SU1381433A1 - Устройство дл управлени шлифовальным станком - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборам контрол  за подачей шлифовального станка. Цель изобретени  - повышение точности и производительности устройства. В устройстве с помощью датчика 1 измер етс  оставшийс  припуск, а с помощью датчика мош,- ности привода подачи 5, преобразовател  сил резани  4, интегратора 8, задатчика времени 6 и формировател  импульсов 7 - средн   за врем  интегрировани  мощность сил резани . С помощью четырех пороговых элементов 2, 3, 10 и 12, умножител  II и вычитател  9 блок генератора 13 включает и отключает щаговую подачу так, что средн   мощность сил резани  измен етс  в за- висимости от величины оставшегос  припуска по трапецеидальному алгоритму. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Description

со 00

со со

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть испо.тьзовано дл  автоматического управлени  подачей шлифовального станка.

Цель изобретени  - повышение точности и производительности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма цикла обработки одной детали; на фиг. 3 - схема блока генератора; на фиг. 4 - осциллограммы сигналов дл  условий обработки с продольной подачей.

Устройство дл  управлени  шлифовальным станком содержит датчик 1 припуска, пороговые элементы 2 и 3, преобразователь 4 сил резани , датчик 5 .мощности при- вода подачи, задатчик 6 времени и формирователь 7 импульсов, интегратор 8, вычита- тель 9, 1ор()1Т)вый эле.мент 10, умножитель 11, пороговый элемент 12, блок 13 генератора . Блок 13 генератора содержит дешифратор 14, триггер 15, элемент И 16, гене- |)ат()р 17 H iny;ii)COB и инвертор 18.

Устройство позвол ет реализовать трапецеидальный алгоритм управлени  поперечной подачей по среднему значению Rp мош,- ности сил резани  и величине S оставшегос  припуска; до припуска S Si Pcp поддерживаетс  на посто нном уровне РЬ а после достижени  припуском значени  Si мощность РЧ снижаетс  по пр мой от PI до заданного конечного значени  Pj. Среднее значение мощности сил резани  измер етс  за заданное врем  интегрировани  t4, что позвол ет использона1ь устройство дл  обработки длии пы.х деталей с применением продо.чьной подачи .

При использовании устройства в услови-  х, когда отсутствует продольна  подача круга относительно детали (обработка шеек коленвалов, колеп юдшипников и других деталей происходит голько с по.мощью поперечной подачи), в качестве задатчика времени можно применить генератор пр моугольных импульсов, длительность которых равна вре- .мени интег рировани  t4. Если обработка идет с использованием продольной подачи, когда круг частично выходит за край детали, то в качестве задатчика времени можно примен ть выключатели путевые; контактные типа ВПК или бесконтактные БВК, КВД, ПИШ и т. п.

Интегратор может быть реализован, например , в виде интегратора со сбросом, который позвол ет усредн ть мощность сил резани  за заданный промежуток времени 14.

Устройство работает следующим образом .

При подводе шлифовального круга к детали со станка на вход устройства посту- пает сигнал. В преобразователе 4 сил резани  осуществл етс  запись мощности холостого хода привода подачи Рхх. Сигнал о текущей мощности привода подачи Р- поступает

0

5 0

5 0

5

Q

в преобразователь 4 сил резани  с датчика 5 мощности привода подачи. Преобразователь 4 сил резани  формирует сигнал мощности сил резани  - Рхх, который при подводе круга равен нулю (так, как при «шлифовании воздуха ). Одновременно на шаговый двигатель механизма подачи поступают импульсы с блока 13 генератора, так как триггер 15 после прихода очередного импульса ti на его С-вход устанавливаетс  в единичное состо ние и открывает элемент И 16 дл  прохождени  импульсов с генератора 17 импульсов.

В момент, обозначенный точкой 1 на (т. 1) фиг. 2, круг касаетс  детали.

При непрерывном поступлении импульсов на шаговый двигатель увеличиваетс  средн   мощность сил резани  Рср (см. участок от т. 1 до т. 2 на фиг. 2), измер ема  в устройстве в течение времени интегрировани  t4 (при шлифовании с продольной подачей это врем  прохода круга внутри детали - см. фиг. 4).

Мгновенна  мощность сил резани  P(t) (см. фиг. 46) пропорциональна величине упругих деформаций Sy.i, длине контакта круга с деталью t (см. фиг. 4а), жесткости j системы СПИД:

р(1) .,

где k коэффициент пропорциональности, завис щей например, от твердости круга, детали, температуры, свойств смазочно-ох- лаждающей жидкости.

Когда круг выходит за край детали (положени  1 и 2 круга относительно детали на фиг. 4а) длина контакта I уменьшаетс  и MonuiocTb сил резани  P(t) падает, а когда круг входит в деталь (положение 3 на фщ. 4а) мощность Р(1) сиона возрастает.

Средн   мощность Рч (фиг. 4) определ етс  в интеграторе 8. Врем  интегрировани  14 задаетс  с помощью задатчика б вре- .мени, а сброс интегратора 8 осуществл етс  по импульсу {-2 каждый раз после задержки на врем  t|. Импульсы ti поступают в блок 13 генератора.

Когда средн   мощность сил резани  Ptp становитс  выше уровн  Pi (т. 2 на фиг. 2), срабатывает третий пороговый элемент 10, измен етс  значение выходного сигнала дешифратора 14 (). Поэтому после поступлени  в блок 13 генератора очередного и.мпульса t| триггер 15 возвращаетс  в исходное состо ние, закрыва  элемент И 16, прекращаетс  поступление импульсов генератора 17 импульсов на выход устройства («Подача) и мощность сил резани  начинает падать (интервал времени от т. 2 до т. 3 на фиг. 2).

Как только Рср опускаетс  ниже уровн  Р| (это происходит через некоторое врем , зависимое от инерционности системы), третий пороговый элемент 10 возвращаетс  в исходное состо ние и после срабатывани  триггера 15 вновь включаетс  подача (т. 3

на фиг. 2). В дальнейшем включение и отключение подачи происходит так, что мощность сил резани  Рср колеблетс  около заданного уровн  Р|, а величина оставшегос  припуска S уменьшаетс  до значени  S| (от т. 2 до т. 4 на фиг. 2).

Как только припуск уменьшаетс  до величины S|, срабатывает второй пороговый элемент 3 (т. 4 на фиг. 2), и начинаетс  этап чистовой обработки детали.

На этапе чистовой обработки (при ) блок 13 генератора включает подачу после прихода очередного импульса t|, если при этом сработал четвертый пороговый элемент 12,

На входы четвертого порогового элемента 12 поступают сигналы с выхода умноР - Р

жител  II aS (где коэффициент наклона пр мой А-А на этапе чистовой обработки, см. фиг. 2) и с выхода вычитател  9 (Рср - Рг). Подача включаетс  при условии

-Р2, а выключаетс  при

aS Pcp-P2,

где Р2 - параметр программы, который задает мош,ность сил резани  в конце обработки .

В результате такого управлени  подачей на чистовом этапе мощность сил резани  Рср снижаетс  по пр мой А-А с заданным наклоном а. Заканчиваетс  обработка, когда весь припуск сн т (). При этом срабатывает первый пороговый элемент 2, устройство выдает команду на быстрый отвод круга (сигнал «Отвод) и одновременно с помощью инвертора 18 блока генератора 13 отключаетс  шаговый двигатель подачи.

Таким образом, независимо от изменени  режущих свойств круга и жесткости системы СПИД мощность сил резани  измен етс  в зависимости от оставшегос  припуска по трапецеидальному алгоритму, что обеспечивает повышение производительности и точности обработки.

Повышение точности происходит благодар  управлению подачей по среднему значению мощности сил резани , измеренному за заданное врем  14, а повышение производительности устройства достигаетс  благодар  реализации оптимального алгоритма управлени , так как трапецеидальный

алгоритм  вл етс  оптимальным по производительности дл  шлифовани .

Claims (2)

1. Устройство дл  управлени  шлифовальным станком, содержащее преобразователь сил резани , датчик мощности привода подачи, датчик припуска, три порогоQ вых элемента, умножитель и вычитатель, вход преобразовател  сил резани  подключен к выходу датчика мощности привода подачи, управл ющий вход преобразовател  сил резани  соединен с входом устройства, выход датчика припуска подключен к входам

5 первого и второго пороговых элементов, выход первого из которых  вл етс  первым входом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и производительности , оно дополнительно снабжено четвертым пороговым элементом, интегратором,

формирователем импульсов, задатчиком времени и блоком генератора, выход которого соединен с вторым выходом устройства, а первый - четвертый входы блока генератора подключены к выходам четырех пороговых

5 элементов, п тый и щестой входы блока генератора подключены соответственно к входу устройства и первому выходу формировател  импульсов, вход которого соединен с задатчиком времени, а второй выход подключен к управл ющему входу интегратора,

0 выход которого соединен с входом третьего порогового элемента и с входом уменьшаемого вычитател , а вход подключен к выходу преобразовател  сил резани , вход умножител  соединен с выходом датчика припуска, входы четвертого порогового элемента под5 ключены к выходам умножител  и вычитател .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок генератора содержит дешифратор, инвертор, триггер, элемент И и генератор

импульсов, подключенный к первому входу элемента И, выход которого соединен с выходом блока генератора, а второй вход - с выходом триггера, тактирующий вход которого  вл етс  шестым входом блока генератора , а входы дл  сигналов соединены

5 с выходами дещифратора, входы дешифратора  вл ютс  соответственно п тым, третьим , вторым и четвертым входами блока генератора , первый вход которого через инвертор соединен с третьим входом элемента И.

л ,A

X/

/м

vi

dxoff г

Pcp-f j

us.3

Pep

viv

P2

5i

Cpuff-2

fJoffa

л J

P(t}

J

8 и

д h.

fpue.4