curve 15 in FIG. 2).

Сигнал измерительной информации (фиг. 2) представл ет собой посто нную составл ющую, на которую наложены сигналы помех, имеющие различную физическую природу и характеризующиес  своей частотой, длительностью и амплитудой. На фиг. 2 (крива  15)The measurement information signal (Fig. 2) is a constant component, on which interference signals of different physical nature are superimposed and characterized by their frequency, duration and amplitude. FIG. 2 (curve 15)

изображена составл юща , характери- зукща  форму детали. На эту составл к цую наложены сигналы, несущие информацию о шероховатости и других дефектах поверхности детали.shows the component, the characteristic shape of the part. Signals that carry information about the roughness and other defects of the surface of the part are superimposed on this component.

Кроме того, очень часто присутствуют и одиночные импульсные помехи (фиг. 2, отрезок ix т возникающие из-за попадани  зерен абразивного материала под измерительныйIn addition, very often single impulse noise is also present (Fig. 2, the segment ix t arising from the ingress of grains of abrasive material under the measuring

щуп датчика. Сиг1нал измерительной информации X , снимаемьй измерительной головкой 1, проходит через электронный усилитель 3, который осуществл ет усиление, преобразование сигналаprobe gauge. The measuring information signal X, removed by measuring head 1, passes through an electronic amplifier 3, which performs amplification, signal conversion

и линеаризацию характеристики преобразовани  . С выхода электронного усилител  3 сигнал измерительной информации X поступает в интегратор 4. Задачей интегратора 4  вл етс  подавление импульсных помех, имеющих случайный характер распределени . Посто нна  времени интегратора беретс  из услови and linearization of the transform characteristic. From the output of the electronic amplifier 3, the measurement information signal X is fed to the integrator 4. The task of the integrator 4 is to suppress impulse noise having a random distribution pattern. The time constant of the integrator is taken from the condition

, ,,,

где длительность сигнала помехи (пор дка 10-15 мс. При этом абсолютна  погрешность на выходе интегратора 4 определ етс where the duration of the interference signal (on the order of 10-15 ms. In this case, the absolute error at the output of integrator 4 is determined by

из выражени from the expression

Ч-VcH-vc

U Ц о U C about

где Y,, - скорость изменени  сигнала на выходе интегратора; UMCIKC максимальное значениеwhere Y ,, is the rate of change of the signal at the integrator output; UMCIKC maximum value

сигнала на входе интегра«5тора (10 В);the signal at the input of the integrator is 5tor (10 V);

5 - крутизна сигнала измерительной информации (8 мВ/мкм). Тогда ujj 1,25 мкм. 50 Таким образом, сигнал помехи длительностью 10-15 мс любой амплитуды ограничиваетс  на уровне 1-1,5 мкм. Сигнал, свободный от амплитудных помех, поступает на оди 55 из входов вычитанлцего устройства 6, на другой вход которого поступает сигнал с выхода второго интегратбра 10. Сигнал с выхода интегратора5 - the steepness of the measuring information signal (8 mV / μm). Then ujj 1.25 microns. 50 Thus, an interference signal with a duration of 10-15 ms of any amplitude is limited to 1-1.5 µm. The signal, free from amplitude noise, arrives at one 55 of the inputs of the read device 6, to another input which receives a signal from the output of the second integrate 10. Signal from the output of the integrator

10  вл етс  посто нной составл ющей (крива  16 на фиг, 3) сигнала измерительной информации и не содержит помех. В результате вычитани  в вычитающем устройстве 6 на выходе его. имеетс  переменна  составл к ца  т.е. сигнал помех, образующийс  в основном за счет отклонени  формы детали, шероховатости. Сигнал помех поступает на входы амплитудных детекторов 7 и 8, которые выпр мл ют помехи положительной и отрицательHOjR пол рности соответственно. С выходов амплитудных детекторов 7 и 8 выпр мленный сигнал помехи положи ельной и отрицательной пол рност постзшает в сумматор 9, где путем алгебраического суммировани  определ етс  значение средней составл ющей сигнала помех. С выхода сумматора 9 средн   составл юща  помех поступает на второй интегратор 10. Задачей интегратора 10  вл етс  выделение посто нной составл ющей сигнала, свободной от помех. Напр жение на выходе интегратора 10 измен етс  с той же скоростью, что и на входе, но не содержит сигнала помех.10 is a constant component (curve 16 in FIG. 3) of the measurement information signal and is free from interference. As a result of the subtraction in the subtractor 6 at the output thereof. There is variable ca. interference signal, mainly due to the deviation of the part shape, roughness. The interference signal arrives at the inputs of the amplitude detectors 7 and 8, which rectify the interference of the positive and negative polarities, respectively. From the outputs of the amplitude detectors 7 and 8, the rectified interference signal of the positive and negative polarities is passed to the adder 9, where the value of the average component of the interference signal is determined by algebraic summation. From the output of the adder 9, the average component of the interference arrives at the second integrator 10. The task of the integrator 10 is to extract a constant component of the signal that is free from interference. The voltage at the output of the integrator 10 varies at the same speed as the input, but does not contain an interference signal.

Обозначим:Denote:

махо максимальное значение на входе вычитающего устройства 6;max is the maximum value at the input of the subtractor 6;

Р/мин минимальное значение сигнала на входе вычитающего устройства 6; посто нна  составл н ца R / min is the minimum value of the signal at the input of the subtractor 6; constant

сигнала на входе вычитающего устройства 6; х - скорость изменени  сигналthe input signal of the subtractive device 6; x - rate of change of signal

измерительной информации; х - запаздывание сигнала, проход щего через интегратоо 10.measuring information; x is the delay of the signal passing through the integrato 10.

Тогда напр жени  на выходе амплитудных детекторов 7 и 8 равны соответственноThen the voltages at the output of the amplitude detectors 7 and 8 are respectively

.Kc-Dcp+ Vxi (1) U,D«HH-D,. (2).Kc-Dcp + Vxi (1) U, D «HH-D ,. (2)

Напр жение tij. на вь1ходе сумматора 9 равноVoltage tij. at the top of the adder 9 equals

Uj.,-e«v,.Uj., - e "v ,.

Это напр жение поступает на вход второго интегратора 10. Скорость This voltage is fed to the input of the second integrator 10. The speed

изменени  этого сигнала на выходе интегратора 10 можно определить из выражени /changes in this signal at the output of integrator 10 can be determined from the expression /

-2,6V,  -2,6V,

(3)(3)

dtdt

где Т - посто нна  времени интегратора 10.where T is the integrator time constant 10.

С другой стороны, напр жение на О выходе интегратора 10 равно:On the other hand, the voltage on the output of the integrator 10 is:

fJu (4)fJu (4)

Или, подставл   (4) в (3) и счита  .(tVx const, получимOr, substitute (4) in (3) and count. (TVx const, we get

1515

(5)(five)

Сравнива  (3) и (5), видим, что 20 скорости изменени  сигнала на входе и выходе интегратора ГО Одинаковы. С выхода интегратора 10 сигнал поступает в дифференцирующую  чейку 11, где после дифференцировани , 25 определ етс  скорость изменени Comparing (3) and (5), we see that the 20 rates of change of the signal at the input and output of the integrator GO are the same. From the output of the integrator 10, the signal enters the differentiating cell 11, where after differentiation, 25 determines the rate of change

сигнала X : , ЗХsignal X:, SX

, I Т I T

-«V,(npH06)- “V, (npH06)

Сигнал V|f поступает на один вход 30 элемента сравнени  12, на другой вход которого поступает сигнал Vg с выхода задатчика скорости 5. Задатчик скорости 5 на основе, поступающе на его вход информации о контролируемом размере X , вырабатывает алго35 ритм управлени  скоростью Vg сн ти  припуски в функции X (крива  17 фиг. 4). Указанный алгоритм описываетс  выражениемThe signal V | f is fed to one input 30 of the comparison element 12, the other input of which receives the signal Vg from the output of the speed limiter 5. The speed limiter 5 on the basis of the information about the monitored size X at its input generates an algorithm for controlling the speed Vg allowances in function X (curve 17 of Fig. 4). The specified algorithm is described by the expression

V3--V«--con5i при X«ajc xrX|,V3 - V "- con5i for X" ajc xrX |,

VM-V.VM-V.

(6)(6)

UK-X)UK-X)

где X, - максимальное значениеwhere X is the maximum value

снимаемого припуска; Хц - значение снимаемого припуска , при котором про- исходит изменение скорости подачи шлифовального круга.removable allowance; Hz is the value of the removed allowance at which the change in the feed rate of the grinding wheel occurs.

Элемент сравнени  12 вьадел ат игнал рассогласовани  18Comparison element 12 patterns mismatch 18

55 AV«Vg-V.(7)55 AV "Vg-V. (7)

После усилени  сигнал рассогласовани  дУ подаетс  на исполнительный элемент 13, который управл ет скоростью поперечной подачи станка 1А. На участке X рость попере.чной подачи, задаваема алгоритмом (6), максимальна (   V). Реальна  скорость подачи V (фиг. А, крива  19), получающа с  на выходе, дифференцирук дей  чейки 11, также имеет максимальное значе ние и колеблетс  около заданного значени  V/y, . По достижении значен 146 припуска Ху; скорость поперечной подачи линейно уменьшаетс  до значени  V V, затем шлифовальный круг отводитс . Таким образом, выполнение алгоритма (6) требует знани  реальной скорости сн ти  припуска х в течение всего цикла обработки детали. В свою очередь это позвол ет организовать згаравление подачей также в течение всего цикла обработки.After amplification, the error signal DU is supplied to the actuating element 13, which controls the cross feed rate of the machine 1A. In section X, the transverse feed rate, given by the algorithm (6), is maximal (V). The actual feed rate V (Fig. A, curve 19), which is output, the differentiation of cell 11, also has a maximum value and fluctuates around a given value of V / y,. Upon reaching the value of 146 Hu; the cross feed rate is linearly reduced to the value of V V, then the grinding wheel is retracted. Thus, the execution of the algorithm (6) requires knowledge of the real speed of removal of the allowance x during the whole part processing cycle. In turn, this allows organizing the filing fee also during the whole processing cycle.

J6J6

SCPScp

Claims (1)

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ, содержащая измерительную головку,, связанную с электронным усилителем, выход которого соединен с первым интегратором, сумматор, и соединенные последовательно дифференцирующую.ячейку, элемент сравнения и исполнительный элемент станка, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она снабжена вычитающим устройством, первый вход которого соединен с первым интегратором, двумя амплитудными детекторами, входы которых связаны с вычитающим устройством, а выходы - с сумматором, вторым интегратором, вход которого связан с выходом сумматора, а выходы - с вторым входом вычитающего устройства и с дифференцирующей © ячейкой, и задатчиком скорости снятия припуска, вход которого соединен с выходом электронного усилителя, а выход - с вторым входом элемента сравнения.GRINDING MACHINE CONTROL SYSTEM, comprising a measuring head, connected to an electronic amplifier, the output of which is connected to the first integrator, an adder, and series-differentiating cell, a comparison element and an actuating element of the machine, characterized in that, in order to increase accuracy, it is equipped a subtractor, the first input of which is connected to the first integrator, two amplitude detectors, the inputs of which are connected to the subtractor, and the outputs to the adder, the second integrator Whose input is connected to the output of the adder and the outputs - to the second input of the subtractor and differentiating © cell, and the stock removal rate setting device having an input coupled with the output of the electronic amplifier, and the output - to the second input of the comparison element. SU „„1201114 ΐSU „„ 1201114 ΐ
SU843707256A 1984-01-06 1984-01-06 Grinding machine control system SU1201114A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843707256A SU1201114A1 (en) 1984-01-06 1984-01-06 Grinding machine control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843707256A SU1201114A1 (en) 1984-01-06 1984-01-06 Grinding machine control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1201114A1 true SU1201114A1 (en) 1985-12-30

Family

ID=21106032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843707256A SU1201114A1 (en) 1984-01-06 1984-01-06 Grinding machine control system

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1201114A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гейлер З.Ш. Самонастраивающиес системы активного контрол . М.: Машиностроение, 1978, с. 141-150. Михелькевич В.Н. Автоматическое управление шлифованием. М.: Машиностроение, 1975, с. 83, 95, 112-141. Авторское сввдетельство СССР № 271824, кл. В 23 Q 15/06, 1969. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Precision machining without precise machinery
Liu et al. Intelligent classification and measurement of drill wear
Kuo et al. Intelligent tool wear estimation system through artificial neural networks and fuzzy modeling
Park et al. On-line flank wear estimation using an adaptive observer and computer vision, part 1: Theory
SU1201114A1 (en) Grinding machine control system
JPS61269710A (en) Digitizing method for profile track
Li Real-time tool wear condition monitoring in turning
CA1278820C (en) Adjustable degausser
JPS6347058A (en) Control device for robot
Chen et al. Intelligent dimensional error pre-compensation in CNC grinding using iterative learning approach
SU629040A1 (en) Cutting tool position automatic correction device
US4983800A (en) Interelectrode distance controlling device in electric discharge machining apparatus
Chen et al. Dimensional error prediction and its intelligent soft pre-compensation in batch manufacture
DE2949427A1 (en) Automatic optimisation of position command in grinding machine system - has in process gauges to monitor workpieces and control loop to adjust wheel position
Fu et al. Intelligent tool condition monitoring in milling operation
SU1679271A1 (en) Device for assessing wear of cutting tool
SU479614A1 (en) Active control device
Brunk Geometric control by industrial robots.
HAMMOUDI et al. MONITORING CHATTER IN MILLING BASED ON ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS AND INSTANTANEOUS ANGULAR SPEEDS.
Egana et al. Towards intelligent dressing
Hu et al. Position/force control of manipulator based on force measurement and its application to gear deburring
SU805253A1 (en) Centerless grinding machine device
SU1667008A1 (en) Device for adaptive controlling metal-cutting machine tool
EP0289454A3 (en) Method and device for controlling the machining process in electroerosion
SU746398A2 (en) Correcting device