Устройство для адаптивного программного управления металлорежужим станком

 

СОюз СОВетских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

631875

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву

М. Кл. (22) Заявлено10.01.77 (21)2439336/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано05.11.78.Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описанияоз.11.78

05 B 19/18

Гасударственный комитет

Совета Министроа СССР ао делам иэооретений и открытий

УДК 621-503.

55 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Я. Шишов и М. И. Коваль (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМ СТАНКОМ

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и преимущественно может быть использовано для автоматизации процесса механической обработки деталей на фрезерных станках.

Известно устройство для адаптивного управления фрезерным станком (!).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для адаптивного программного управления металлорежущим станком, содержащее последовательно соединенные блок программного управления, шаговый двигатель, дифференциал и гидродвигатель, последовательно соединенные датчик деформаций инструмента, измерительный мост, усилитель,сервомеханизм и редуктор, выход которого подсоединен к второму входу дифференциала, многооборотный потенциометр, соединяющий выход сервомеханизма с входом измерительного м оста (2) .

Недостатком этого устройства является то, что его конструкция не учитывает изменения фактической точки приложения силы резания в процессе обработки, информация, поступающая в устройство недостаточна, а управляющие воздействия, которые отрабатываются исполнительными органами станка, компенснруют упругие отжатия инструмента (фрезы! с дополнительной ошибкой.

Целью изобретения является повышение точности устройства за счет автоматической настройки блоков, формирующих команды управления по сигналам новых источников информации о процессе резания.

Цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные датчик момента резания и блок коррекции, за1о датчик технологических команд и блок сравнения, выход датчика деформаций инструмента и один из выходов задатчика технологических команд подключены к входу блока коррекции, выход которого подсоединен

15 к входу измерительного моста, входы блока сравнения соединены со вторым выходом задатчика технологических команд, и с выходом датчика деформаций инструмента, а выход блока сравнения подключен к входу блока программного управления.

2в На чертеже представлена структурная схема устройства для одной координаты управления Х.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 программного управления, 6318 5

Формул а изоб ре ген ия

3 шаговый двигатель 2, дифференциал 3, гидродвигатель 4.

Устройство подключено к системе станокприспособление-инструмент-деталь (СПИД)

5 посредством выхода гидродвигателя 4, входа датчика 6 упругих деформаций инструмента и вход датчика момента резания.

Выход датчика 6 соединен с входам н блока 7 коррекции, измерительного моста 8 и блока 9 сравнения, второй вход последнего соединен с задатчиком 10 технологических команд, выход блока 9 подключен к блоку l.

Два других входа блока 7 соединены с выходом датчика 11 и выходом задатчика 10, а выход блока 7 подсоединен к входу блока 8. Выход последнего через усилитель !2 соединен со входом сервомеханизма 13. Выход сервомеханизма 13 через редуктор 14 связан со вторым входом дифференциала 3.

Параллельно выход сервомеханизма !3 соединен с датчиком обратной связи — многооборотным потенциометром 15, электрически подключенным к измерительному мосту, сбалансированному при нулевой деформации инструмента, Устройство работает следующим образом.

При возникновении или изменении возмущающего воздействия P„., вызванного изменением действующих в процессе резания факторов (припуска, твердости обрабатываемого материала и др.), датчик 6 выдает сигнал измерительному мосту 8, возникает соответствующее напряжение разбаланса,.которое усиливается усилителем 12 и подается на одну из обмоток сервомеханнэма

l3, связанного с многооборотным потенциометром 15. Вращение сервомеханизма 13 и вместе с ним смещение съемника потенциометра !5 происходит до тех пор;пока измерительный мост 8 не сбалансируется. Одновременно поворот выходного вала сервомеханизма 13 через редуктор 14 передается на дифференциал 3, где алгебраически суммируется с углом поворота шагового двигателя 2, задаваемого программой блока 1.

При возникновении или изменении возмущения Р» блок 7 по сигналам датчиков 6 и 11 определяет точку приложения к фрезе результирующей приведенной силы резания в соответствии с выражением: где 1 — координата точки приложения приведенной силы резания; ."ъ — деформация инструмента;

М вЂ” момент резания;

l(e — коэффициент, постоянный для данного инструмента и зависящий от его жесткости.

Для корректировки величины дополнительного угла поворота сервомеханизма 13 в случае изменения точки приложения приS !

6 !

20

4 веденной силы резания сравнительно с предыдущим моментом времени выходной сигнал блока 7 изменяет настройку схемы, например, коэффициента передачи измерительного моста 8. Пропорционально изменяется величина угла поворота вала сервомеханизма 13. Этим обеспечивается автоматическая настройка блока 7 и коррекция хода исполнительного механизма — гидродвигателя 4 в зависимости от точки приложения силы реза н н я к фрезе.

В процессе резания устройство ограничивает также предельно допустимый угол наклона фрезы. Для этого сигнал с датчика 6 поступае в блок 9, где происходит сравнение фактического наклона фрезы и допустимого, который устанавливается задатчиком 10. Если фактическая деформация фрезы превысит заданную, то сигнал ðàñсогласования, появившийся на выходе блока 9, подается в блок 1 и уменьшает величину контурной подачи (илн другого yn:: равляющего воздействия), обеспечивая тем самым уменьшение угла наклона фрезы.

Использование данного устройства позволяет повысить точность механической обработки деталей, а также снизить трудоемкость программ нровання, поскольку точка приложения силы резания определяется авто м ати чес ки.

Устройство для адаптивного программно-го управления металлорежущим станком, соде рж а шее последовател ьно соед инен н ые блок программного управления, шаговый двигатель, дифференциал и гидродвигатель, последовательно соединенные датчик деформаций инструмента, измерительный мост, усилитель, сервомеханизм и редуктор, выход которого подсоединен к второму входу дифференциал а, м ногооборотный потенциометр, соединяющий выход сервомеханизма с входом измерительного моста, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные датчик момента резания и блок коррекции, эадатчик технологических команд и блок сравнения, выход датчика деформаций инструмента и один из выходов задатчика технологических команд подключены к входу блока коррекции, выход которого подсоединен к входу измерительного моста, входы блока сравнения соединены со вторым выходом эадатчнка технологических команд и с выходом датчика деформаций инструмента, а выход блока сравнения подключен к входу блока программного управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

6З1/475

Составитель Н. Белинкова

Редактор И. Марковская Техред О. Луговая Корректор С. Патругиена

Заказ 6341/46 Тираж 991 Поднисиое

ЦН И И ПИ i осударственного комитета Совета Министров СССР оо делам наобретеи ий н откр ыт ий

i l 3035, Москва. Ж-ÇS, Раушская иаб.. д. 4/5

Филиал ППП «Патент». г. Ужгород, уа. Проектная, 4

1. Самоподнастраивающиеся системы управления станками, М., НИИМАШ, 1971, с. 61, 52.

2. Адаптивные системы управления металлорежущими станками, M., BHHHMAlll, 197 l, с. 119 — 127, 133.