Устройство для адаптивного управления станком

 

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЮТВЛЬСТВУ ii 641400 (6l) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 0 1.06.76 (21) 236794 2/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 05.01.79Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 08.01.79

{51) M. Кл

G 005 B 13/02

В 23 Q 15/00

Гоаударатеенный квинтет

СССР аа делам нзабретеннй и открытей (53) УДК 6 -50

{088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Я. Шишов и M. И. Коваль

Ульяновское головное специальное констр бюро тяжелых и фрезерных станков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ

СТАНКОМ

Предлагаемое изобретение относится к области автоматического управления и; предназначено преимущественно для металлорежущих станков.

Известны адаптивные системы, устройства для адаптивного управления, в которых регулируемыми являются параметры приводных двигателей, напримеу, мощность или ток двигателя fl) (2) .

В таких устройствах мощность холостого хода главного привода, как правило, определяется расчетным путем и принимается неизменяемой в пропессе pm ния. Это может лривести к перегрузке инструмента или узлов станка (еслн фактическая мощность холостого хода меж ше расчетной) или к снижению эффективности работът (если фактическое значение мощности больше расчетного).

Из известных устройств наиболее йпюким по технической сущности явля20

l ° ется устройство для адаптивного управпении станком, содержащее последователт но соединенные задатчик, первый элемент

2 сравнения, формирователь сигнала управления, второй вход которого соединен с выходом блока ограничения подачи, исполнительный механизм подачи и привод главного движения, выход которого соединен со входом датчика сило вого параметра (3).

В известном устройстве осуществляется ручная компенсапия мощности холоотого хода, следствием чего ее основными недостатками являются низкое быстродействие и невысокая точность.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства.

Поставленная пель достигается тем, что в устройстве установлены блок намяти, второй элемент сравнения ключи и датчик относительного положения детали и инструмента, выход которого соединен со входом блока ограничения подачи, первым управляющим входом первого клинча и управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с выходом датчика силового парамечра и первым вхо641400 дом второго элемента сравнения, второй вход которого через блок памяти соединен с, выходом второго ключа, а выход втором О элемента сравнения соединен со

sT0pbIM ВхОдОм перВОГО элемента сравн&- 5 ни я» вхОдОм и BTopbI M управляющим ВХО дом первого ключа, выход которого соединен с первым входом датчика относительного положения детали и инструмента 10

Блок-схема устройства представлена на чертеже. В схему включены: задатчик

1, формирователь 2 сигнала управления, исполнительный механизм 3 подачи, привод 4 главного движения» датчик 5 си- Is адового параметра, блок памяти 6, датчик

7 относительного положении детали и инструмента, блок 8 ограничения подачи, объект управления 9, первый и второй элемент сравнении 10, 11, первый и вто- 20 рой ключи 12, 13.

Устройство работает следующим образом.

При Включении датчик 7 Относительного положения детали н инструмента, замкнет ключи 12 н 13 и Отключит блок 8 ограничении подачи. Сигнал с датчика 5 силового параметра, пропорциональный

Величине пйрамюЯэа двнгат8лы н жВОда 4 главного движения иа хопостОМ ходу поступит на ВХОД элемента сравнении 1 1 и через ключ 1 3 В бпОк памяти 6эа БПОк па мити 6 запоминает Величину параметра двигателя привода 4 главного движения на холостОм эО щу и выдает на Вход эле мента сравнении 11 сигнал, равный НО

ВежРпФне сигналу с датчика 5 силового параметра BB холостом xoEQT НО Об эатиыи

Ro знаку, Поэтому» когда Отсутствует ароиесс резания, выходной сигнал апемента сравиения 1 1 равен нулю.

Ч ак как блок ограничения подачи 8

Откляэчеи, то сигнал с эадатчика 1 величини силового иараметра ПОлностью ОФ крьниют ф»силитВэж фОрмнрователя 2 сиг нала управлюииа и НОДВОд детали к инструмехапиэмОМ 3 3юдйчи на бьФстром ходу

На мииим Ом расстоянии между деталью и жп:трументом срабатыва8т датчзж Отиссительногю попоження де тапа и иютрумеита 7. ВыходнОЙ сигнал датчика 7 ноложеиия детали и Инструмента блок 8 ограничении подачи, который умеиьщает подачу до допустим4М и размыкает кпю чи 12, 13.

После врезания ° инструмента в деталь на вход элемента сравнения 11 поступает сигнал с блока памяти 6, пропорциональ ный величине параметра двигателя привода 4 главного движения на холостом ходу н сигнал с датчика 5 силового параметра, пропорциональный суммарной загрузке двигателя привода 4 главного движения.

Выходной сигнал элемента сравнения 11 равен нх разности, т. е. равен величине силового параметра. Этот сигнал замкнет ключ 12, и, проходя через него, Отключит датчик 7 относительного положения дета пи и инструмента (для его предохранения) °

В процессе резания устройство поддерживает величину силового параметра процесса резания на уровне заданной.

Если инструмент выйдет на участок, где нет снятии стружки (окно в детали, проход промежутка между двумя деталями и т. п.), то сигнал с выхода элемента сравнения 11 станет равным нулю. Этот сигнал, проходя через ключ 12, включит датчик 7 относительного положения детали и инструмента, который замкнет ключ

13 и отключит блок 8 ограничения подачи. Подача возрастет до вецичины быстрого хода, а в блок памяти 6 будет поступать значение, параметра ДВигателя привода 4 главного движения на холостом ходу (новое, если изменились параметры, или старое, если параметры не изменились). После прохождения участка без резания (окна) на минимальню-допустимом расстоянии между инструментом и деталью вновь сработает датчик 7 m носительного положения детали и инстру» мента и работа системы повторится. Пременение устройства для адаптивного управления станком с автоматической компенсацией мощности .холостого хода позволяет повысить производительность обработки за счет:

1. повышении точности задания вель» чины стабилизируемого параметра.

Мощность холостого хода в зависимости от;

- изменения числа оборотов может меняться в 2-5 раз;

- колебания напряжения силовой сети, характеристик двигателя и кинематики— главного привода (изменение СО5ф . и. д двигателя, нагрева смазки и т. и.) на

5307. В соответствии с этим, если не корректировать величину мощности холостого хода, то значение стабилизируемого параметра (например мощности

5 641 резания) может отличаться от заданного на 5-30% и более при работе без измене ния числа оборотов; если число оборотов изменяется, то для одного инструмента стабилизируемая величнна может отличать-; ся от заданной на 50-200%;

2. повышения величины подачи, на которой инструмент проходит участки без резания, до величины быстрого хода. В системах адаптивного управления без t0 датчика относительного положения, предназначенных для универсальных станков, участки без резания просодятся, как лравило, на максимально-допустимой рабо .чей подаче или в лучшем случае в 2-3 15 раза превосходящей ее.

Максимально-допустимая рабочая подача в 5-10 раз я более ниже величины быстрого хода. Поэтому применение предлагаемого устройства позволит повысить 20 скорость прохода участков без резания в

3-5 раз и снизить время обработки на

20-30% (в зависимости от формы обрабатываемой летали).

3. сокрашения расстояняя, яа котором 2з происходит переключение с подачи подвода на рабочую. Устройство позволяет производить переключение в каждом слу чае. на минимально-допустямом расстоянии инс.грумента от детали, в то время как 30 расстояние на переключение от программы в станках с числовым программным управлением или от концевых выключателей должны BKBKFkGTb p&96poc Bo HpH пуску детали, разброс срабатывания конечников и т. п., что в общем случае может увеличить время обработки на

5-10%.

Кроме того, система, уменьшает за висимость станка от оператора и позволяет увеличйть количество обслуживаемых им станков (система не требует ручной компенсации холостого хода).

400 6

Формула изобретения

Устройство для адаптивного управления станком, содержащее последовательно соединенные задатчик, первый элемент сравнения, формирователь сигнала управления, второй вход которого соединен с выходом блока ограничения подачи, исполнительный механизм подачи, и привод главного движения, выход которого соединен со в%>дом датчика силового параметра, о тличающееся тем,что,сцелью повышения точности и быстродействня устройства в нем установлены блок па мяти, второй элемент сравнения, ключи и датчик относительного положення детали и инструмента, выход которого соединен со входом блока ограничения подачи, первым управлякниим входом первого клкьча и управляющим входом второго ключа, вход которого соедннен с выходом датчика силового параметра и первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого через блок памяти соединен с выходом второго ключа, а выход второго элемента сравнения соединен со вторим входом первого элемента сравнени4 входом и вторым управляющим входом первого ключа, выход которого соединен с первым входом датчика относительного положения детали и инструмента.

Источникн информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Технология производства, научная организация труда и управлення % 12„

1975, с. 20-24.

2. Станок и инструмент, N. 10, 1973, с. 7-8.

3. Лвтоматическое управление и о тя» мизация технологических npoaeccos. CQ

Ленинград, ЛДНТП, 1975, с. 74-78.

641400

Составитель Г. Романченко

Редактор Э. Г бницкаа Техред Э, Чужик Корректор М. Демчик

Заказ 7511/42 Тираж 46 /+ Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП юПатентю, r Ужгород, ул. Проектнаа1 4