Способ управления профилирующими подачами при обработке криволинейных контуров на фрезерном станке с чпу
Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при обработке криволинейных контуров на фрезерных станках с ЧПУ. Цель изобретения - повьппение точности обработки за счет устранения дискретного характера управления профилирующими подачами. Профилирующие движения инструмента относительно детали получают путем изменения соотношения скоростей подачи в направлении коорди натных осей станка. Закон изменения скоростей подач по координатным осям станка в точке обрабатываемого конту ра определяют по величине первой изводной от функции, описывающей обг рабатываемый контур в той же точке. 1 ил., 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х
РЕСПУБЛИК
„„SU» 39 076 щ1 4 В 23 Ч 23/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4094368/31-08 (22) 04.08.86 (46) 30.05.88, Бюл. В 20 (71) Одесский политехнический институт (72) Г.Д.Григорьян, В.A.Зелинский и С.А.Зелинский (53) 621.9 (088.8) (56) Ратмиров В.А. Основы программного управления станками, М.: Машиностроение, 1978, с. 115. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОФИЛИРУЮЩИМИ
ПОДАЧАМИ ПРИ ОБРАБОТКЕ КРИВОЛИНЕЙНЫХ
КОНТУРОВ НА ФРЕЗЕРНОМ СТАНКЕ С ЧПУ (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при обработке криволинейных контуров на фрезерных станках с ЧПУ. Цель изобретения — повьппение точности обработки за счет устранения дискретного характера управления профилирующими подачами. Профилирующие движения инструмента относительно детали получают путем изменения соотношения скоростей подачи в направлении координатных осей станка. Закон изменения скоростей подач по координатным осям станка в точке обрабатываемого конту » ра определяют по величине первой производной от функции, описывающей о6 рабатываемый контур в той же точке.
1 ил., 2 табл.
1399076
Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при обработке криволинейных контуров на фрезерных станках с ЧПУ.
Цель изобретения — повышение точности обработки за счет устранения дискретного характера управления профилирующими подачами.
На чертеже показан Обрабатываемый fp криволинейный контур.
Перное днижение — задающая подача
Я „ направлена по оси Х станка. Координата Х является функцией времени
Х=(1(t). Второе движение — следящая 15 подача S1(направлена по оси Y станка.
Для получения контура Y=f(x) координата Y зависит от времени следующим образом:
Y=f (q(t)3 (1) 20
Продифференцируем выражение (1) по времени t по правилам дифференцирования сложных функций
Y, = f tW(t)7 V (t) (2)
Переписывая выражение (2) с учетом 25 того, что первая производная от координаты Y по времени — скорость подачи ( в направлении оси Y станка, т.е ° Y =
=S, а первая производная от коордйнаты Х по времени — скорость подачи 30 по оси Х, т е. 4(t)=S, и q(t)=X, получим
S> f (х) Sx, (3) где S „ — скорость подачи в направлении осН Х станка MM/ìèí
S — скорость подачи в направлении оси .У станка, MM/ìèí;
f (х) — первая производная по координате Х от функции, описывающей обрабатываемый контур 40 в прямоугольной системе координат станка.
Для управления обработкой криволинейного контура, заданного аналитической функцией вида Y=f(х), Hà фре- 45 зерном станке с ЧПУ необходимо обеспечить соотношение между задающей подачей S S . S „=
=Г (х) S „.
При этом профилирующие движения по осям Х и У станка осуществляются одновременно.
Пример. Проводилась обработка криволинейного контура, заданного аналитической функцией и представляющего собой комбинацию двух кривых 1 и 2 (начало второй кривой совпадае-. с концом первой).
Первая кривая представляет собой синусоиду, описываемую уравнением
ll
Y 50 sin (— — Х) область изменения
100 переменной Х 0; 100 (Одна волна синусоиды).
Вторая кривая представляет собой экспонен-.у, описынаемую уравнением
О,ОЮ (К- (ОО I
Y =4е -4, область изменения переменной Х (100; 150 l.
Из условий прочности инструмента значение контурной подачи S„,,„„=52+5 „
ДОлжНО Подчийяться усЛОВию: (S к(1((13
4 200 мм/мин.
Определяем соотношения подач S и S для получения движений концевой фрезы относительно заготовки, которые обеспечивают профилирование криволинейного контура, заданного функцией (Y =50 sin (— — X) (первая кривая) .
1 100
Для этого определяем первую производную, 6 ((Y = — cos (-- — Х) 2 100 (4) Подачи по осям Х и У в i-ой точке связаны выражением (3), т.е. (5) Г п ((S =(- Los(--- Х.)" S (2 100
Соотношения между подачами по осям
Х и Y станка изменяются в зависимости
Незначительное изменение величины следящей подачи S на начальном и конечном участках кривой 1 ОбъясняетСя тем, что на этих участках функция изменяется почти по прямо пропорциональной зависимости. Знак "минус указывает на то, что подача S направлена в противоположную сторону от направления, принятого эа положительное. За положительное направление подачи принимаем такое, при котором соот текущего значения координаты Х, Соотношения между S x и Б „ (т.е. величину первой производной) Определяют через шаг приращения координаты Х, равный 1,0 мм (=1,0 мм). Величину задающей подачи S принимают равной
50 мм/мин. Следящая подача Sy меняется в этом случае через шагй „. =1,0 мм или через интервал 2 с. Величина следящей подачи S к для обработки кривой
1 определяется по (5). Для некоторых точек обработки кривой 1 величины S „ и S z приведены в табл.1.
139907
15
Т а б л и ц а 1 некоторых точках обработки уравнением Y
Координата
Х, мм
Задающая подача,S„, мм/мин
Следящая подача, S > мм/мин
49 50 51 52 53 ... 98 99
50 50 50
50 50 50 50 50 ... 50 50
78,54 78,50 78,38 ° .. 2,47 0 -2,47 -4,93 -7,39 ... -78,38 -78,50 таблица2
Значения лодач по осям Х и у станка э некоторых точках обработки для образования контура, олисываемого уравнением У 4е (" > 1 -4
Координата Х> мм
Эадакккая подача>
SXt м /ми
Следящая подача, $/, ммlмин
100 101 102 103 104 105 ... 145 146 147 148 149 150
50 50 50 50 50 50 ... 50 50 50 50 50 50
10 10,51 11,05 11 62 12 2 12,84 ... 94,88 99,74 104,86 110,23 115,88 12 1,82 ответствующее значение координаты увеличив.- ется.
Определение величин профилируюших подач S, и S для обработки кривой 2, 5
Кривая описывается аналитической заО,О 1 - 1 с (100; 1503 .
Первая производная от функции равна
О,С5 (Х - 0,2 — 0 2е Для обеспечения профилирования кривой 2 необходимо, чтобы подачи S„ и S были связаны следующей зависи j мостью (6): По аналогии с кривой 1 принимаем S =50 мм/мин, д „ =1,0 мм. Для некоторых точек обработки кривой 2 вели- 20 чины S „ и S > приведены в таблице 2. Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующими снижение трудоемкости разработки управляющих программ для обработки криволинейных контуров, что особенно важно в условиях маполюдной технологии, повышение точности обработки за счет устранения погрешности интерполяции, связанной со 30 ступенчатым движением инструмента отЗначения подач по осям Х и станка в для образования контура, описываемого н — 50 sin (--- Х) . 100 4 носительно заготовки; применение бо.— лее простых технических средств в системах ЧПУ, в частности отПадает необходимость в интерполяторе. Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я Способ управления профилирующит и подачами при обработке криволинейных контуров на фрезерном станке с ЧПУ, включающий профилирование движения инструмента относительно детали в направлении координатных осей станка, при котором контур детали задан аналитической функцией вида Y=f(x), отличающийся тем, что, с целью ;овышения точности обработки, профилирующие движения инструмента относительно детали получают путем непрерывного изменения соотношения скоростей подач в направлении координатных осей станка в каждой точке обработки, для чего назначают величину задающей подачи S вдоль оси Х старка, непрерывно определяют величину первой производной от функции, описывающей обрабатываемый контур у (x)> а величину следящей подачи вдоль оси у определяют по уравнению S >=S „у х. 1399076 ÅÎ М яО ЫС gag х,нн Ых, нн/вин Редактор Н.Горват Заказ 2626/15 Тираж 921 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 Ъ Ъ Составитель А.Семенова Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга
