SU979081A1 - Устройство дл адаптивного управлени шлифовальным станком - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автомати ческому управлению технологическими процессами металлообработки и мо жет быть применено в станкостроении дл  повышени  производительности и качества обработки шлифовани . Обработка на плоскошлифовальных станках происходит при непрерывном .изменении параметров процесса резани : величины снимаемого припуска, конфигурации и твердости, обрабатыва емой заготовки, состо ни  шлифоваль него круга. Поэтому длЯ обеспечени  работы станка в оптимальных пр производительности режимах необходимо периодически корректировать величину подачи, использу  текущую информацию о процессе резани . Известно устройство дл  поддержани  мощности шлифовани , содержащее привод подачи на врезание, датчик величины подачи на врезание, датчик потребл емой электродвигателем круга мощности и систему.формировани  задающего воздействи , снабженную блоком вычислени  среднего значени  мощности за цикл обработки, блоком запоминани  подачи на предыдущем цикле обработки, блоком делени , блоком запоминани  подачи на текущем цикле обработки, блоком управлени  коррекцией подачи и синхронизирующим блоком E lНедостатком этого устройства  вл етс  низка  эффективность управлени  в пределах цикла обработки, за который прин т оборот стола станка , на участках, где наход тс  заготовки с различной твердостью, шириной и величиной припуска, поскольку коррекци  проводитс  один раз за оборот стола по результатам измерени  средней М01ЦНОСТИ на предыдущем обороте. В случае неполной загрузки стола детал ми средн   за оборот мощность окажетс  значительно меньше заданной и системой формировани  задающего воздействи  будет назначена недопустимо больша  величина подачи на врезание, что приводит к повышенному износу круга и дефектам поверхности детали. Недостатком известного устройства  вл етс  также TOj что заданное значение мощности остаетс  неизменным в течение всей обработки и выбираетс  из услови  макс « апьной загрузки двигател  привода круга, в то врем  как эта величина в большей степени зависит от параметров технологического процесса, например, по мере изменени  состо ни  шлифовального круга (износ, засаливание ), мощность, на которую он может быть загружен, значительно измен етс .

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и качество обработки.

Эта цель достигаетс  тем, что система формировани  задающего воздействи  снабжена дополнительно двум  управл емыми коммутаторами, пороговым элементом и блоком управлени  запоминанием величины подачи Выходы датчиков величины, подачи и потребл емой электродвигателе шлифовального круга мощности св заны с первым и вторым входами блока делени , выход последнего подключен к первому входу блока умножени , второй вход которого соединен с выходом экстремального регул тора , выход блока умножени  св зан с первым входом блока управлени  запоминанием подачи непосредственно и с вторым входом последнего через блок запоминани  подачи на предыдущем цикле , а также через первый управл емый коммутатор - с входом блока запоминани  подачи на текущем цикле. Первый выход блока управлени  запоминанием подачи подключен к входу первого управл емого коммутатора, а второй выход соединен с входом блока запоминани  подачи на предыдущем цикле и входом блока запоминани  подачи на текущем цикле. Выход блока запоминани  подачи на текущем цикле подключен через второй управл емый коммутатор к входу привода подачи. Выход синхронизирующего блока подключен к третьим входам блока делени  и блока управлени  запоминанием величины подачи, а также к входу второго управл емого коммутатора. К входу датчика потребл емой электродвигателем шлифовального круга мощности подсоединен вход порогового элемеи-,

та, выход которого св зан с четвертым входом блока делени ,

На чертеже изображена схема устройства дл  адаптивного управлени  шлифовальным станком.

Станок содержит станину 1 с круглым столом 2 и колонну, по направл ющим которой движетс  шлифовальна  бабка с электродвигателем 3 привода шлифовального круга k. Устройство адаптивного управлени  включает привод 5 подачи, осуществл ющий вертикальное перемещени шлифовальной бабки, датчик 6 величины подачи, например тахогенератор, датчик 7, контролирующий мощность, потребл емую двигателем привода шлифовального круга, датчик износа 8, контролирующий величину размерного износа шлифовального круга, синхронизирующий блок д, например, импульсный датчик угла поворота стола станка , и систему формировани  задающего воздействи .

В свою очередь система формировани  задающего воздействи  содержит блок делени  10, блок умножени  11, блок 12 запоминани  подачи на предыдущем цикле, блок 13 запоминани  подачи на текущем цикле, блок Т управлени  запоминанием подачи, управл емые коммутаторы 15 и 16, блок 17 вычислени  показател  эффективности обработки, экстремальный регул тор 18, например, шагового типа, и пороговый элемент 19.

Claims (1)

1. Выходы датчиков 6 и 7 св заны с первым и вторым входами блока делени  10, выход последнего подключен к первому входу блока умножени  11, второй вход которого соединен с выходом экстремального регул тора 18. К входу экстремального регул тора 18 подключен выход блока 17 вычислени  показател  эффективности обработки, к входам которого подсоединены выходы датчиков 6 и 8. Выход блока умножени  11 св зан с первым входом блока 1 управлени  запоминанием подачи непосредственно и с вторым входом последнего через блок 12 запоминани  подачи на предыдущем цикле, а также через первый управл емый коммутатор 15 с входом блока -13 запоминани  подачи на текущем цикле. Первый выход блока управлени  запоминанием подачи подключен к входу первого управл емого коммутатора 15 а второй выход соединен с входом блока 12 запоминани  подачи на предыдущем цикле и входом блока 13 запоминани  подачи на текущем цикле. Выход блока 13 запоминани  подачи на текущем цикле подкл чен через второй управл емый комму татор 16 к входу привода подачи 5. К выходу датчика 7 подсоединен вход порогового элемента 19 выход которого св зан с четвертым входом блока делени  10. Дл  синхронизации ра боты отдельных блоков служит блок 9, выход которого подключен к треть входам блоков 10, k и 17, а также к входу второго управл емого коммутатора 16. Устройство работает следующим об разом. На столе 2 устанавливают обрабатываемые издели . Приводом 5 пода чи шлифовальной бабки подвод т круг до контакта с вращающимис  на столе издели ми и начинают шлифование на малой подаче S, . Первый оборот стола  вл етс  измерительным. При этом с блока 9 поступают синхронизирую щие сигналы, количество которых за один оборот стола определ ет число участков, на которые разбита поверх ность стола с детал ми. По каждому из этих сигналов в блоке делени  10вычисл етс  отношение текущего значени  величины подачи 5 к текущему значению потребл емой электродвигателем круга мощности Р: . Это о ношение умножаетс  в блоке умножени 11на заданное значение мощности Р, Полученна  величина  вл етс  значением подачи, котора  должна быть установлена при поступлении данного участка в зону обработки на следующем обороте стола. Эта величина записываетс  в блоке 13 запоминани  подачи на текущем цикле, количество  чеек пам ти которого равно числу угловых участков, на которые разбит оборот стола станка, причем каждому участку соответствует определенна   чейка пам ти. Поскольку привод подачи обладает некоторой инерционностью и требуетс  определенное врем  дл  установлени  расчетного значени  подачи после того, как оно было назначено, полученна  величина подачи должна быть записана в блоке 13 с упреждением относительно  чейки пам ти, соответствующей данному участку оборота стола. Дл  управлени  записью расчетных значеНИИ величины подачи служит блок 1 управлени  запоминанием.величины подачи, который по сигналу синхронизирующего блока 9 определ ет число участков упреждени  согласно выражению . .Х где Sj - значение подачи на данном участке стола; S.- .- значение подачи на предыдущем участке стола К -jrr - посто нный коэффициент, CV углова  скорость стола станкаJ угловой размер участка, на которые разбит оборот столаi С - посто нна , рассчитанна  дл  привода подачи при номинальной нагрузке и линейном характере изменени  скорости в переходном процессе. Значение величины S- поступает на вход блока 1k с выхода блока умножени  11, а значение S- .- с выхода блока 12 запоминани  подачи на предыдущем цикле. С первого выхода блока 1k поступает сигнал управлени  коммутатором 15, по которому замыкаютс  ключи коммутатора 15, осуществл ющие подключение запоминаемой величины подачи S к  чейкам пам ти блока 13 от i-й до ()-М)-й, После чего с второго выхода блока 1t управлени  запоминанием подачи поступает сигнал в блоки 12 и 13, по которому в них запоминаетс  расчетное значение подачи S . Подключение расчетных значений подачи на вход привода 5 подачи осуществл етс  управл емым коммутатором 16, который при поступлении на его вход сигналов от синхронизирующего блока 9 подключает поочередно  чейки пам ти блока 1 3 к входу привода 5 подачи. На участках стола, не зан тых детал ми , мощность, потребл ема  электродвигателем 3 круга, снижаетс  до величины мощности холостого хода. При этом срабатывает пороговый элемент 19, с его выхода в блок делени  10 поступает сигнал, блокирующий выполнение операции делени , на выходе блока делени  10 устанавливаетс  нулевой результат, и расчетное значение подачи становитс  нулевым , что позвол ет свободные от деталей участки стола проходить без подачи, исключа  ихпифование воздуха . В дальнейшем работа устройства происходит аналогично описанному. Каждый текущий оборот стола  вл етс  измерительным дл  последующего , Через один либо несколько оборотов стола в блоке 17 производитс  вычисление текущего значени  показател  эффективности обработки, на пример, в соответствии с выражением QT , где (S-V|,) - скорость съема металла J Т гг- - период стойкости шли фовального круга; t - врем  смены (правки) шлифовального круга; среднее значение всех по дач за п оборотов; п - число оборотов стола, через которое произво дитс  вычисление показател  Эффективности обработки/ М - число участ ков, на которые разбит оборот стола Kg посто нный коэффициент, определ ющий площадь обрабатываемых деталей; Vr ii/T- скорость износа шли фовального круга; h - величина износа круга за врем  между расчетами величин показател  эффективности обработки, поступающа  от датчика 8 износа круга; ir nM-C- врем , «ерез которое производитс  расчет значений показател  эффективности обработки; t - врем  между двум  очередными сигналами синхронизирующего блока 9, Н - максимально допустима  величина износа круга. Вычисленное значение показател  эффективности обработки поступает на вход экстремального регул тора 18, например, шагового типа, осуществл ющего поиск величины заданного значени  мощности, которой соответствует экстремум показател  эффективности обработки. На первых оборотах стола на выходе экстремального регул тора 18 устанавливаетс  начальное значение заданной мощности , которое затем корректируетс  по результатам расчетов те кущего значени  показател  эффективности рбработки. Так, если очередное значение показател  Т превышает предыдущее его значение, то экстремальный регул тор 18 увеличивает значение заданной мощности на величину приращени  АР, если же текущее значение показател  эффекти ности обработки меньше предыдущего его значени , то значение заданной мощности уменьшаетс  на величину At В итоге заданное значение мощности 18 определ етс  на основании анализа состо ни  инструмента и вычислени  показател  эффективности обработки, учитывающего потери производительности , которые имеют место при смене шлифовального круга. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет определ ть оптимальное по заданному критерию значение заданной мощности шлифовани  и поддерживать его -на каждом участке обработки независимо от изменени  величины снимаемого припуска, ширины и твердости обрабатываемых деталей что обеспечивает повышение производительности и качества обработки.. Формула изобретени  Устройство дл  адаптивного управлени  шлифовальным станком, содержащее привод подачи, датчики величины подачи, потребл емой электродвигателем шлифофального круга мощности, величины износа шлифовального круга и систему формировани  задающего воздействи , снабженную блоком делени , блоком умножени , блоками запоминани  подачи на предыдущем и текущем циклах, синхронизирующим блоком, блоком вычислени  показате-л  эффективности обработки, к входам которого подключены выходы датчиков величины подачи и величины износа шлифовального круга, а также выход синхронизирующего блока, а к выходу блока вычислени  показател  эффективности обработки подсоединен вход экстремального регул тора, о т л ичающе . ес  тем, что, с целью повышени  производительности и качества обработки, система формирова- . ни  задающего воздействи  снабжена двум  управл емыми коммутаторами, пороговым элементом и блоком управлени  запоминанием величины подачи, выходы датчиков величины подачи и потребл емой электродвигателем шлифовального круга мощности св заны с первым и вторым входами блока делени , выход последнего подключен к первому входу блока умножени , второй вход которого соединен с выходом экстремального регул тора, выход блока умножени  св зан с первым входом блока управлени  запоминанием подачи непосредственно и с вторым входом последнего через блок запоминани  подачи на предыдущем цикле, а также через первый управл емый коммутатор - с входом блока запоминани  подачи на текущем цикле, первый выход блока управлени  запоминанием подачи подключен к входу первого управл емого коммутатора, а второй выход соединен с входами блоков запоминани  подачи, выход бло ка запоминани  подачи на текущем цикле подключен через второй управл емый коммутатор к входу привода подач, выход синхронизирующего бло ка подключен к третьим входам блока делени  и блока управлени  запо110 минанием величины подами, а также к входу второго управл емого коммутатора , причем к датчику потребл емой электродвигателем шлифовального круга мощности подсоединен вход порогового элемента, выход которого св зан с четвертым входом блока делени , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 65079, кл. В 2 В 51/00, 1976. (прототип).