(54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано дл управлений технологическими процессами обработки на металлорежущих станках. Известна самонастраивающа с система управлени процессом механической обработки , содержаща задающий генератор, установленный на заднем торце резца, преобразователь вибраций, выход которого подключен к цепи, включающей в себ узкополосный фильтр с фиксированной настройкой частоты, узкополосный перенастраиваемый фильтр, генератор пилообразного напр жени , выход которого соединен с управл ющим входом узкополосного перенастраиваемого фильтра, усилитель мощности, соединенный своим выходом с электромеханическим преобразователем, св занным с резцом 11. Однако известное устройство имеет недостаточную стойкость инструмента за счет вли ни циклических составл ющих сил резани на задней грани инструмента. Цель изобретени ,- повышение стойкости режущего инструмента за счет снижени циклических составл ющих сил резани . Эта цель достигаетс тем, что система снабжена двум детекторами со встроенными блоками усреднени трем аналоговыми ключами, блоком запоминани минимума блоком сравнени , имеющим заданную зону нечувствительности, дифференциальным усилителем , элементом совпадени , генератором пр моугольных импульсов, триггером и блоком управлени мощностью, причем вход первого детектора со встроенным блоком усреднени подключен к выходу узкополосного фильтра с фиксированной настройкой частоты, а выход - к входу узкополосного перенастраиваемого фильтра, вход второго детектора со встроенным блоком усреднени соединен с выходом узкополосного перенастраиваемого фильтра, а выход подключен к входам двух аналоговых ключей, при этом вход блока запоминани минимума подключен к выходу первого аналогового ключа, а выход - к опорным входам блока сравнени и дифференциального усилител , причем входы сравнени блока сравнени и л фференциального усилител подключены к выходу второго аналогового ключа, а выход блока сравнени св зан через элемент совпадени с вх(здом генератора пилообразного напр жени , выход которого через включенные последовательно задающий генератор и усилитель мощности подключен к входу электромеханического преобразовател , кроме того, входы третьего аналогового ключа св заны соответственно с выходами элемента совпадени и дифференциальног(| усилител , а выход через блок управлени мощностью св зан с входом усилител мощности , при этом вход генератора пр моугольных импульсов св зан с выходом генератора пилообразного напр жени , а выход его через триггер св зан соответственно с входами первого и второго аналоговых ключей, а также с входом элемента совпадени . На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из задающего генератора 1, выходом подключенного к усилителю 2 мощности, который соединен с электромеханическим преобразователе.м 3, генератора 4 пилообразного напр жени , управл ющего задающим генератором 1. Устройство также состоит из последовательно соединенных преобразовател 5 вибраций, узкополосного фильтра с фиксированной настройкой частоты 6 первого детектора со встроенны.м блоком 7 усреднени , узкополосного перенастраиваемого фильтра 8 и второго детектора с интеграторо.м 9. При этом генератор 4 гшлообразного напр жени выходом подключеп к узкополосному неренастраиваемо.му фильтру 8 и к входу генератора 10 пр моугольных импульсов. Устройство также содержит триггер 11, три аналоговых ключа 12-14, элемент 15 совпадени , блок 16 сравнени дифференциальный усилитель 17. Опорные входы двух последних подключены через блок 18 запоминани минимума к выходу аналогового ключа -12, а их сравнивающие входы к выходу аналогового ключа 13. При этом входы ключей 12 и 13 соедин ютс с выходом детектора с интегратором 9, первый выход триггера 1 I подк.чючен к управл ющему входу аналогового ключа 12, а второй - к унравл юще .му входу аналогсшого ключа 13 и к первому входу элемента совпадени , второй вход которого соедин етс с выходом блока 16, сравне1П1 , а выход - со входом генератора 4 пилообразного напр жени и управл ющим входом апалогового ключа 14. Выход дифференциального усилител 17 через аналоговый ключ 14 соединен со входом блока 19 управлени мощностью, имеющего ручп1.1е задатчики минимальною и мак сймально1о значени .1оник)сти возбуждени выход его соединен с усилителем 2 мощности Система работает следующим образом. От задаюп1его епе)атора I через усилитель 2 мощности и электромеханический преобразователь 3 на режу1ций инструмент накладываютс ультразвуковые колебани , частота которых регулируетс с помощью генератора 4 пилообразного напр жени . Возникающие в зоне резани волны вибоакустической эмиссии регистрируютс вибропреобразователе .м 5, установленны.м на торце резца или на суппорте, далее сигнал подаетс а узкополосный фильтр с фиксированной настройкой частоты 6 со встроенным усилителем. Частота настройки фильтра 6 выбираетс таким образо.м, что акустические сопротивлени на этой частоте от задней грани режущего инструмента до .места установки вибропреобразовател 5 минимальны . Амплитудна модул ци этой частоты FieceT информацию о силовых процессах на задней грани инструмента. Дл выделени огибаюнгий сигнал с выхода узкополосного фильтра 6 подаетс на вход детектора со встроенным блоком 7 усреднени . Так как основные циклические силы в радиальном направлении возникают на частоте возбуждени , то выделенна огибающа подаетс на узкополосной перенастраиваемый фильтр 8, частота настройки которого синхронизирована с частотой возбуждени генератора 1. Продетектировав сигнал С фильтра 8 с помощью детектора 9 со встроенны .м интегратором получаем напр жение, пропорциональное величине циклических сил на задней грани. Поиск оптимальной частоты возбуждени осуществл етс по минимуму напр жени на выходе детектора 9 со встроенным интегратором , при перестройке частоты возбуждени - в пределах полосы пропускани электромеханического преобразовател 3. Синхронно с начало.м перестройки генератора 4 пилообразного нанр жени генератором 10 пр моугольных импульсов вырабатываетс импульс, опрокидывающий триггер 11 в первое состо ние, в котором он открывает аналоговый к,1юч 12, пропускающий сигнал с выхода детектора 9 со встроенны.м иптеграторо.м на блок 18 запоминани мини му.м а. С началом повторной перестройки генератора 4 пилообразного напр жени триггер 11 вновь опрокидываетс и открывает второй аналоговый ключ 13. Напр жение с детектора со встроенны.м интеграторо.м 9 через аналоговый ключ 13 поступает на вход блока 16 сравнени , где сравниваетс с выходным напр жением блока 18 запоминани минимума. При совпадении сравниваемых напр жений блок 16 сравнени посредством элемента 15 останавливает перестройку генератора 4 пилообразного напр жени , так как система настроилась на частоту возбуждени соответствуклдую .минимальной величине циклических сил па задней грани инструмента. Следует от.метить, что поскольку в процессе обработки .мен ютс упругие свойства системы СПИД, то это приводит к изменению циклических сил на задней грани. Дл поддерживани их на заданном уровне в системе имеетс контур регулировки мощности , работа которого заключаетс в следующем . На дифференциальный усилитель 17 с блока 18 запоминани минимума подаетс минимальное значение циклических сил и через аналоговый ключ 13 - их текущее значение. Разностный сигнал с выхода дифференциального усилител 17 поступает через аналоговый ключ 14 на блок 19 управлени мощностью, в состав которого вход т ручные задатчики максимального и минимального значений мощности, в пределах которых производитс управление мощностью усилител 2. За счет обратной св зи по мощности текущее значение циклических сил а следовательно и сигнала на выходе детектора 9 с интегратором поддерживаетс посто нным , равным величине сигнала, наход щегос в блоке 18 запоминани мини.мума. При большом изменении циклических сил, действующих на заднюю грань инструмента , дл их поддержани на заданном уровне, потребуетс мощность, выход ща за пределы, заданные в блоке 19 управлени мощностью. В этом случае необходимо перейти на другую частоту возбуждени , котора при новых услови х будет оптимальной . Этот процесс происходит автоматически. Так как напр жение на выходе детектора 9 с интегратором при новых услови х уже не поддерживаетс равным напр жению в блоке 18 запо.минани минимума, то сигнал на выходе блока 15 сравнени отсутствует. В результате этого снимаетс напр жение с управл ющего входа генератора 4 пилообразного напр жени , который вновь перестраиваетс и процесс поиска опти.мальной частоты повтор етс . В процессе настройки на оптимальную частоту мощность возбуждени поддерживаетс средней между минимальным и .макси.мальным уровн ми, заданными в блоке 19 управлени мощностью. Применение предлагаемого устройства эффективно при обработке деталей на металлорежущих станках при чистовых, так и при черновых операци х. При этом дл чистовых операций наиболее важным вл етс повыщение качественных показателей, а именно уменьшение величины шероховатостей и глубины деформированного сло . Дл черновых операций важно повыщение стойкости инструмента обеспечиваемое этим устройством , так как черновые операции производ тс при больших допустимых величинах износа по задней грани, а именно при больщой площади контакта, когда радиальные движени инструмента вызывают значительные циклические силы, привод щие к усталостным разрушени м инструмента. Экономический эффект от внедрени предлагаемого устройства определ етс повышением времени стойкости режущего инструмента и повьппением качества обрабатываемых деталей. Форму.ш изобретени Самонастраивающа с система управлени процессом механической обработки, содержаща задающий генератор, установленный на заднем торце резца, преобразователь вибраций, выход которого подключен к цепи, включающий в себ узкополосный фильтр с фиксированной настройкой частоты , узкополосный перенастраиваемый фильтр генератор пилообразного напр жени , выход которого соединен с управл ющим входом узкополосного перенастраиваемого фильтра , усилитель мопшости, соединенный своим выходом с электромеханическим преобразователем , св занным с резцом, отличающа с тем, что, с целью повыи ени стойкости режущего инструмента за счет снижени циклических составл ющих сил резани , она снабжена двум детекторами со встроенными блоками усреднени , трем анало -овыми ключами,блоком запоминани минимума , блоком сравнени , имеющим заданную зону нечувствительности, дифференциальным усилителем, элементом совпадени , генератором пр моугольных импульсов, триггером и блоком управлени мощностью, причем вход первого детектора со встроенным блоком усреднени подключен к выходу узкополосного фильтра с ф 1кспрованной настройкой частоты, а выход-к входу узкополосного перенастраиваемого фильтра, вход второго детектора со встроенным блоком усреднени соединен с выходом узкополосного перенастраиваемого фильтра, а выход подключен к входам двух аналоговых ключей, при этом вход блока запоминани минимума подключен к выходу первого аналогового ключа, а выход-к опорным входам блока сравнени и дифференциального усилител , причем выходы сравнени блока сравнени и дифференциального усилител подключены к выход второго анало1ового ключа, а выход блока сравнени св зан через элемент совпадени с входом генератора пилообразного напр жени , выход которого через включенные последовательно задающий генератор и усилитель мощности подключен к входу электромеханического преобразовател , кроме того, входы третьего аналогового ключа св заны соответственно с выходами элемента совпадени и дифференциального усилител , а выход через блок управлени мощностью св зан с входом усилител .мощности, при этом вход генератора пр .моугольных импульсов св зан с выходом генератора пилообразного напр жени , а выход его через триггер св зан соответственно с входами первого и второго апалоговых ключей, а также с входом элемента совпадени . 11стомникп информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. .Авторское свп.чстсльство (.(.(.Р ЛЬ 6S7782, кл. G 05 В 1300, 1978.
u