Устройство для управления шлифовальным станком

 

Изобретение относится к приборам контроля за подачей шлифовального станка. Цель изобретения - повышение точности и производительности устройства. В устройстве с помощью датчика 1 измеряется оставшийся припуск, а с помощью датчика мош,- ности привода подачи 5, преобразователя сил резания 4, интегратора 8, задатчика времени 6 и формирователя импульсов 7 - средняя за время интегрирования мощность сил резания. С помощью четырех пороговых элементов 2, 3, 10 и 12, умножителя II и вычитателя 9 блок генератора 13 включает и отключает щаговую подачу так, что средняя мощность сил резания изменяется в зависимости от величины оставшегося припуска по трапецеидальному алгоритму. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5ц 4 G 05 В 19/33

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 4122340/24-24 (22) 22.09.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (71) Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В. Я. Гореликов (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1053067, кл. G 05 В 19/33, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1182491, кл. G 05 В 19/33, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ШЛИФОВАЛЬНЪ|М СТАНКОМ (57) Изобретение относится к приборам контроля за подачей шлифовального станка.

„„SU„„1381433 А1

Цель изобретения — повышение точности и производительности устройства. В устройстве с помощью датчика 1 измеряется оставшийся припуск, а с помощью датчика мощности привода подачи 5, преобразователя сил резания 4, интегратора 8, задатчика времени 6 и формирователя импульсов 7 средняя за время интегрирования мощность сил резания. С помощью четырех пороговых элементов 2, 3, 10 и 12, умножителя 11 и вычитателя 9 блок генератора 13 включает и отключает шаговую подачу так, что средняя мощность сил резания изменяется в зависимости от величины оставшегося припуска по трапецеидальному алгоритму. 1 з. и. ф-лы, 4 ил.

1381433

35

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для автоматического управления подачей шлифовального станка.

Цель изобретения 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 для условий обработки с продольной подачей.

Устройство для управления шлифовальным станком содержит датчик 1 припуска, пороговые элементы 2 и 3, преобразователь 4 сил резания, датчик 5 мощности привода подачи, задатчик 6 времени и формирователь 7 >.мпульсон, интегратор 8, нычитатель 9, иорогоный элемент 10, умножитель

11, пороговый элемент 12, блок 13 генератора. Блок 13 генератора содержит дешифратор 14, триггер 15, элемент И 6, генерат<>р 17 IIмиуль он и иннертор !8.

Устройство позволяет реализовать трапецеидальный алгоритм управления поперечной подачей ио среднему значению Р > мощности сил резания и величине S оставшегося припуска: до припуска S=- > Р р поддерживается иа постоянном уровне PI, а после достижения прииуском значения SI мощность

Р; снижается по прямой от Р до заданного конечного значения Р>. Среднее значение мощности сил резания измеряется «а заданное время It>lit.гриронания 1,, что позволяет исиользон;I I ь униан>й тно 1ля обработки длиииых дота.ll и с применением иродо Ibtt(>H ио дачи.

При использовании устройства н условиях, когда отсутствует продольная подача круга относительно детали (обработка шеек коленвалон, колец подшипников и других деталей происходит голько с помощью поперечной подачи), н качестве задатчика времени можно применить генератор прямоугольных импульсов. длительность которых равна времени интегрирования !>. Если обработка идет с использованием продольной подачи, когда круг частично выходит за краЙ детали, то в качестве задатчика времени можно применять выклк>чатели путевые: контактные типа

ВПК или бесконтактиые БВК, КВД, ПИШ ит,и.

Интегратор может быггь реализован, например, в ниде интегратора со сбросом, который иозноляет усреднять мощность сил резания за заданный промежуток времени t>.

Устройство работает следующим образом.

При подводе шлифонального круга к детали со станка на вход устройства поступает сигнал. В преобразователе 4 сил резания осузцестнляется запись мощности холостого хода привода подачи Р". Сигнал о текущей >II>tttt«>et>I привода подачи Р-. поступает

55 н преобразователь 4 сил резания с датчика 5 мощности привода подачи. Преобразователь

4 сил резания формирует сигнал мощности сил резания Р=Р.— Р", который при подводе круга равен нулю (так, как при «шлифовании воздуха» P.=P"). Одновременно на шагоный двигатель механизма подачи поступают импульсы с блока 13 генератора, так как триггер 15 после прихода очередного импульса tt на его С-вход устанавливается в единичное состояние и открывает элемент

И 16 для прохождения импульсов с генератора 17 импульсов.

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

11ри непрерывном поступлении импульсов на шагоный двигатель увеличивается средняя мощность сил резания Ррр (см. участок от т. 1 до т. 2 на фиг. 2), измеряемая в устройстве в течение времени интегрирования t4 (при шлифовании с продольной подачей это — время прохода круга внутри детали см. фиг. 4).

Мгновенная мощность сил резания P(t) (см. фиг. 4б) пропорциональна величине упругих деформаций S ., длине контакта круга с деталью 1 (см. фиг. 4а), жесткости j системы СПИД:

P (t ) = 1() S> 4 где 1< — коэффициент пропорциональности, зависящей например, от твердости круга, детали, температуры, свойств смазочно-охлаждающей жидкости.

Когда круг выходит за край детали (положения и 2 круга относительно детали на фиг. 4а) длина контакта t, уменьшается и мо цно ть сил резания P(t) падает, а когда круг входит н детаз» (положение 3 на

If>IIl. 4а! мощность P(t ) с>н>на возрастает.

Средняя мощность Р, (фиг. 4) определяется н интеграторе 8. Время интегрирования t< задается с помощью задатчика 6 времени, а сброс интегратора 8 осуществляется по импульсу t каждый раз после задержки на время tt Импульсы tt поступают н блок 13 генератора.

Когда средняя мощность сил резания

Ррр становится выше уровня Р (т. 2 на фиг. 2), срабатывает третий пороговый элемент О, изменяется значение выходного сигнала дешифратора 14 (у=О). Поэтому после поступления в блок 13 генератора очередного импульса tt триггер 15 возвращается в исходное состояние, закрывая элемент И 16, прекращается поступление импульсов генератора 17 импульсов на выход устройства («Подача») и мощность сил резания начинает падать (интервал времени от т. 2 до т. 3 на фиг. 2).

Как только Рср опускается ниже уровня

Р (это происходит через некоторое время, зависимое от инерционности системы), третий пороговый элемент 10 возвращается в исходное состояние и после срабатывания триггера 15 вновь включается подача (т. 3

1381433 на фиг. 2). В дальнейшем включение и отключение подачи происходит так, что мощность сил резания Р. колеблется около заданного уровня Рь а величина оставшегося припуска S уменьшается до значения S (от т. 2 до т. 4 на фиг. 2).

Как только припуск уменьшается до величины Si, срабатывает второй пороговый элемент 3 (т. 4 на фиг. 2), и начинается этап чистовой обработки детали.

На этапе чистовой обработки (при О( (S(Si) блок 13 генератора включает подачу после прихода очередного импульса

ti, если при этом сработал четвертый лороговый элемент 12.

На входы четвертого порогового элемента 12 поступают сигналы с выхода умножителя 11 uS (где а= — — — — коэффи9 циент наклона прямой А-А на этапе чистовой обработки, см. фиг. 2) и с выхода вычитателя

9 (Рср — Рг). Подача включается при условии

u S) Pcp — Рг, а выключается при а 1(РСР Рг где Рг — параметр программы, который задает мощность сил резания в конце обработки.

В результате такого управления подачей на чистовом этапе мощность сил резания

Рср снижается по прямой А-А с заданным наклоном и. Заканчивается обработка, когда весь припуск снят (S=O). 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 отключается шаговый двигатель подачи.

Таким образом, независимо от изменения режущих свойств круга и жесткости системы

СПИД мощность сил резания изменяется в зависимости от оставшегося припуска по трапецеидальному алгоритму, что обеспечивает повышение производительности и точности обработки.

Повышение точности происходит благодаря управлению подачей по среднему значению мощности сил резания, измеренному за заданное время t4, а повышение производительности устройства достигается благодаря реализации оптимального алгоритма управления, так как трапецеидальный алгоритм является оптимальным по производительности для шлифования.

Формула изобретения

1. Устройство для управления шлифовальным станком, содержашее преобразователь сил резания, датчик мошности привода подачи, датчик припуска, три пороговых элемента, умножитель и вычитатель, вход преобразователя сил резания подключен к выходу датчика мощности привода подачи, управляющий вход преобразователя сил резания соединен с входом устройства, выход датчика припуска подключен к входам

15 первого и второго пороговых элементов, выход первого из которых является первым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно дополнительно снабжено чет20 вертым пороговым элементом, интегратором г > 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 элементов, пятый и шестой входы блока генератора подключены соответственно к входу устройства и первому выходу формирователя импульсов, вход которого соединен с задатчиком времени, а второй выход подключен к управляющему входу интегратора, З0 выход которого соединен с входом третьего порогового элемента и с входом уменьшаемого вычитателя, а вход подключен к выходу преобразователя сил резания, вход умножителя соединен с выходом датчика припуска, входы четвертого порогового элемента под35 ключены к выходам умножителя и вычитателя.

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

40 импульсов, подключенный к первому входу элемента И, выход которого соединен с выходом блока генератора, а второй вход— с выходом триггера, тактирующий вход которого является шестым входом блока генератора, а входы для сигналов соединены

45 с выходами дешифратора, входы дешифратора являются соответственно пятым, третьим, вторым и четвертым входами блока генератора, первый вход которого через инвертор соединен с третьим входом элемента И.

l381433

1381433

Составитель A. Исправникова

Редактор Л. Пчоинская Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 84 l4! Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4