Способ поддержания мощности шлифования и устройство для его осуществеления

 

L ! v

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<"i 650794 (61) Лополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100576(21) 2357936/25-08 с присоединением заявки № (51) M. Кл.

В 24 В 5) /00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 6 i, 08

Опубликовано 050379.Бюллетень № 9

Лата опубликования описания 0 -,9 (72) Авторы изобретения

М.П.Рашкович, И.Н.Спектор, Б. ..тростановский и Б.И.Шкловский (71) Заявитель

Одесское специальное конструкторское бюро специальных станков (54) СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ МОЩНОСТИ ЧИФОВАНИБ

И УСТРОЙСТ ВО Д.ця ЕГО ОСУЩЕСТ В. гЕНИ;".

Изобретение относится к станкостроению, в частности, к плоскошлифовальным станкам, снабженным системами управления режимами шлифования.

Повышение производительности продукционных станков требует рациональной организации процесса резания, то есть работы на подачах, обес-, печивающих оптимальные значения пара- метра, принятого в качестве критерия эффективности обработки ° Так, например, в плоскошлифовальных станках с круглым столом и вертикальным шпинделем в качестве такого параметра может быть принята мощность двигателя привода шлифовального круга. При этом управление процессом шлифования состоит из автоматического выбора подачи на врезание соответствующей работе станка с максимальной загрузкой, т.е. с предельно допустимой мощностью двигателя привода круга.

Система управления должна сохранять эффективность при обработке прерывистых поверхностей и поверхностей, припуск на обработку которых существенно изменяется в пределах одного цикла обработки.

Известны способы поддержания мощ— ности шлифования и устройство работающее по этому способу ll)

В соответствии с известным способом, регулирование подачи производят перед началом очередного ци:<л=-. обработки по максимальной или средней величине мощности, измеренной в предыдущем цикле. устройство, основанное на этом способе, содержит силовую головку, перемещающуюся по направляющим. На головке помещены шлифовальный круг, регулятор подачи и электродвигатель привода круга.

При работе круга силовой головки мощность, потребляемая электродвигателем круга из сети, измеряется и в специальном блоке фиксируется максимальное или среднее значение глощности за цикл обработки. По окончании рабочей подачи силовой головки командный блок подает команду исполнительному механизму на установку регулятора подачи в положение, соответствующее максимальному или среднему значению мощности, измеренной в данном цикле.

К недостаткам известного способа и реализующего его устройства относится эффективность при изменении

650794 у,,:.х своис".. бразивного круга

От образцэ к образцу и в процессе его изно"а и засаливания, изменения конфигурации и материала обрабатываемых деталей, I àê как способ и устройство предполагают детерменированную зависимость между величинами мощности и подачи.

Цель изобретения — повышение производительности и исключение влияния на нее режущих свойств круга, материала и конфигурации обрабатываемых де- jO талей.

Для этого в предлагаемом способе и устройстве коррекция величины подачи производится перед началом цикла обработки с учетом режущих свойств круга и параметров обрабатываемой детали.

При этом на каждом цикле обработки измеряют подачу на врезание и среднее значение активной мощности, вычисляют их отношение; это отношение умножают на заданное значение мощности, и полученную величину используют для задания подачи на врезание на последующем цикле обработки. Этот способ поддержания мощности шлифов;. ьного круга реализуется в устройстве формирования задающего воздействия, которое содержит блоки вычисления среднего значения мощности за цикл обработки, блок запоми- ЗО нания подачи на предыдущем цикле обработки, блок деления, блок запоминания подачи на текущем цикле обработки и блок управления коррекцией подачи. 35

Предлагаемый способ и устройство поддержания мощности шлифования позволяют сохранить эффективность станка при изменении режущих свойств круга и материала детали. Сочетание этих возможностей позволяет повысить производительность обработки.

Среднее значение мощности, потребляемой приводом шлифовального круга, связано с величиной вертикальной подачи следующим выражением:

P = KS, (1) где S — величина вертикальной подачи;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий оТ материала обрабатываемых изделий, шлифовального круга и приведенной ширины шлифуемых изделий (в пределах двух соседних циклов обработки станка коэффициент К можно считать постоянным); показатель степени, величи- 55 на которого колеблется в пределах

0,7 — 0,8 в зависимости от материала обрабатываемых изделий и марки шлифовального круга. В целях упрощения системы управления показатель сС 60 можно приближенно считать равным единице. С учетом этого, для первого измерительного оборота стола, можно записать выражение: оср. (з > (2) где Р -величина средней мощности на первом измерительном цикле обработки;

S — величина вертикальной о подачи на первом цикле обработки.

Для последующего цикла обработки, на котором система управления должна задать величину подачи на врезание S, обеспечивающую шлифо1 вание с заданной средней мощностью за цикл обработки Р можно записать ьср ь. (3) .

Из выражений (2) и (3) следует

So

Sú =Рзср. р (4) оср.

Из соотношения (4) видно, что для поддержания мощности двигателя привода шлифовального круга, равной заданной величине P, необходимо найти отношение велйчины вертикальной подачи S и средней мощности

Р„ „.. Величина этого отношения, умноженная на Р, определяет необходимое для достижения заданной мощности значение подачи на врезание

S ° Вычисленная величина подачи на врезание S назначается на последующий цикл обработки. В дальнейшем, каждый предыдущий цикл обработки является измерительным для последующего и определяет величину подачи на врезание на этом цикле.

Так как в выражении (1) коэффициент Ы принят равным единице, а в реальных условиях a(. 4 1, то заданная мощность привода шлифовальногo круга достигается не на следующем за измерительным цикле, а через несколько циклов обработки.

Для уменьшения времени достижения заданной мощности и повышения производительности станка величину средней мощности Р .можно возвести в степень 1/са

Таким образом, в предлагаемом устройстве на каждом цикле обработки производится вычисление коэффициента пропорциональности между подачей на врезание и мощностью привода шлифовального круга. Благодаря этому система оказывается практически нечувствительной к изменению режущих свойств шлифовальных кругов при чх смене или затуплении и сохраняет эффективность при обработке изделий из разных материалов. Поэтому предлагаемое устройство обеспечивает работу с более высокой производительностью и степенью адаптации по сравнению с известными .

Изобретение поясняется чертежом, где показано предлагаемое устройство поддержания мощности шлифования, установленное на плоскошлифовальном станке с круглым столом и вертикальным шпинделем.

650794

Станок содержит станину 1 с круглым столом 2 и колонну 3, по направляющим которой движется шлифовальная бабка с электродвигателем привода шлифовального круга 4. Устройство поддержания мощности шлифования включает: привод 5 подачи на вре- 5 зание, осуществляющий вертикальные перемещения шлифовальной бабки; датчик величины подачи на врезание, например тахогенератор 6, контролирующий величину подачи на врезание; 10 датчик 7 мощности, контролирующий мощность, потребляемую электродвигателем привода шлифовального круга; и систему формирования задающего воздействия. 15

В свою очередь, система формирования задающего воздействия содержит блок 8 вычисления среднего значения мощности за цикл обработки (оборот стола), блок 9 деления, блок 10 запоминания подачи на предыдущем цикле обработки, блок 11 запоминания подачи на текущем цикле обработки и блок 12 управления коррекцией подачи.

Вход блока 8 вычисления среднего значения мощности за цикл обработки связан с выходом датчика 7 мощности.

Выход блока 8 подключен к одному из входов блока 9 деления, а ко второму входу блока деления подключен выход 10 блока запоминания подачи на предыдущем цикле обработки.

На вход блока 10 сигнал поступает с выхода датчика величины подачи на врезание, например тахогенератора 6.

При отсутствии тахогенератора в приводе вертикальной подачи сигнал на вход блока 10 подается со входа привода 5 подачи, при этом считается, что напряжение задания привода пода- 40 чи 5 на врезание пропорционально величине подачи. Выход блока деления

9 подключен к входу блока запоминания 11 подачи на текущем цикле обработки. Выход блока 11 подключен ко входу привода 5 подачи на врезание. Для синхронизации работы отдельных блоков служит блок 12 управления коррекцией подачи. Вход блока 12 подключен к конечному выключателю

13, установленному на станине станка ° Конечный выключатель 13, один раз за цикл обработки (оборот стола) нажимается кулачком, установленным на столе. Вместо конечного выключателя может быть применено реле вре55 мени, выдержка которого соответствует частоте вращения стола. Выход блока

12 подключен к блокам 8,10 и 11.

Для уменьшения времени достижения заданной мощности между блоком 8 вы- 60 числения средней мощности и блоком

9 деления может включаться блок 14 нелинейности. устройство работает следующим образом. 65

На столе 2 устанавливают обрабатываемые изделия. Приводом 5 вертикальной подачи шлифовальной бабки подводят круг до контакта с вращающимися на столе изделиями и начинают шлифование на малой вертикальной подаче S„.

Мгновенное значение мощности, потребляемой электродвигателем 4 шлифовального круга, преобразуется датчиком 7 мощности в пропорциональный электрический сигнал постоянного тока. Электрический сигнал поступает в блок 8 вычисления среднего значения мощности за цикл обработки. Этот блок представляет собой интегратор и может быть выполнен, например, на операционном усилителе, охваченном емкостной обратной связью. В этом блоке реализуется следующая зависимость: где Рщ- величина мгновенной мощности, потребляемой приводом шлифовального круга;

P — величина средней мощCP. ности, потребляемой приводом шлифовального круга за цикл обработки;

Т вЂ” время одного цикла обработки; текущее время.

Операция деления двух величин

S и Ро р. производится в блоке 9 деления Сигнал делимого поступает с блока 10 запоминания. На первом цикле обработки в блоке 10 запоминается величина подачи. Умножение отношения на постоянную величину РЭ

Pî ср. производится масштабным преобразованием сигнала в блоке 8 или 10. При нажатии кулака на конечный выключатель 13 в конце первого измерительного цикла обработки с помощью блока

12 управления коррекцией сигнал, пропорциональный подаче S, с выхода блока 9 деления поступает на вход блока 11 запоминания. Вычисленная величина подачи S, сохраняется в блоке 11 на весь йоследующий цикл обработки ° Сигнал с выхода блока 11 поступает на вход привода подачи на врезание, обеспечивая достижение приводом шлифовального круга заданной мощности.

Блоки запоминания 10 и 11 могут быть выполнены, например, на интеграторах.

Дальнейшая работа станка происходит аналогично описанному, причем каждый предыдущий цикл обработки является измерительным для последующего.

Для уменьшения времени достижения заданной мощности и повышения производительности станка между блоками 8 вычисления средней мощности и блоком

650794 В

1 „

P Ф .4ЮУдемеййя может быть подключен блок

14 нелинейности, реализующий завиР р 1 /,: . °

Формула изобретения

1. Способ поддержания мощности шлифования путем изменения подачи перед началом очередного цикла обработки по результатам измерения, на предыдущем цикле, например, по вели- 10 чине измеренной на этом цикле средней мощности, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности и исключения влияния на нее режущих свойств круга, l5 материала и конфигурации обрабатываемых деталей, дополнительно в каждом цикле обработки измеряют подачу на врезание,вычисляют отношение подачи к среднему значению измеренной мощности, это отношение умножают на заданное значение мощности и полученную величину используют для задания подачи на врезание на последующем цикле обработки.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, "..îäåðæàùåå привод подачи на врезание, датчик величины подачи на врезание, датчик потребляемой электродвигателем круга мощности и систему формирования задающего воздействия„ о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, система формирования задающего воздействия снабжена блоком вычисления среднего 35 значения мощности за цикл обработки, блоком запоминания подачи на предыдущем цикле обработки, блоком деления, блоком запоминания подачи на текущем цикле обработки, блоком управления коррекцией подачи и синхронизирующим блоком, причем вход блока вычисления среднего значения мощности связан с выходом датчика мощности, выход блока вычисления среднего значения мощности подсоединен к одному из входов блока деления, ко второму входу которого подсоединен выход блока запоминания подачи на. предыдущем цикле, вход которого подключен к датчику величины подачи на врезание, выход блока деления подсоединен ко входу блока запоминания подачи на текущем цикле обработки, выход которого поцключен на вход привода подачи на врезание, вход блока управления коррекцией подачи подключен к синхронизирующему.блоку, а его выходы — ко входу блока запоминания подачи на текущем цикле обработки, блока запоминания подачи на предыдущем цикле обработки и блока вычисления среднего значения мощности за цикл обработки.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью сокращения времени достижения заданной мощности, между выходом блока вычисления среднего значения мощности и выходом блока деления включен блок нелинейности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 159436, кл. В 24 В 49/16, 1962.

ЦНИИПИ Заказ 698/15

Тираж 1011 Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород,ул.Проектная,4