Способ управления траекторией относительного движения инструмента и обрабатываемой детали

 

О П Й™ C А- Н- И Е 240452

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союе Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зазисимое от авт. свидетельства №

Заявлено 18Х111.1967 (№ 1182427j25-8) с присоединением заявки J¹

Приоритет

Опубликовано 21.1II.1969. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 4Л III.1969

Кл, 49», 44.ЧПК В 23b

УД К 621.952 5 (088. 8) Комитет по делам иеобретений H открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения Д. А. Ныс, В. А. Кудинов, И. А. Вульфсон и 4. И. Левин

Заявитель Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАЕКТОРИЕЙ ОТНОСИТЕЛЪНОГО ДВИЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА И ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ

Известны способы исправления формы растачиваемого отверстия путем изменения положения резца относительно направления действия дисбаланса, т. е. изменения положения резца относительно траектории центра шпинделя и детали.

Предложенный способ отличается от известных тем, что:«a невргщающиеся элементы станка устанавливают грузы и, перемещая их вручную или автоматически, воздействуют на упругую систему станка, изменяя ее динамическую податливость в нужном направлении.

Это позволяет получить поперечное сечение обработанной поверхности минимальной некруглости или овальности заданной величины и ориентации.

На чертеже схематически изображен алмазно-расточный станок, иллюстрирующий описываемый способ.

На станине 1 смонтирован мостик 2, несущий шпиндельную бабку 8 и подвижной, стол

4 с приспособлением 5, в котором у-становлеиа обрабатываемая деталь 6, В шпиндельной бабке установлен шпиндель 7 с борштангой 8, несущей резец 9. Иа шпиндельной бабке.и приспособлении 5 установлены во взаимно-перпендикулярных плоскостях датчики 10 — 18 и направляющие 14 с грузами 15, перемещаемыми винтами 16 с помощью маховичков 17 при ручном управлении или с помощью приводов

18 при автоматическом управлении. Схема автоматического управления состоит из сумматоров 19, усилителей 20, фазового дискриминатора 21, выпрямителей 22, схем сравнения 28 и 24, функционального блока 25, управляющего блока-оптимизатора 26 и блока 27 преобразователя.

При вращении шпинделя с борштаигой и резцом возникает сила неуравновешенности

10 шпинделя Р„а при резании — сила Р,. Под действием сил Р, и Рх во всех элементах станка возникают смещения, пропорциональные динамической податливости в направлении действия этих сил. Эти смещения формируют

15 траекторию относительного колебательного движения шпиндельной бабки и приспособления, которая в общем случае представляет собой эллиптическую фигуру. С помощью датчиков эта траектория может быть получена на

20 эк ране осциллографа. Перемещая грузы 15 вручную и наблюдая изменение траектории, можно в результате изменения динамической податливости с;«стемы в разных направлениях, зависящей от момента инерции различных

25 главных форм колебаний, получить требуемую по техническим условиям форму траектор|ш, от которой зависит некруглость обрабатываемой поверхности в сечении, перпендикулярном оси вращения инструмента. Такая настройка

30 может осуществлять<.я иа заводах-изготовите240452 лях специальных станков, работающих при постоянном числе оборотов с целью получения минимальной некруглости.

Для универсальных станков, работающих при различных числах оборотов шпинделя и обрабатывающих изделия разной массы различным инспрументом предлагается автоматическая система .настройки.

В этом случае сигналы с датчиков после сумматоров 19 и усилителей 20 попадают на фазовый дискриминатор 21, где формируется напряжение, зависящее от угла сдвига фаз между этими сигналами, причем нулевое напряжение имеет место при сдвиге фаз на 90 .

Одновременно эти сигналы подаются на выпрямители 22, с выходов которых снимаются на пряжения, пропорциональные амплитудам относительных смещений в горизонтальной и вертикальной плокостях. Эти .напряхкения преобразуются блоком 27 в сигнал постоянного тока, пропорциональный разности соответствующих амплитуд. Beëè÷ííà этой разности определяется разностью полуосей эллиптической траектории, а знак — кзадрантами координатной плоскости, в которых расположена большая полуось траектории. Напряжения с блоков 21 и 27 подаются на входы схем срав нения 28 и 21. На вторые входы этих схем подаются эталонные напряжения, величины и знак которых определяются требуемой эллиптичностью и ориентацией результирующей траектории. В случае, если требуется обеспечить круговую траекторию, эти напряжения равны нулю. С выходов схем сравнения 28 сигналы поступают на блок 25, реализующий операцию:

>,;, = (>.,)+ (>.,)

5 где U,,;, U>4 н U.; — выходные напряжения соответствующих блокэв.

Управляющий блок-оптимизатор 2б выдает управляющие сигналы на приводы 18 так, чтобы минимизировать величину U.»;. Этот блок

10 может быть выполнен по известным алгоритмам поиска экстремума функции двух переменных, например, по методу градиента, методу наискорейшего спуска и др. Таким образом, описанная схема осуществляет минимизацию

15 суммы модулей отклонений сдвига фаз и разности амплитуд от тех, которые соответствуют требуемой форме траектории. Таким образом, автоматически получается настройка нужной траектории.

Предмет изобретения

Способ управления траекторией относительного движения инструмента .и,обрабатываемой

25 детали в металлорежущих станках расточной группы, от:iuчaioа uuca тем, что, с целью получения поперечного сечения обработанной поверхности минимальной неируглости или овальности заданной величины и ориентации, 30 на невращающиеся элементы станка устанавливают грузы и, перемещая их вручную или автоматически, воздействуют на упругую систему станка, изменяя ее динамическую податливость в требуемом направлении.

Составитель А. Гаврюшин

Редактор А. Бер Техред А. А. Камышникова Корректор Е. Н. Миронова

Заказ 1800/15 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2