SU742108A2 - Адаптивна система управлени зубофрезерным станком - Google Patents

Description

Изобретение относится к области адаптивных систем управления технологическим оборудованием и может быть использовано в зубофрез ных станках, работающих по методу обкатки при чистовой и черновой обработке.

Известна адаптивная система управления 5 зубофрезерным станком по основному авт. св. № 602346, содержащая последовательно включенные регулятор со схемой ограничения выходного напряжения, имеющий три входа, привод подачи и датчик регулируемой величины, ^,0 в которой первый вход регулятора подключен к задатчику установки, второй вход — ’к датчику регулируемой величины, а между выходом и третьим входом регулятора включен блок автоматического переключения ограничений ¹⁵ два входа которого соединены с независимыми задатчиками уровней ограничения [1].

Недостатком этой системы является то, что при введении различных диапазонов регулирования подачи на различных участках обработки ²⁰ значительно улучшается использование возможностей станка по производительности и точности,но при этом снижается стойкость инструмента,

Цель изобретения — сохранение стойкости инструмента при повышении производительности режимов резания.

Это. достигается тем, что в адаптивной системе управления введен дополнительный регулятор, к первому из входов которого подключен задатчик частоты вращения фрезы, ко второму — выход блока переключения ограничений, к третьему — выход первого регулятора, а выход дополнительного регулятора соединен со входом привода вращения фрезы.

На чертеже показана принципиальная схема системы.

Система состоит из регулятора 1 со схемой ограничения выходного сигнала, регулируемого привода 2 и стакана 3. На первый вход регулятора 1 подключен выход датчика 4, с помощью которого получается информация о протекании процесса обработки. На другой вход регулятора 1 подается сигнал от задатчика 5, определяющего требуемый уровень регулируемой величины. Для задания ограничений по подаче на разных уровнях к третьему входу регулятора 1 присоединен блок 6 автоматичес742108 кого переключения ограничений, на первый, вход которого подключен выход регулятора 1. На второй и третий входы блока 6 подключены выходы независимых задатчиков 7 и 8 уровней ограничений. В состав блока входят блок сравнения 9 сигналов с выхода регулятора 1 и одного из независимых задатчиков, управляющие контакты 10 и И срабатывающего при достижении определенного уровня сигнала с усилителя 12, реле 13. Дополнительно введенный регулятор 14 своим выходом подключен к регулируемому приводу вращения фрезы 15, на первый вход регулятора 14 подключен задатчик 16 частоты вращения фрезы, на второй вход подключен выход блока 6,' а на третий вход подключен выход регулятора 1.

Адаптивная система работает следующим образом.

Перед началом работы задатчиком 5 устанавливается требуемое значение управляемой величины, например мощности, а задатчиками 7 и 8 ограничения по величинам подачи для участка входа и остального участка обработки соответственно. Устанавливаемое задатчиком 7 ограничение для участка входа всегда больше ограничения на участке остальной обработки, устанавливаемого задатчиком 8. В начале обработки, на участке входа, действительное значение регулируемой величины всегда меньше, чем заданное задатчиком 5, поэтому на выходе регулятора сигнал соответствует ограничению, установленному задатчиком 7. По мере обработки на участке входа увеличивается глубина резания и при этом увеличивается действительное значение регулируемой величины, например мощности. В этом случае происходит уменьшение сигнала рассогласования между. датчиком 4 и задатчиком 5. При этом уменьшается выходное напряжение регулятора и, следовательно, величина подачи. При вариациях условий обработки: глубины резания, твердости материала, условий охлаждения и пр. регулятор изменяет величину подачи, однако максимальное значение подачи не превышает установленного на задатчике 7. При приближении к участку полного резания блок автоматического переключения ограничений включает в работу задатчик 8. После этого регулирование величины подачи ведется до максимального значения, установленного на задатчике 8, которое меньше установленного на задатчике 7. Благодаря этому на участке выхода инструмента, когда действительная величина мощности будет меньше заданной, обработка ведется с подачей меньшей, чем на участке входа. Переключение ограничений максимальной подачи производится в момент, когда действительная подача становится равной ограничению, установленному на задатчике 8.

В схему переключения ограничений в указанный момент входит блок сравнения 9, на вход которого подаются сигналы с выхода регулятора и с задатчика 8 меньшего ограничения. К двум входам блока автоматического переключения ограничений подводятся сигналы от двух задатчиков ограничений. Сигнал от задатчика ограничений 7 для участка входа через нормально закрытый контакт 10 поступает в регулятор 1. Когда действительное значение подачи и соответствующий ей сигнал с выхода регулятора становится меньше сигнала с задатчика ограничений 8, на входе блока сравнения 9 появляется сигнал, которой после усиления на усилителе 12 включает реле 13. Реле 13 размыкает контакт 10 и замыкает контакт 11. После этого на всем остальном участке обработки выходной сигнал регулятора ограничивается 'значением, установленным на задатчике 8. Одновременно ведется процесс регулирования частоты вращения фрезы. В начале процесса резания задатчиком 16' устанавливается частота вращения фрезы, а, следовательно, и скорость резания, определяемые величиной ограничения по подаче блока 6 автоматического переключения ограничений от задатчика 7. В процессе врезания по сигналу от датчика мощности 4 регулятором 1 осуществляется снижение подачи уменьшением выходного напряжения. Этим же сигналом производится изменение скорости резания, с целью стабилизации стойковти инструмента. При переключении ограничения по подаче на подходе к участку полного резания блоком 6 от задатчика 7 на задатчик 8, скорость резания определяется сигналами задатчиков 16 и 8. Таким образом, в начале процесса резания устанавливается ограничение по скорости резания задатчиком 16 по сигналу с задатчика ограничения 7, а в конце не выше ограничения, определяемого задатчиками 8 и 16. После окончания цикла обработки колеса цепь питания обесточивается и блок 6 возвращается в исходное положение.

Использование предлагаемого контура автоматического регулирования скорости резания в известной адаптивной системе управления позволяет повысить стойкость инструмента.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к области адаптивны систем управлени  технологическим оборудованием и может быть использовано в зубофрез ных станках, работающих по методу обкатки при чистовой и черновой обработке. Известна адаптивна  система управлени  зубофрезерным станком по основному авт. св. № 602346, содержаща  последовательно включенные регул тор со схемой ограничени  выходного напр жени , имеющий три входа, привод подачи и датчик регулируемой величины, в которой первый вход регул тора подключен к задатчику установки, второй вход датчику регулируемой величины, а между выходом и третьим входом регул тора включен блок автоматического переключени  ограничений два входа которого соединены с независимыми задатчиками уровней ограничени  Т. Недостатком этой системы  вл етс  то, что при введении различных диапазонов регулировани  подачи на различных участках обработки значительно улучшаетс  использование возможностей станка по производительности и точноети .но при этом снижаетс  стойкость инструмента, Цель изобретени  - сохранение стойкости инструмента при повышении производительности режимов резани . Это, достигаетс  тем, что в адаптивной системе управлени  введен дополнительный регул тор , к первому из входов которого подключен задатчик частоты вращени  фрезы, ко второму - выход блока переключени  ограничений , к третьему - выход первого регул тора, а выход дополнительного регул тора соединен со входом привода вращени  фрезы. На чертеже показана принципиальна  схема системы. Система состоит из регул тора 1 со схемой ограничени  выходного сигнала, регулируемого привода 2 и стакана 3. На первый вход регул тора 1 подключен выход датчика 4, с помощью которого получаетс  информаци  о протекании процесса обработки. На другой вход регул тора I подаетс  сигнал от задатчика 5, определ ющего требуемый уровень регулируемой величины. Дл  задани  ограничений по подаче на разных уровн х к третьему входу регул тора 1 присоединен блок 6 автоматического переключени  ограничений, на первый вход которого подключен выход регул5 тора 1. На второй и третий входы блока 6 подключены выходы независимых задатчиков 7 и 8 уровней ограничений. В состав блока вход т блок срав- 9 сигналов с выхода регул тора 1 и одного из независимых задатчиков, управл ющие контакты 10 и 11 срабатьшающего при достижении определенного уровн  сигнала с усилител  12, реле 13. Допол1штельио введенный регул тор 14 своим выходом подключен к регулируемому пр воду вращени  фрезы 15, на первый вход регул тора 14 подключен задатчик 16 частоты вращен|н  фрезы, на второй вход подключен выход блока 6, а на третий вход подключен выход регул тора 1. . Адаптивна  система работает следующим образом . Перед началом работы задат шком 5 устанавливаетс  требуемое значение управл емой величины , например мощности, а задатчиками 7 и 8 ограничегш  по величинам подачи дл  участка входа и остального участка обработки соответственно . Устанавливаемое задагшком 7 ограничение дл  участка входа всегда больще ограниче1ги  на участке остальной обработки, устанавливаемого задатчиком 8. В начале обработки, на участке входа, действительное значение регулируемой величины всегда меньше, чем заданное задатчиком 5, поэтому на выходе регул тора сигнал соответствует ограничению, установленному задатчиком 7. По мере обработки на участке входа увеличиваетс  глубина резани  и при этом увеличиваетс  действительное значение регулируемой веливдны, например мощно ти. В зтом случае происходит уменьшение сигнала рассогласовани  между. датчиком 4 и задатчиком 5. При зтом уменьшаетс  выходное напр жение регул тора и, следовательно, величина подачи. При вариаци х условий обработки глубины резани , твердости материала, условий охлаждени  и пр. регул тор измен ет величину подачи, однако максимальное значение подачи не превышает установленного на задатчике 7. При приближении к участку полного резани  блок автоматического переключени  ограниче1ШЙ включает в работу задатчик 8. После этого регулирование величины подачи ведетс  до мак симального значени , установленного на задатчике 8, которое меньше установленного на задатчике 7. Благодар  этому на участке выхода инструмента, когда действительна  величина мощности будет меньше заданной, обработка ведетс  с подачей меньшей, чем на участке входа. Переключение ограничений максимальной подачи производитс  в момент, когда действительна  подача становитс  равной ограничению , установленному на задатчике 8. В схему переключени  ограничений в указанный момент входит блок сравнени  9, на вход которого подаютс  сигналы с выхода регул тора и с задатчика 8 меньшего ограничени . К двум входам блока автоматического переключени  ограничений подвод тс  сигналы от двух задатчиков ограничений. Сигнал от задатчика ограничений 7 дл  участка входа через нормально закрытый контакт 10 поступает в регул тор 1. Когда действительное значение подачи и соответствующий ей сигнал с выхода регул тора становитс  меньше сигнала с задатчика ограниче1шй 8, на входе блока сравнени  9 по вл етс  сигнал, которой после усилени  на усилителе 12 включает реле 13. Реле 13 размыкает контакт 10 и замыкает контакт 11. После .этого На всем остальном участке обработки выходной сигнал регул тора ограничиваетс  значе1шем, установленным на задатчике 8. Одновременно ведетс  процесс регулировани  частоты вращени  фрезы. В начале процесса резани  задатчиком 16 устанавливаетс  частота вращени  фрезы, а, следовательно, и скорость резани , определ емые величиной ограничени  по подаче блока 6 автоматического переключетш  ограничений от задатчика 7. В процессе врезани  по сигналу от датчика мощности 4 регул тором 1 осуществл етс  снижение подачи уменьшением выходного напр жени . Этим же сигналом производитс  изменение скорости резани , с целью стабилизации стойковти инструмента . При переключении ограничени  по подаче на подходе к участку полного резани  блоком б от задатчика 7 на задатчик 8, скорость резани  определ етс  сигналами задатчиков 16 и В. Таким образом, в начале процесса резани  устанавливаетс  ограничение по скорости резани  задат шком 16 по сигналу с задатчика ограничени  7, а в конце не выше ограничени , определ емого задатчиками 8 и 16. После окончани  цикла обработки колеса цепь питани  обесточиваетс  и блок 6 возвращаетс  в исходное положение. Использование предлагаемого контура автоматического регулировани  скорости резани  в известной адаптивной системе управлени  позвол ет повысить стойкость инструмента. Формула изо б.р е т е н и   Адаптивна  система управлени  зубофрезерным станком по авторскому свидетельству № 602346, отличающа с  тем, что, с целью сохранени  стойкости инструмента при повышении производительности режимов резаШ1Я , в нее введен дополнительный регул тор, к первому из входов которого подключен задатчик частоты вращени  фрезы, ко второ5742108

   My - выход блока переключени  ограничений, к третьему - выход первого регул тора, а выход дополнительного регул тора соеданен со входом привода вращени  фрезы станка.

   Источники информации, прин тые во В1шмание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 602346, кл. В 23 q 15/00, 1975.