Самонастраивающаяся система управления поперечной подачей шлифовального станка

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при автоматизации процессов обработки металлов на шлифовальных станках. Цель изобретения - повышение точности и производительности обработки деталей на шлифовальных станках путем оптимизации цикла обработки за счет адаптации постоянной времени процесса врезания. Определение постоянной времени производится на определенных участках фазовой траектории обработки конкретной детали и в цикле обработки последуюшей детали. Система содержит датчик текущего припуска, соединенный с дифференцируюш,им блоком и первыми входами трех нуль-органов, вторые входы которых соединены соответственно с тремя задатчиками припусков, вычислительное устройство, исполнительные элементы черновой, чистовой подач и отвода суппорта , выходы которых подключены к суппорту шлифовального станка. Вторые входы исполнительных элементов черновой и чистовой подач соединены соответственно с задатчиками скоростей черновой и чистовой подач. Первые входы исполнительных элементов соединены соответственно с выходами нуль-органов. Выходы нуль-органов подключены соответственно к входам б,тока измерения интервалов времени и к первым входам трех элементов памяти. Вторые входы элементов памяти подключены к выходу дифференцирующего блока, а выходы - к трем входам вычислительного блока. Выходы вычислительного блока через четвертый и пятый элементы памяти соединены соответственно с тремя входами второго и третьего нуль-органов. Выход блока измерения интервалов времени соединен с четвертым входом вычислительного блока. 4 ил. (9 (Л оо со to О5 rsD

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1397262 А1 (5у 4 В 24 В 49 00 51 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4080800/31-08 (22) 20.05.86 (46) 23.05.88. Бюл. № 19 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) А. Г. Решетов, В. Н. Михелькевич, В. Д. Шелеметьев, В. Т. Плицын и Г. М. Кузьмичев (53) 621.91 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 975365, кл. В 24 В 49/00, !981. (54) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ ПОДАЧЕЙ ШЛИФОВАЛЬНОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при автоматизации процессов обработки металлов на шлифовальных станках. Цель изобретения — повышение точности и производительности обработки деталей на шлифовальных станках путем оптимизации цикла обработки за счет адаптации постоянной времени процесса врезания. Определение постоянной времени производится на определенных участках фазовой траектории обработки конкретной детали и в цикле обработки последующей детали. Система содержит датчик текущего припуска, соединенный с дифференцирующим блоком и первыми входами трех нуль-органов, вторые входы которых соединены соответственно с тремя задатчиками припусков, вычислительное устройство, исполнительные элементы черновой, чистовой подач и отвода суппорта, выходы которых подключены к суппорту шлифавального станка. Вторые входы исполнительных элементов черновой и чистовой подач соединены соответственно с задатчиками скоростей черновой и чистовой подач. Первые входы исполнительных элементов соединены соответственно с выходами нуль-органов. Выходы нуль-органов подключены соответственно к входам блока измерения интервалов времени и к первым входам трех элементов памяти. Вторые входы элементов памяти подключены к выходу дифференцирующего блока, а выходы — к трем входам вычислительного блока. Выходы вычислительного блока через четвертый и пятый элементы памяти соединены соответственно с тремя входами второго и третьего нуль-органов. Выход блока измерения интервалов времени соединен с четвертым входом вычислительного блока. 4 ил.

1397262

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при автоматизации процессов обработки металлов на шлифовальных станках.

Целью изобретения является повышение точности и производительности шлифовального станка за счет адаптации по постоянной времени процесса врезания.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма изменения скорости поперечной подачи 10

Vc в функции снимаемого припуска S и при изменениях постоянной времени Тр,на фиг. 3— структурная схема вычислительного блока; на фиг. 4 — алгоритм работы вычислительного блока, Самонастраивающаяся система управ ления поперечной подачей содержит датчик 1 текущего припуска, соединенный с дифференцирующим блоком 2 и первыми входами трех нуль-органов 3 — 5, вторые входы которых соединены соответственно с тремя задатчиками припусков 6 — 8 вычислительный блок 9, исполнительные элементы 10 — 12 соответственно черновой, чистовой подач и отвода суппорта, выходы которых подключены к суппорту 13 шлифовального станка. Вторые входы исполнительных элементов черновой 10 и чистовой

11 подач соединены соответственно с =-адатчиками скоростей черновой 14 и чисто вой 15 подач. Первые входы исполнительных элементов 10--12 соединены соответственно с выходами нуль-органов 3 — 5.

Кроме того, система содержит блок 16 измерения интервалов времени и пять элементов памя r» 17 — -21. Выходы нуль-органов

3 — 5 подключены соответственно к входам блока 16 измерения интервалов времени и к первым входам трех элементов 17 в 19 памяти, вторые входы которь х подключены к выходу дифференцирующего блока 2, а выходы — к трем входам вычислительного блока 9. Выходы вычислительного блока 9 через четвертый 20 и пятый 21 эле- ° 40 менты памяти соединены соответственно с третьими входами второго 4 и третьего 5 нуль-органов. Выход блока 16 измерения интервалов времени соединен с четвертым входом вычислительного блока 9. !5, На фиг. 2 кривой S 22 — 23 — 24 — 25 обозначена фазовая траектория процесса шлифования при острорежущем шлифовальном круге; кривой Si, 26 — 27 — 28 — фазовая траектория процесса шлифования при затупленном круге; кривой 29 — 30 — 25 участок фазовой траектории при работе с затупленным кругом, скорректированный самонастраивающейся системой с учетом изменения постоянной времени процесса резания; кривой 31 — 23 — 32 — 33 — 34 — алгоритм управления поперечной подачей; ли- 55 ния 35 — -35 определяет область ограничений по упругим деформациям в системе

СПИД; линия 36 — 36 — - границу прижогов.

Структурная схема вычислительного блока состоит из следующих основных узлов: арифметическо-логическое устройство (АЛУ) 37, выполняющее расчет постоянной времени Тр согласно формуле (1) и расчет поправок ASI u DSp по формулам (3) и (4); постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 38,в котором хранятся расчетные константы (например, Vcr — скорость перемещения шлифовальной бабки на этапе чистового шлифования; TII — начальное значение постоянной резания) и программа выполнения операций; оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 39, которое хранит промежуточные результаты вычислений (например, текущее значение постоянной времени Тр, используемое для расчетов в конкретном цикле обработки детали); устройство 40 управления, которое управляет и синхронизирует работу. В качестве синхронизирующего сигнала в данном устройстве используется сигнал с выхода нул ь-о р гана 4.

Так как синхронизирующий сигнал является вспомогательным, на блок-схеме (фиг. 1) отсутствует соединение между нуль-органом 4 и вычислительным блоком 9, по которому поступает указанный сигнал.

На вход вычислительного блока 9 (фиг. 3) поступают сигналы. V.cp — скорость снятия .(1рипуска, измеренная в конце этапа черновой подачи (т. 23 фазовой траектории); — скорость снятия припуска, измеренная в конце этапа чистовой подачи (т. 24 фазовой траектории); V3. — скорость снятия припуска в конце этапа выхаживания (т. 25 фазовой траектории); t,„интервал времени, затрачиваемый на съем припуска

>= 82 S3.

На выходе вычислительного блока 9 присутствуют сигналы поправок D SI и Ь2.

В качестве вычислительного блока (фиг. 4) может быть использована микроЭВМ.

Самонастраивающаяся система работает следующим образом.

Сигнал измерительной информации, пропорциональный текущему припуску обрабатываемой детали V-M= KIS, поступает на нуль-органы 3 — 5, где сравнивается с напряжениями-уставками, поступающими с задатчиков 6 — 8. Срабатывание нуль-органа 3 определяется только уставкой, задаваемой задатчиком 6, а срабатывание нуль-органов 4 и 5 — как напряжением уставок, поступающим с задатчиком 7 и 8, так и сигналами, поступающими с элементов 20 и

21 памяти.

Сигнал измерительной информации, поступающий с датчика 1 текущего припуска, дифференцируется в дифференцирующем

1397262 блоке 2, на выходе которого выделяется сигнал, пропорциональный скорости съема припуска

Tp= (щ!п где Ч«ер,— скорость снятия припуска, измеренная в конце этапа черновой подачи (в т. 24 фазовой траектории).

Выражение (1) получено как решение уравнения (2) 35 где У(1) =

=SVc (t) Й) — перемещение шлифовальной бабки;

Vc (t) — скорость перемещения шлифовальной бабки.

Значение запоминается элементом 17 40 памяти, Vn2 — элементом 18 памяти.

На основе 1 1) вычислительное устройство 9 производит расчет поправок для коррекции моментов срабатывания нуль-органов4и5.

Для нуль-органа 4 5! = — E ТРЧл2, (3) Для нуль-органа 5

&82= — AТР лку (4) 50 где Tp = Тр — Т., где Т. — начальное значение постоянной времени после правки круга;

Vn.— скорость снятия припуска в конце этапа выхаживания (т. 25, фиг. 2) запоминается элементом

19 памяти.

Vn=—

dS

dt

Численные значения скорости Vn в т. 23—

25 (23 — 28) запоминаются соответственно элементами 17 — 19 памяти,для чего указанные элементы памяти синхронизируются соответственно сигналами, поступающими с выходов нуль-органов 3 — 5. С выходов элементов 17 — 19 памяти значения скорости

Vn подаются на первый, второй и третий входы вычислительного блока 9.

Определение постоянной времени Тр производится на участке 23 — 24 (23 — 27) фа- 15 зовой траектории Vn — S путем измерения интервала времени t, затрачиваемого на съем припуска Я= S2 — S3. Начало и конец отсчета интервала t производится по сигналам, поступающим с выходов нуль-органов 3 и 4 и совпадающих с т. 23, 24 (23, 27) фазовой траектории. Измеренное значение интервала времени t поступает на четвертый вход вычислительного устройства 9.

Вычислительное устройство 9 производит расчет постоянной времени Тр по уравнению

Электрические сигналы, пропорциональные поправкам QSi и QS2, запоминаются элементами 20 и 21 памяти и корректируют срабатывание нуль-органов 4 и 5 соответственно, причем поправка QS2 вводится в цикле обработки данной детали, а поправка

AS i — в цикле обработки следующей детали.

Сигналы с нуль-органов 3 — 5 поступают на исполнительные элементы черновой 10, чистовой 11 подач и отвода суппорта 12, которые управляют режимом движения шлифовальной бабки 13 с помощью задатчиков скоростей черновой и чистовой подачи (14 и 15) .

При затуплении круга постоянная времени процесса резания увеличивается (кривая S 26 — 23 — 27 — 28, фиг. 2). Для компенсации возмущающего воздействия от увеличения постоянной времени Тр срабатывание нуль-органов 4 и 5 происходит при других значениях припуска S, а именно срабатывание нуль-органа 4 перемещается с т.27 фазовой траектории в т. 29 (S=S ) . Срабатывание нуль-органа 5 происходит при

S=S„- (т. 30 фазовой траектории).

Формула изобретения

Самонастраивающаяся система управления поперечной подачей шлифовального станка, содержащая датчик текущего припуска, соединенный с дифференцирующим блоком и первыми входами трех нульорганов, вторые входы которых соединены соответственно с тремя задатчиками припусков, вычислительное устройство, исполнительные элементы черновой, чистовой подач и отвода суппорта, выходы которых подключены к суппорту шлифовального станка, а вторые входы исполнительных элементов черновой и чистовой подач соединены соответственно с задатчиками скоростей черновой и чистовой подач, первые входы исполнительных элементов соединены соответственно с выходами нуль-органов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и производительности, в систему введены блок измерения интервалов времени и пять элементов памяти, причем выходы нуль-органов подключены соответственно к входам блока измерения интервалов времени и к первым входам первых трех элементов памяти, вторые входы которых подключены к выходу дифференцирующего блока, а выходы — к трем входам вычислительного блока, выходы которого через четвертый и пятый элементы памяти соединены соответственно с третьими входами второго и третьего нуль-органов, а выход блока измерения интервалов времени соединен с четвертым входом вычислительного блока.

1397262

Фиг.2

$ $

1397262

С Выхода

Составитель В. Алексеенко

Редактор Г. Волкова Техред kJ. Верес Корректор Г. Решетняк

Заказ 2254/(5 Тираж б78 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