Устройство для управления металлорежущими станками

 

В. И. Зорикгуев, й. Г. Исаев, А. Д, и А. А. Меркушев (72) Авторы изобретения

Уфимский авиационный институт им. О н Пермский машиностроительный зввоц (7>) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МБТАЛЛОРЕЖ),ЩИМИ СТАНКАМИ!

Изобретение относится к управлению металлорежушими станками, в частности управлению по -величине температуры

М резания, и может быть использовано цля автоматического управления при одно временной обработке несколькими инструментами..

Известно устройство цля управления мегаллорежушими сганками, соцернсащее . естетственные термопары типа резепцвталь, соединенные с блоком усилителей сигнала термо-ЭДС, выхоцы которых подключены к первой группе вхоцов .бло-. ка компараторов и блоков сравнения, вторая: группа выходов которых соецинена с выходами блока зацатчиков гермоЭДС, блок коррекции, выход которого соединен с первым входом ключа, имеюшего управляюший вход, второй вход которого соецинен с зацатчиком скорости привода, а выхоц - со BxogoM привода j1).

Нецостагком известного устройства является низкая надежность и произво2 цительность при непользования их на металлорежуших станках. Низкая нацежность вызвана тем, что в известном устройстве возможен контроль температуры лишь одного инструмента, в то speмя как температура неконтролируемых инструментов иэ-аа изменения в процессе обработки циаметра, припуска и тверцости обрабатываемого материала, износа инструмента, интенсивности охлажце30 ния и других Воэмушаюших topos мо жет в отцельные периоды обработки достигать недопустимо больших значений, что привоциг к их катастрофическому

15 износу, а в итоге - к прежцевременному выходу этих инструментов иэ сгроя и в отдельных случаях - к браку изготавли-. ваемых цеталей.

Для исключения брака необходимо рассчитывать режимы работы устройства цля наиболее нагруженного режима работы инструментов, что снижает производительность мегаллорежуших станков при более легких режимах рабогы.

3 Ì6172, 4 я является повыше- циентами усиления по каждому вхоцу, извоц и тел ьнос ги равными 1, первый вхоц которого coeawней с выхоцом схемы выцеления максицостигается тем, мума 16. Первые вхоцы усилителей 15 ено блоком выделе- у являются первой группой вхоцов блока ентом И.1И, входы сравнения 5 и соединены с выхоцами выхоцами блока блока усилителей 1 сигнала термо-ЭДС, - с управляющим вторые вхоцы схемы 16 являются второй оды блока сравнения группой входов блока сравнения 5 и соеи блока выцеления IO цинены с выхоцами блока зацатчиков оторого соецинен термо-ЭДС 13, на третьи выходы схемы рекции, причем вгораъ 16 подается напряжение смешения Ц, сй компараторов соеци-), которое также подается на второй вхоц ка зацатчиков термо- суммирующего усилителя 17.

И Устройство работает следующим обра-. на блок схема уст- зом. оцин из вариантов До начала процесса резания, когда ройства, включаюше- ни один режущий инструмент 2 не вошел блок выцеления ми- в контакт с обрабатываемой деталью 3, © термо-ЭДС естественных термопар "инит блок усилителей струменъ-деталь отсутствуют, сигналы, число каналов на выходе блока усилителей 1, а слецовамальиому числу тельно, и сигналы на первой группе щих инструментов вхоцов блока компараторов 4 также огителей 1 сигнала 2s сутствуют. В этом случае сигналы на ны к соответствую- всех Bblxollex блока компараторов 4 раВ» ментам 2 и обрабаты- ны логическому "О, сигнал на выходе

ыходы «к первой элемента ИЛИ 14 также равен "0". Ключ комнараторов 4 и к 8 работает таким образом, что при сит блока сравнения jO нале О на его управляющем вхоце он подключены ко вхоцу находится е положении П и скорость приимума 6, выход кото вода 10 опрецеляе cs сигналом на выхоцом блока коррек- де зацатчика скорости привоца 9. В слуо соединен с первым чае начала процесса резания хотя бы оцрой вход которого ним режущим инструментом 2 на выхоце задатчика скорости, соответствующего усилителя блока усилисо входом привода .телей 1 появляется сигнал, отличный от соецинен с обьекгом нуля, соответствующий компаратор блока целем 12 станка, компараторов 4 нерехоцит в состояние, обрабатываемая

«ф равное логической "1" (обычно компара-. лока зацатчиков ToPbl RBcTPe888loTcB TBKRM 06PBsoM что

gaseHbi co втоРой нереходят в состояние "1» при огношесравнения 5 и вто- кяи сигнала на выхоце усилителей 1 к оКа компаРатоРов з щщшзму сигналу, равному или большем динен со вхоцами О 50 7}, «з

ыхоц которого сое-, В результате иа выхоце элемента входом ключа 8. ИЛИ 14 появляется логическая "3. содеРжит инвеРти- ключ 8 перехоцит в положение 1, тем усилители 15, ко- самым включает контур стабилизации но быть Равно термоЭДС резания

Белью изобретени ние надежности и про устройства.

Поставленная цель что устройство снабж ния минимума и элем которого соединены с компараторов, выхоц вхоцом ключа, а вых соединены со входам минимума, выхоц к со вхоцом блока кор .,группа входов блока иена с выхоцами бло

ЭДС.

На фиг. 1 привеце ройства на фиг. 2— выполнения части ycr го блок сравнения и нимума.

Устройство соцерж

1 сигнала термо-ЭДС, моторого равно макси оцновременно работаю

2. Вхоцы блока усил термоЭДС поцключе шим режущим инстру ваемой цетали 3, à в группе вхоцов блока первой группе входов

5, выходы которого блока вьщеления мин рого соединен со вхо дии 7, выход которог входом ключа 8, вто соецинен с выходом привоца 9, а выход»

10, выхоц которого управления 11 (шпин в котором закреплена деталь 3}. Выхоцы б термо- ЭДС .t13 аое группой входов блока рой группой входов бл

4, выход которого сое элемента ИЛИ 14, в динен с управляющим

Блок сравнения 5 рующие оуммирующие личество которых цолж максимальному количеству оцновременно З@

Работающих инструментов, с коэффициентами усиления по кажцому вхоцу, равными 1. Выхоцы усилителей 15, являющие.ся выхоцами блока сравнения 5, соедине ны со входами блока выцеления миниму М ма 6, cocrosalего из схемы выцеления максимума 16 сигнала и инвертирующего суммирующего усилителя 17, с коэффи»

8 этот момент времени на выхоцах усилителей 15 блока сравнения 5 могут

) быть самые разные уровни сигналов.

Предположим, что напряжение Ugc выходов блока задатчиков термо-ЭДС 13 всегда имеет знак +" относительно общей точки схемы, а выходные напряжения

Ц блока усилителей 1 сигнала термо- М61

ЭДС, - соответственно знак -". Напряжение смешений О „в этом случае должно иметь знак "- и служит цля того, чтобы с уменьшением сигнала рвссогласо .вния между зацанными значениями термо-ЭДС и .ее фактическими величинами, сигналы на на выхоце блока сравнения 5 увеличивались, так как следующим ицет блок выде ления минимума 6 сигнала, На выходе

4 -го усилителя 15 блока сравнения 5 10 ()С4

u„. -(u u v,„)=î,„-(U>, -0,;,) (>)

Согласно выражению (.1) с увеличени- м ем сигналами „на выхоце -ro усилителя, сигнала термо-ЭЙС на выходе соотзвъл . в ханей схемы сравнения сигнал также увеличивается, а максимальный сигнал иа .выходе той схемы сравнения, у когоиай 36

Q - {, имеет минимальную величину, . т.е. )с,ефх="сил "Ъ- )94и (35

Схема 16 вьщелення максимума @извела работает таким образом (Ш ), что сигнал (),® на ее выходе всегаа реази максимальному сигналу на вхоае, т,е. 4ь=ocw (И а

Инвертируюший суммирующий усййа ййль

17 служит цля того, чтобы убрать. ааииик» жение О ц после выделения максимуайв сигнала. Напряжение нв его выхоце с учегом выражений (2) н (3) равно

О,= (Lts-О,„) (U>-V„) (e) Таким образом, нв выхоце суммирую щего усилигеля -17, являющегося выхоцом блока 6 вьщеления минимума, буцет csv- . нал рассогласования межцу зацанным значением термо-ЭЙС и ее фактическим значением того режущего инструмента, температурный режим которого наибопееблизкий к звцвнному.

После переключения ключа 8 в положение 1 и окончания перехоцного процесса, в результате которого термо-Э@С наиболее нагруженного инструмента cra»

М нет примерно равна заданной, сигнал 0с нв выхоце соответствукядего усилителя

15 блока сравнения 5 и Ц® на выхбце схемы вьщеления максимума 16 сигнала равны Q, в сигчвл Ц на выхоце блока см

Ы вьщеления минимума -6 О.

Те рмо-ЭДС остальных инструментов в это время меньше или равна заданному энвчен ию.

72 ф

В цроцессе обработки цегали иэ-оа изменения диаметра обрабатываемой по верхности, припуска, подачи и цругих возмущающих фвкгоров, а также выхода огцельных инсгрументов мз процесса ре звния, и вступления других, более нагру.женных по температурным условиям, мо жет применяться другой инструмент, и за счет блока 6 выделения минимума происхоант автоматическое переключение на канал наиболее нагруженного инсгру» мента.

Окончание процесса обработки детали

1 н выхоц послецнего инструмента из зоны резания привоциг к формированнк на вы хопе элемент логичecкоr о О, ключ 8 перехоцит в полакение П и око рость npssona 10 определяется сигналом на выхоце эвцатчика скорости apsscna.

Пяеимушества предлагаемого устройсгви заключаются в том, что эа счет конгроля текущей температуры всех инструмеитев относительно заданной исклю чается работа квкоголибо инструменга с иецопуетнмо высокой температурой, щжвоцяшей к его катасгрофическому нанесу, чем исключаетСя воэможность бра ка деталей и черезмерного повышения сил резания s результате износа инсгру» менам, т.е. иовышаегся нацежносгь техно жп ического щкяюсса обработки це нии.

Иезависимо от количества одновременно иаботаюших инструментов и влиянии на их температурит различных возмушвюшнх факторов (изменении циаме rya обрабатыва емой поверхности, т.е. изменение линейной скоросги резания, прицуска, тверцости, интенсивности охлаждения и цр.) в кажцый момент процесса резания поддержи вается максимально цопустимая но температурным условиям скорость резания, а слецовагельно максимальная произвоцительнос гь

Повьипение пронзвоциг п ьности обработ ки, исключение брака и черезмерного износа инструмента в свою очередь приводит к снижению себестонмосги выпускаемой продукции.

Предлагаемое изобрегение может найти применение на многосуппоргных стан»: квх, особенно при обработке труцнообрабвтываемых сталей и сплавов.

Формула изобретения

Устройсгво цля управления металлорежушими станками, содержащее естественные термопары типа резеи-деталь, совая

7 . OO81 пенные с блоком усилителей сигнала

-термо-ЭДС, выходы которых подключены к первой f pyime входов блока компарато ров и блока сравнения, вторая группа входов блока сравнения соединена с вы. ходами блока задатчиков термо-ЭДС блок коррекции, выход которого соединен, с первым входом имеющего управляющий . вход ключа, второй вход которого ссади нен с выходом "-задатчика скорости при и вода, а выход со входом привода, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с далью повышения надежности и производитель-, ности, устройство снабжено блоком выделения минимума и .элементов ИЛИ, входы )5

72 8 которого соединены с выходами блока компараторов, выход с управляюшим, вхбдом ключа, а выходы блока сравнения соединены с входами блока выделения минимума, выход -которого соединен со

3 входом блока коррекции, причем вторая группа входов блока компараторов coegaиена с выходами блока задатчиков термоЭЙС.

Источники информации, -принятще во внимание при экспертизе

1, Патент Великобритании

% 1211868; кл. Ql 8, опублик. 1970,