Система управления процессом резания

Система управления процессом резания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕЗАНИЯ, содержащая исполнительное устройство, кинематически связанное с обрабатываемой деталью, и последовательно соединенные регулятор , блок охлаждения, режущий инструмент с внутренним охлаждением , датчик температуры, сравнивающий элемент и усилитель, второй вход сравнивающего элемента соединен с выходом задатчика температуры, о тличающаяся тем, что, с целью повьшения быстродействия и точности, она содержит блок коммутации , подключенный первым выходом к входу исполнительного устройства , вторым выходом и первым входом - соответственно к первому входу и второму выходу регулятора, а.вторым входом - к первому выходу усилителя , второй выход которого подключен к второму входу регулятора:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECll)I B JlHH (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0lVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3426298/18-24 (22) 20,04.82 (46) 07.04.84. Бюл. Ф 13 (72) О.А. Горленко, В.Ф. Чистов, В.Д. Харитоненко и-М.g. Топорков (71) Брянский ордена "Знак Почета" институт транспортного машиностроения (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 282891, кл. В 23 В 27/10, 1969, 2. Авторское свидетельство СССР

У 302171, кл. В 23 В 3/00, 1969.

3. Соломенцов l0.И., Басин А.М.

Оптимизация процесса .обработки с помощью адаптивного управления износом инструмента. "Станки и инстру- менты", 1974, l) 8, с. 21-23 (прототип}, (54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕС-

СОМ РЕЗАНИЯ, содержащая исполнительное устройство, кинематически связанное с обрабатываемой деталью, и последовательно соединенные ре" гулятор,. блок охлаждения, режущий инструмент с внутренним охлаждением, датчик температуры, сравнивающий элемент и усилитель, второй вход сравнивающего элемента соединен с выходом задатчика температуры, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, она содержит блок коммутации, подключенный первым выходом к входу исполнительного устрой- (9

O ства, вторым выходом и первым входом †соответственно к первому входу и второму выходу регулятора, а вторым входом — к первому выходу усилителя, второй выход которого подегулятора:

1084734

Изобретение относится к системам управления с переменной структурой и может быть использовано для управления процессом резания металлорежущнх станков с внутренним э охлаящением режущего инструмента .

Известна система, предназначенная для снижения износа режущих инструментов, содержащая режущий инструмент, реализующий способ внутреннего охлаждения, охлаждающее и реализующее устройства (Ц, 12) .

Недостатком этой .системы является то, что интенсивность внутреннего охлаждения, устанавливаемая с помощью регулирующего устройства вручную, остается постоянной при изменении температуры в зоне резания в процессе механической обра* ботки, в результате чего не обеспе- 20 чивается минимизация скорости износа режущего инструмента, что в свою очередь приводит к снижению стойкости инструмента и, в силу изменения его геометрических пара- 25 метров, стабильности показателей качества отработанной поверхности (шероховатости, микротвердости и т.n.).

Наиболее близкой по технической Зб сущности к предлагаемой является система управления процессом резания, содержащая исполнительное устройство, кинематически связанное с обрабатываемой деталью, и последовательно соединенные регулятор, блок охлаждения, режущий инструмент с внутренним охлаждением, датчик температуры, сравнивающий элемент и усилитель, второй вход сравнивающего 4п элемента соединен с выходом задатчика температуры (3) .

Недостаткои известной системы является то, что в качестве регулирующих параметров, обеспечивающих постоянство термо-ЭДС, ипользуют скорость резания или подачу, или оба параметра одновременно. При изменении режимов резания снижается качество обработки из-за снижения стабильности показателей качества обработанной поверхности (шероховатости, иикротвердости н т.п.), а при уменьшении скорости резания и подачи уменьшается производительность обработки.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности.

Указанная цель достигается тем, I что систеиа, содержащая исполнительное устройство, кинеиатически связанное с обрабатываемой детальюр и последовательно соединенные регулятор, блок охлаждения, режущий ииструиент с внутренним охлаждением, датчик температуры, сравнивающий элемент и усилитель, второй вход сравнивающего элемента соединен с выходом эадатчика температуры, содержит блок коммутации, подключенный первым выходом к входу исполнительного устройства, вторым выходом и первым входом — соответственно к первому входу и второму выходу регулятора, а вторым входом — к первому выходу усилителя, второй выход которого подключен к второму входу регулятора.

На 4иг. 1 изображена блок-схема системы, на фиг. 2 — принципиаль1ная схема варианта реализации системы.

На фиг. 1 и 2 обозначены: обрабатываемая деталь 1, датчик 2 температуры, сравнивающий элемент 3, задатчик 4 температуры, усилитель 5, исполнительное устройство 6, режущий инструиент 7 с внутренним охлаждением, блок 8 охлаждения, блок

9 управления, регулятор 10, коммутатор 11.

На фиг. 2 дополнительно обрзначены: электродвигатели 12-15, реле

16-20, электромашинные усилители (ЭИУ) 21 и 22, переменные резисторы 23-25, концевые выключатели (КВ)

26-28, полюса источника питания

29-30, сравнивающий элемент 31 и термопара 32.

Система работает следующим образом.

Требуемая температура задается задатчиком 4 с помощью переменного резистора 23, действительная температура инструмента 7 измеряется датчиком 2, выполненным, например, в виде термопары 32. Эти сигналы сравниваются в элементе 3, в результате на выходе усилителя 31 образуется напряжение, пропорциональное разности требуемой и действительной температуры инструмента. Это напряжение подается на базы двух транзистор в (не показакы), работающие в клю . вом режиме. В зависимости от ! знака напряжения включается соотвыключателя 28.

° Подключение двигателя 13 к питанию 29 вызывает вращение его ротора, который кинематически связан с движком резистора 25. Перемещение этого движка вызывает изменение режима работы ЭИУ 22, который управляет работой двигателя 15, изменяющего частоту вращения обрабатываемой детали, т.е. изменяет скорость резания. При этом происходит регулирование скорости резания в зависимости от величины сигнала датчика температуры. При достижении заданной температуры выключается ре25

30 ростях резания, и качество обработки, поскольку повышается стабильность показателей качества обработанной поверхности (например, параметра шероховатости поверхности ,15. в 1,3 раза) благодаря минимизации скорости износа режущего инструмента, обуславливающего неизменность 1 его геометрических параметров, а также постоянству режимов обработки

50 .(скорости резания и подачи) в течение длительного времени процесса обработки. Обеспечение стабильности показателей качества обработанных поверхностей положительно сказывается на их эксплуатационных

55 свойствах.

3 1084734 4 ветствующая обмотка поляризованно- ключение двигателя 12 от усилителя го реле 16, которое своими контак- 5, и замыкание нормально разомкнутами 16.1 и 16.2 подает напряжение того контакта 20.2, т.е. подключеопределенной полярности в блок 9 . нне двигателя 12 к питанию 29 чеуправления. Это напряжение поступа- 5 реэ КВ 28 и 17.1. Двигатель 12 возет через контакт 20.1 на обмотку вращает движок 24 в среднее положедвигателя 12 и обмотку реле 19. Ро- ние и останавливается в этом поло(л тор двигателя кинематически связан женин из-за разиыкания контактов с концевыми выключателями 26-28 и движком резистора 24, причем кон- 10 цевые выключатели выставлены так, что выключатель 28 разомкнут при среднем положении движка резистора 24, а КВ 26 и 27 замыкаются только при соответствующем крайнем по- 15 ложении движка, означающем минималь" ную или максимальную интенсивность охлаждения. Вращение двигателя 12 вызывает перемещение движка,резистора 24, который управляет работой 20

ЭМУ 21, связанного в свою очередь с двигателем 14, приводящим во вращение водяной насос (не показан).

Перемещение движка 24 вызывает из- - ле 16, что вызывает выключение ременение производительности водяного ле 19, затем выключение реле 17, saнасоса, тем самым изменяется интен- тем выключение реле 20 и двигателя сивность охлаждения инструмента 7, 13, подключение двигателя 12 к выа, следовательно, и его действитель" ходу усилителя 5; система продолная температура. Есяи в результате жает работу со скоростью резания, перемещения движка 24 не происходит достигнутой до выключения реле 16„ и рбнуление напряжения усилителя 31 н . подготовлена к регулированию темпе движок 24 достигнет одного из двух . ратуры инструмента эа счет регулисвоих крайних положений, то ротором рования интенсивности охлаждения. л двигателя 12 замыкается соответст- . Использование изобретения повывующий концевой выключатель 26 шает, примерно на 34-40Х произвоили 27. С помощью этих выключателей- дительность обработки, поскольку производится выключение управления применение режущих инструментов с системой охлаждения и включение в внутренним охлаждением позволяет работу системы регулирования скорос- вести обработку на более высоких скоти резания. Эти операции осуществляются следующим образом.

С подачей напряжения на блок 9 срабатывает реле 19. Это реле своим контактом 19.1 подсоединяет обмот.ки реле 17 и 18 к общей шине. Замыкание, например, выключателя 26 вы-. зывает срабатывание реле 17 путем подключения его обмотки к полюсу 29 источника. Реле 17 замыканием контакта 17.2 обеспечивает "самоподхват" питания 29, подключение реле

20 и двигателя 13 к питанию 29 и подключение контактов выключателя

28 к питанию 29. Включение реле 20 обеспечивает размыкание нормально замкнутого контакта 20.1, т.е. от1084734

Фиа Я. Составитель В. Нефедов

Редактор П. Макаревич Техред А.Бабинец

Корректор 9- Тигор

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

Ю

Заказ 2000/41 Тираж 842 . Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР

no,делам изобретений и открытий

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