Способ управления процессом механической обработки на металлорежущих станках

 

О П И С А Н И Е ()963699

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.03.81 (21) 3257551/25-08 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.82. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.82 (51) М.Кл.з В 23 В 25/06

Государственный комитет (53) УДК 621.9. .529.506 (088.8) I30 делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Г. Г. Палагнюк, В. Л. Заковоротиый, А. Н. Ткаченко, А. А. Ерофеев и Г. А. Козик (71) Заявитель Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени институт сельскохозяйственного машиностроения (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к области автоматического управления процессом механической обрьботии маложестких деталей на металлорежущих станках, и может быть использовано в машиностроении при механическойй обр а ботке.

Известен способ управления процессом механической обработки на металлорежущих станках, заключающийся в изменении условий обработки в зависимости от вариации спектра виброакустической эмиссии инструментодержателя 11).

Недостатком известного способа является низкие точность и эффективность обработки за счет того, что не учитываются отжим детали на разных ее участках.

Целью изобретения является повышение точности и эффективности обработки маложестких деталей в процессе механи- 20 ческой обработки на металлорежущих станках.

Цель достигается тем, что в способе дополнительно регистрируют спектр виброакустической эмиссии в направлении действия отжимающей составляющей силы резания P „со стороны приспособления, зажимающего деталь, определяют отношение модулей и сквиг по фазе однозначных частотных составляющих по направлениям измерения, запоминают их в заданных точках по каждой координате обрабатываемой детали и принимают за опорные сигналы, используемые для сравнения в последующей обработке, и по отклонениям от опорного сигнала управляют условиями обработки.

На чертеже приведена структурная схема устройства, позволяющая реализовать способ управления процессом механической обработки на металлорежущих стан ках.

Следует отметить, что при построении схемы устройства, реализирующего предлагаемый способ, используются некоторые особенности упругих механических систем и динамики процесса резания, полученные в процессе теоретических и экспериментальных исследований, а именно: вариация жестокости обрабатываемой детали отображается в спектре виброакустической эмиссии в виде девиации собственных частот взаимосвязанных механических контуров упругой системы СПИД; передаточная функция упругой системы суппортной группы остается постоянной в процессе резания, а передаточная функция от режущей кромки, включая зону резания до места установюп преобразователя на пеноли задней бабки, изменяется с изменением относительного положения режущего инструмен963699 та Ilo от(юшсншо к обрабатываемой;(стали; измененнс податливости "., упругой системе инструмент — деталь, приращение всли 1ипь1 износа режа (цего инструмента (увели (ение нло(цадк,t tto 33;ней гран() приводит к изменению добротности взаимосвязанных механических контуров, а слс,I013aTeльно, к изменению амплитуды колебательных смещений инструмента и детали, имеющих свое QT00ðàæñíèå в спектрс виброакустической эмиссии.

Таким образом, регистрация упомянутых особенностей динамики процесса и формирование сигнала в виде контролируемых параметров в каждой точке контура обрабатываемой детали позволяет сформировать управляющий сигнал условиями ооработки в функции сложного изменения жесткости обрабать;васмой,1стал(1 It;(tt ttaмической характсристики процесса резания.

Способ управлсш(я процессом механической обработки маложссткнх деталей 113 - 5 металлорсжущих станках осущсствля:ст следующим образом.

Спектр виброакустичсской эмиссии обрабатываемой детали 1 н инструмента 2 регистрируют преобразователями 3, уста- 50 новленными 13 направлении действия отжимающей составляющей силы резания Р как со стороны инструмента (суппорта) 2, так и со стороны (детали 1) консоля за,:1ней бабки 4. При этом передаточная (рункция упругой систсмы супнортной группы со стороны инструмента 2 остается постоянной, а передаточная функция упругой сисTQMbI от рсжун(его клина IIIICTp1, 3ICIIT3 2;(0 места установки преобразователя 3 со сто- 4П роны копсоля задней бабки изменяется с изменсписм ilxccTKocTII 06p303 1. :засм011 .(стали 1, 0TII0ctITcльного положения инструмента 2 по координатам по отношению к обрабатываемой детали 1, динамических характеристик процесса резания, 3 Tataжс вариации ре;кимов обработки.

Спектр виброакусти(еской эмиссии, преобразованный 3 электрический сигнал прсобразователями 3, усиливают предваритель;(ыми усилителями 5, нормируют его блоком 6 регистрации режимов обработки путем изменения коэффициента усиления предварительнь(х ctl ttttTe Teé 51 автоматически выделяют из спектров наи- 55 более информативные частоты, лежащие в пределах полосы пропускания упругой системы СПИД, с помощью перестраиваемых узкополосных фильтров 7 системой 8 автоматической их настройки. бО

Отношение модулей выделенных частотных составляющих и сдвиг по фазе однозначных частотных составляющих определяют блоком 9 и запоминают по программе запоминающим устройством 10 малой выправляю цей мап1иttu 11 (Л(И11И-ЗВМ, напримср, типа С5-21).

При этом запоминание контролируем(:.х параметров производят по заданной программе в фиксированных точка:; обрабатываемой детали 1 в процессе контрольной обработки. Значение этих параметров принимают за опорные сигналы. В процессе последующих обработок деталей но заданной

t рограммс сравнивают управляющей машиной 11 текущее значение с опорным и функции их изменения управляют, например, приводом 12 подачи, под1ер>кивая разностнос значение минимальным или равным нулю.

Для повышения точности и эффективности обработки число анализирующих каналов, выделяющих наиболее информативныс частоты и содержащих узкополосные псрсстраиваемые фильтры 7 н блоки 9 определения отношения модулей фазы избранных частот, выполненных, напримср, в ви;(с синх((онн(ях детекторов. увели (ивают

:(o п, а дискретизацию измерения tt atraлиза производят по программе как можно чаще.

Спосоо обсспс:ttâàñò с1с,г(ощнс технико-экономические преимущества: расшир 51 IoTc5I Tcx II H I ccK It I30:331 051< I I ocTI I l t э (13 (3 с Kтивность применения 33 с(ет использования в качестве критерия управления нро1(сссом многомсрногo фактора, учитываю(цсго вссгозмо5кные вариации жесткости обрабатывасмы;- деталей и динамические характеристики самого процесса резания; повьш(ается то:и(ость обработки и качество формообразовatlttÿ поверхности обрабатыБаем ОЙ, (СТ3. 1(1 33 С 1СТ TOI 0> ЧТО IICK;IIO 13СТ ся влияние неоднозначной зависимости

МежДУ УПРУП(МИ НЕРЕМСЩЕНИЯМИ И СиЛаМИ, вызывающими эти csle»(crtrt5I в широком частотном диапазоне.

Особенно эффективно использование предлагаемого способа управления процесcovi механичсской обработки нри обработке маложсстких деталей приборов различного назначения, например для часовых механизмов, осей различных измерительных приборов и (ругих, а также при обраoGTKc крупногабаритных деталей типа турбин с изменяющейся податливостью упругой системы СПИД при вариации режимов обработки и условий процесса резания.

Формула изобретения

Способ управления процессом механи(еокой обработки на металлорежущих станках, заключающийся в изменении условий обработки в зависимости от вариации спектра виброакустической эмиссии инструментодержателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и эффективности обработки, дополнительно регист963699.рируют спектр виброакустической эмиссии со стороны приспособления, зажимающего деталь, определяют отношение модулей и сдвиг по фазе однозначных выделенных частотных составляющих по направлениям измерения, запоминают их в заданных точках по координате обрабатываемой детали

; и принимают за опорные сигналы, испольl зуемыс для сравнения в последующей обработке, и по отклонениям от опорного сигнала управляют условиями обработки.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 715228,кл. В 28 В 25/06, 1976.