Способ управления плоским врезным шлифованием и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОЛ КСАЙИЕ

N3O5PE7EH MR li;753623 (6l) fl,0ïîëíèòåëüíîñ к «нт.сниц-ву (5Е)М. Кл.

В 24 В 49/06 (22) Заявлено 09.08.78 (2 a } 2652812/25 — 08 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет по делам иэооретений и открытий

Онубликовано Q7,08.8Q. Ьюллетень № 29 (53 ) Уд К 62-503.55 (088.8) Дата опубликования оппса яя 07.08,80

В. A. Прилу.пкий, В. К. Аширов, Д. Г. Громековский, В. И. Отражий, В. В. Кульков и И. А. Мильксс 72) Авторы изобретения (7() Заявитель

Куйбышевский тюлитехнический институт им. В. В. Куйбышева (54) СПОСОЬ УПРАВЛЕНИЯ ПЛОСКИМ ВРЕЗНЫМ ИЕЛИФОВАНИЕМ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к управлению процессами механической обработки и может быть использовано при плоском шлифовании точных деталей, например на плоскошлифовальиых станках с возвратно-поступательным движением рабочего стола.

Известен способ управления плоским врезным шлифованием, заключающийся в измерении упругих перемещений шлифовального шпиццеля и дальнейшем изменении скорости о движения рабочего стола, что обеспечивает стабилизацию упругих перемещений шпинделя.

При работе станка измеряют упрутие перемещения шпинделя, сравнивают их с сигналом задающего устройства, подают на электронный

15 усилитель напряжение, пропорциональное рассогласованию, рассогласование иснольэуют для управления скоростью рабочего стола, изменением расхода рабочей жидкости в гидроцилиндре подачи рабочего стола (1).

Однако известный способ управления процессом плоского врезного шлифования позволяет уменьшать погрешности формы лишь с достаточно большим шагом, но не позволяет сниэить погрешности формы с малым шагом (волнистость), вызванную колебаниями шлифовального круга, беэ уменьшения дисбаланса круга. Наложение волн от вибраций шлифовального круга в известном способе управления происходит произвольно и не обеспечивает требуемой точности формы поверхности.

Целью изобретения является снижение волнистости и повышение точности формы шлифуемой поверхности, Поставленная цель достигается тем, что измеряют скорость движения рабочего стола, положение кромки детали, фазу волны упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола в момент схода шлифовального круга с детали на предыдущем проходе и фазу и длину волны упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола в момент измерения на данном проходе, расстояние от шлифовального круга до кромки детали в момент измерения, определяют номер прохода, вычисляют и отрабатывают величину сдвига детали относительно рабочего стола.

7536«3

Устройство для реализашн1 способа снабжено датчиком скорости рабочего стола с

1ремя Выходами> даз гиком положения кромки детали с тремя выходами, филыром низких чистОт> измер1г1елем фазы Волны y11pyгих перемещений шпифовального круга относигельно рабочего стола В ьцтмецт схода круга с кромки детали с тремя выходами, запоминающим устрзйством сигнала, полученного В момент схода круга, измерителями фазы п длины. волны упругих перемещений с запоминающим устройством фазы волны упругих перемещений относительно стола в момент измерения, счетчиком числа проходов, пороговым устройством с тремя выходами, интегратором, устройством вычисления Величины сдВига детали и программным устройством, причем да гчи к упругих перемещений системы круга через фильтр низких частот подкл1очен к входу измерителя фазы волны упругих, перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола В момент схода с кромки детали, первый выход которого подкгпочен к входу запоминающего устройства фазы волны этого сигнала, Второй выход — к входу запоминающего устройства фазы волны упругих перемещений шлифовального круга от11осителы1о рабочего стола в момент измерения, третий выход — к входу измерителя длины волны упругих перемещений, первыЙ выход датчика положений кромки детали через счетчик числа проходов и программное устрОйстВО соединен с входом устройства вычисления величины сдвига детали, второй выход — со входом запоминающего устройства фазы волны упругих перемещений круга в момент схода с кромки детали, а третий выход датчика — с входом интегратора, первый выход датчика скорости стола соеди. нен с входом порогового устройства, второй . .в ход — с входом интегратора, а третий выход — с входом измерителя фазы волны упpyrex перемещений круга в момент его схода с кромки детали, первый выход порогового устройства соединен с входом интегратора, второй выход — с входом запоминающего устройства фазы волны упругих перемещений круга в момент измерения, а третий с входом измерителя длины волны упругих перемещений круга, а выходы запоминающих устройств соединены через устройство вычисления величины сдвига детали с входом исполнительного устройства.

На фиг. 1 показана схема формирования величины сдвига детали; на фиг. 2 — схема устройства для осуществления способа.

Кривая 1 (фиг. 1) изображает изменение скорости движения стола во времени на первом проходе рабочего стола, кривая 2 — на втором (последующем) проходе. Кривая 3 изображает

4 изменение пути h, проходимого рабочим с1Олом во времени; кривая 4 -- временная диагра1.гма упругих перемещений ц1лифовальцого круга; 5 — положение детали на столе на первом проходе; 6 — диаграмма перемец1ений цглифовального круга относительна переме- i щений рабочего стола на первом проходе;

7 — ди;и рамма упругих лереме1цений шлифовального круга относительно перемещений рабочего стола на втором (последу1ощем) проходе; 8 — положение детали на рабочем столе на втором проходе до момен1а сдвига детали;

9 -- положение детали на рабочем столе на втором проходе после сдвига дегали па велиигну

Исходными являются кривые 1, 2 и 4. Кривая 3 получена интегрированием кривых 1 и 2, а кривые 6 и 7 — как проекции кривой

4 на ось ординат h . Момент времени t соответствует моменту схода шлифовал ьного круга с кромки детали, момент времени измерения 5 — моменту достижения скоростью стола номинального значения.

Смещение детали относительно рабочего стопа на втором проходе производится таким образом, чтобы сдвиг фаз между волной упругих перемещений шлифовального круга на втором проходе относигельно волны ут1ругих перемещений шлифовального круга на первом проходе составлял заранее заданную величину.

Устройство для осуществления способа состоит из датчика 10 упругих перемещений шлифовального круга, датчика 11 положения кромки детали> датчика 12 скорости рабочего стола, фильтра 13 низких частот, измерителя

14 и запоминающего устройства 15 фазы волны упругих перемещений шлифовгльного круга относительно рабочего стола в момент схода круга с кромки детали на предыдущем проходе, измерителя 16 длины волны упругих перемещений шлифовального круга, запоминающего устройства 1" фазы волны упругих перемещений шлифовальнога круга относительно рабочего стола в момент измерения на данном проходе, счегчика 18 числа проходов, порогового устройства 19> интегратора 20, устройства

2I Вычисления величины сдвига детали, программного устройства 22, исполнительного устройства 23, системы СПИД 24.

Устройство работает следующим образом.

Появляющиеся в системе СПИД 24 упругие перемещения системы шлифовального круга вследствие его неуравновешенности регистрируются датчиком 10 упругих перемещений.

Сигнал датчика 10 упругих перемещений проходит через фильтр 13 низших частот, в котором отфильтровываются высшие гармонические составляющие и вьщеляется сигнал, пропорциональный первой гармонике упругих перемеще20 где 1

Ф)—

Ц

2Х4

Ъ 5 МЖСК

gh =5 ч(t)dt

S 753623 .ний. Этог сигнал постунает на вход измерителя 14 фазы волны упругих перемещений М

Иа измеритель 14 подается также сигнал, пропорциональный скорости движения рабочего стола у(1 от датчика 12 скорости движения стола.

При этом сигнал. пропорциональный первой гармонике упругих перемещений шлифовального круга, равен где d PP амплитуда;

T — период колебаний; — текущее время, 15 а упругие перемещения шлифовального круга относительно рабочего стола, движущегося с переменной скоростью, перемещение рабочего стола, текущее значение скорости рабочего стола;

1т -й период колебаний; моменты времени с одинаковой фазой волны. где — длина волны упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола.

Таким образом, текущее значение фазы волны упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола определяется формулой

В момент схода т. с шлифовального круга с кромки детали эта фаза, равна ц <, фиксируется в запоминающем устройстве 15. Момент схода $ определяется датчиком положения 45 с

11 кромки детали.

Момент измерения t определяют пороговым устройством 19 во время последующего прохода рабочего стола при достижении его скорости номинального значения (g (t) = 4 p ), 50 причем соответствующую фазу волны упругих перемещений Ч,, фиксирует знапоминающее устройство, а соответствующая длина волны измеряется измерителем 16.

Путь, проходимый рабочим столом от момента т. с до момента 1 д равен

Сигнал, пропорциональный эгой величине, фиксирует ингегратор 20.

По известным величинам д Ь„ >г,и 1 9 устройство 1 вычисления сдвига летали определяет необходимое смещение детали с учетом заданной разности между фазами волн упругих перемещений на предыдущем и последующем проходах рабочего стола, определяемой программным устройством 22, причем коррекшгя программы производится в соответствие с номером. хода стола, определяемым счетчиком числа проходов 18. Использование способа управления плоским врезным гцлифованием точных деталей обеспечит по сравнению с известным способом возможность повышения точности формы, в частности сггвкение волнистости, возникающей вследствие вибраций шлифовального круга.

Формула изобретения

1. Способ управления плоским врезным шлифованием путем измерения упругих перемещений шлифовального круга, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения волнистости и повышения точности формы шлифуемой поверхности, измеряют скорость движения рабочего стола, положение кромки детали, фазу волны упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола в момент схода шлифовального круга с детали на предыдущем проходе и фазу и длину волны упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола в момент измерения на данном проходе, расстояние от шлифовального круга до кромки детали в момент измерения, определяют номер прохода, вычисляют и отрабатывают величину сдвига детали относительно рабочего стола.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее датчик упругих перемещений системы круга и исполнительное устройство, отличающееся тем,что оно снабжено датчиком скорости рабочего стола с тремя выходами, датчиком положения кромки детали с тремя выходами, фильтром низких частот, измерителем фазы волны упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола в момент схода круга с кромки детали с тремя выходами, запоминающим устройством сигнала, полученного в момент схода круга, измерителями фазы и длины волны упругих перемещений с запоминающим устройством фазы волны упругих перемещений шлифовального круга относительно стола в момент измерения, счетчиком числа проходов, пороговым устройством с тремя выходами, интегратором, устройством вычис7 75362 ленин величины сдвига детали, программным устройством, причем датчик упругих перемещений системы круга через фильтр низких ,частот подключен к входу измерителя фазы

Волны упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола в момент схода круга с кромки детали, первый выход которого подключен к входу запоминаннцего уСтройства фазь. волны этого сигнала, второй выход — к входу запоминающего устройства фазы волны упругих перемещений шлифовального круга относительно рабочего стола в момент измерения, третий выход — к входу измерителя длины волны упругих перемещений, первый выход датчика положения кромки детали

15 через счетчик числа проходов н программное устройство соединен с входом устройства вычисления величины сдвига детали, второй выход его соединен с входом запоминающего устройства фазы волны унругнх перемещений круга в момент схода круга с кромки детали, 3 8 а третий выход датчика соединен с входом интегратора, первый выход датчика скорости стола соединен с входом порогового устройства, второй выход — с входом интегратора, а третий выход — с входом измерителя фазы волны упругих перемещений круга в момент схода его с кромки детали, первый выход порогового устройства соединен с входом интегратора, второй выход — с входом запоминающего устройства фазы ватиы упругих перемещений круга в момент измерения, а третий выход с входом измерителя длины волны упругих перемещений круга, а выходы заломи. нающих устройств соединены через устройство вычисления величины сдвига детали с входом исполнительного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Плешаков (Ь. К. Адаптивные системы управления процессом плоского шлифования.

"Станки и инструмент", 1974, Р 8, с, 20,, 536 .. «

«.. ) Заказ 5005/3

Тираж 943 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитетз СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4/5

Филиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул. ГЕроектная, 4

Составит".пь 8. Жиганов

Редактор М, Недолуженко Техред Н.Ковалева Корректор M. 3e» vn