Адаптивная система управления зубофрезерным станком

Адаптивная система управления зубофрезерным станком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистйческих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 602346 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.11.75(21) 2193310!25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано15,04.7833юллетень № 14 (45) Дата опубликования описанияОЬ.ОЬ. fS.

2 (51) М. Кл.

В 23 Q 15/00

Государстввнний квинтет

Соната Мнннотров СССР но данаи нзобрвтвннй н открытнй (53) УДК 62-503. .53(088.8) Л. Н. Цейтлин, А. А, Семенов, Н. А. Горманюк, Ю. П. Богачев, В. Н. Ладик и Ю. Я. Сидоренков (723 Авторы изобретении

Ордена Трудового Красного 3 аьвзни Экспериментальный научноисследовательский ижтитут метаплорежуших станков (71) Заявитель (54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗУБОФРЕЗЕРНЫМ

СТАНКОМ

Изобретение относится к области адаптивных систем управления технологическим оборудованием и может быть использовано в зубофрезерных станках, работающих по методу обкатки при черновой и чистовой обработке.

Известны системы адаптивного управления технологическими процессами, содержащие регулятор, осуществляющий управление в определенных заданных ограничениями пределах, обусловленных технологическими возможностями оборудования и процесса. Регулятор, используя информацию о ходе протекания процесса, обеспечивает управление в соответствии с заданным законом путем измерения выходного напряжения, подаваемого на исполнительный орган оборудования. В таких системах используются блоки ограничения, определяю- щие допустимую область выходного напряжения регулятора (1).

Известна также система адаптивного управления зубофрезерным станком, предназначенная для повышения производительности и снижения себестоимости обработки (2) .

Система содержит регулятор, имеющий три входа, первый из которых подключен к задатчику уставки, а второй — к датчику регулируемой величины (крутящего момента), установленному на станке и измеряющему момент 2

2 резания на фрезе, а третий вход подключен к задатчику ограничения выходного напряжения регулятора. Регулятор обеспечивает поддержание момента на заданном уровне и дает выходное напряжение, регулирующее скорость привода подач станка. Допустимая область выходного напряжения регулятора ограничена максимальной величиной.

Однако в известной системе ограничения сигнала выходного напряжения, определяющие максимальную и минимальную подачу на станке, выбираются постоянными для всего обрабатываемого колеса. Это приводит к недоиспользованию возможностей станка по производительности или точности. При обработке зубчатых колес на зубофрезерных станках, работающих по методу обкатки червячной фрезой, следует задавать различные диапазоны регулирования подач на разных участках обработки, так как в процессе обработки зубчатого колеса весь путь обработки может быть условно разделен на три зоны входа, полного резания и выхода. В зоне входа:роисходит предварительное удаление металла из впадин.

В остальных зонах имеет место формообразование, определяющее точность и качество обработки. В связи с этим на участке входа

802346 з допустимая максимальная подача огра ичивается прочностью инструмента и его износом.

На остальных участках максимальная подача ограничена точностью и качеством. Следовательно, необходимо задавать разные ограничения в разных зонах обработки одного колеса. Так как работа с регулированием подач в диапазоне, ограниченном требованиями точности, увеличивает машинное время обработки, а при работе с ограничениями по износу инструмента или его прочности приводит к ухудшени1о качества обработки, Целью изобретения является повышение производительности нри обеспечении заданной точности обработки.

Для этого в адаптивной системе управления зубофрезерным станком между выходом и третьим входом регулятора включен блок автоматического переключения ограничений, два входа которого соединены с независимыми задатчиками уровней ограничения. Блок автоматического переключения ограничений включает в себя схему сравнения, с выходами которой соединены выход регулятора и один из задатчиков ограничения, а выход схемы сравнения через усилитель подключен к обмотке

;)e..к, причем один задатчик ограничения через нормально открытый, а другой через нормально закрытый контакты реле соединены с третьим входом регулятора.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемой адаптивной системы управлени»; на фиг. 2 схема блока автоматического перекгпочения oiраничсний.

Предлагаемая система адаптивного уира».IeIiII» состоит из регулятора 1 со схемой огр»пичения выходного сигнала, регулируемого привода 2 станка 3. На первый вход регулятора подкл1очен выход датчика 4, с помощью ко орого получается информация о протекании процесса обработки. Датчик 4 может определять силовые характеристики резания, а именно мощность, момент или сила резания. !1а другой вход регулятора подается сигнал от задатчика 5, определякпцего требуемый уровень регулируемой величины. Регулятор с:еуществляет сравнение заданного и фактичсскоIo значений регулируемой величины, усиление и коррекцию сигнала рассогласования, а также ограничение выходного напряжения на уровне, подаваемом на третий вход регулятора.

Привод 2 обеспечивает скорость подачи, пропорциональную выходному напряжению регулятора.

Для задания ограничений по подаче на разных уровнях к третьему входу регулятора присоединен блок б автоматического переключения ограничений. Этот блок соединен также с выходом регулятора. Блок б имеет два выхода, каждый из которых соединен с одним пз задатчиков ограничений 7 и 8. Каждый из задатчиков определяет свой уровень ограничения. Один из уровней соответствует участку входа инструмента, а другой --- остальному участку обработки.

Адаптивная система работает следующим образом.

SS

1!еред началом работь задатчиком 5 устанавливается требуемое. значение управляемой величины мощности, а задатчикамп 7 и 8 — - ограничения по величинам подачи для участка входа и остального участка обработки соответственно.

Устанавливаемое задатчиком 7,.ограничение для участка входа всегда больше ограничения на участке остальной обработки, устанавливаемого задатчиком 8. В начале обработки на частке входа действительное значение регулируемой величины всегда меньше, чем заданное задатчиком 5, поэтому па выходе регулятора сигнал соответствует ограничению, уста- новленному задчиком 7. По мере обработки на участке входа увеличивается глубина резания и при этом увеличивается действительное значение регулируемой величины мощности. В этом случае происходит уменьшение рассогласования между датчиком 4 и задатчиком 5. При этом уменьшается выходное напряжение регулятора и, следовательно, величина подачи. При изменении глубины резания, вердости материала, условий охлаждения и пр.— регулятор изменяет величину подачи, однако максимальное значение подачи не превышает установленного «а задатчике 7. При приближении к участку полного резания блок автоматического переключения ограничений включает в работу задатчик 8. После этого регулирование величины подачи ведется до максимального значения, установленного на задатчике 8, которое меньше установленного на задатчпке 7. За счет этого на участке выхода инструмента, когда действительная величина мощности меньше заданной, обработка ведется с подачей меньшей, чем на участке входа.

В предлагаемой системе управления переключение ограничений максимальной Iiuдачи производится в момент, когда действительная подача становится равной ограничению, установленному на блоке 8.

Схема блока автоматического переключения ограничений содержит блок 9 сравнения, на вход которого подаются сигналы с выхода регулятора и с задатчика 8 меньшего ограничения. К двум входам блока автоматического переключения ограничений подводятся сигналы от двух задатчиков ограничений. Сигнал от задатчика ограничений 7 для участка входа через нормально закрытый контакт 10 поступает в регулятор 1. Когда действительнпе значение подачи и соответствующий ей сигнал с выхода регулятора становится меньше си!.нала с задатчика 8 ограничений, на выходе блока 9 сравнения появляется сигнал, который после усиления на усилителе !1 включает реле 12. Реле 12 размыкает контакт О и замыкает контакт 13. После этого на всем осталь ном участке обрасотки выходной сигнал регулятора ограничивается значением, установленным на олоке 8. После окончания цикла обработки колеса цепь питания реле 12 обесточивается, и блок автоматического переключения уставок возвращается в исходное положение.

Использование предлагаемой адаптивной системы управления зубофрезерным станком

602346

Формула изобретения

Фиг.!

)Б ! ! !

Фиг, с

Составитель Т. 10лакина

Тсхрсд СС Луговин Коррс:,,г р .1 !;:-:ись, Тираж !263 1 !о,(ни.. н с

Рсдактор В. Козлова

Заказ 1730)12

)Лг)ИИПИ Государственного комитета Совета т!ииис, = ио делам изобретена!! и гт.,р;,; и!1

113035, Москва, Ж-35, Ра1(иска(1 !!àî. д.

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород. ул. Tlpoc!. и: .:

5 позволяет расширить области применения станка на разные классы точности обрабатываемых колес. Наибольший эффект достигается при обработке колес повышенной точности и выражается в сокращении машинного времени на 20 — 30%.

1. Адаптивная система управления зубофрезерным станком, содержащая регулятор со схемой ограничения выходного напряжения, подключенный к приводу подач станка, в которой один из входов регулятора подключен к задатчику уставки, а второй вход — к датчику регулируемой величины, отличающаяся тем, что с целью повышения производительности при обеспечении заданной точности обработки, система снабжена блоком автоматического переключения ограничений, который подключен между выходом и третьим входом регулятора, причем блок;(ерскл (и((ч:;: . 1;.00 1с :!! и (1:тИНСН ПО Край!К:;; С:.;,Л(и!;1(С(;1:1!1С: .,!;М задатчикам!1 ровн. г ся тем. что. (:,и, Н1, и;1; ..:: 0(;Icê,:!(> ic ния ограни(!с н!i!i вк, i!0 i!! 1з с(. "я ((м s (. р;(в!Iс — ния, у си:нггель и г .,:11!1::« : с вых(!.111».и схемы сравнения сседи!!ены выход рсгул!1(ор(1

И ОДИН ИЗ За..:-1тЧ11Д Н О ва:!Il С1 !!!1. а Bi :Ì!3 схемы cðàâíåíèi .:;cðåç м ":.,—:. г(ль !1(i-,клк !Сч! к обмотке релс. при агом о ..;: зала гчнк (, ра—

НИЧЕН! .Я вЂ” — ЧОРЕЗ i.,(1о(111ЛЬ110 ОТКПЫ Г и 1,;1 (П,Гой — — чеР(.3 I(I0 33льно 3 .!,(),üf1 ь!! 1 0!: так Г1)! реле соединены с .рci .. х(—.;: рсч (, . (:- рн.

Источники 11нс:ор(.а 11!!i, ри(!Нfblc во

15 МаНИЕ При ЭКСПСрт11ЗСМ

1 Анисимов 13 13 ) p мб1 !1н ! Овыс Вычllсли fc !1 1!!)1(з! а 11! !1ньl. !(1 .. 1,! 1, !, 1!1 ва 11.

2. П(1т- нт )3с.:::к -»;: т,1:.И1..:, (,::. 1.3.1 :!..6:. кл. G 3 К, lcl71).