Способ поднастройки системы спид

Способ поднастройки системы спид

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< 772730

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено12.02.79 (21) 2722835/25-08 (51) М. Кл. с присоединением заявки N9—

В 23 В 25/06

Государственный комитет

СССР по делам наобретеннй н открытнй (23) ПриоритетОпубликовано231080, Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 23. 10. 80 (53) УДМ 6 2 1 . 9 . 6 2 ..52(088.8) (12) Авторь! изобретения

В.A.Òàðàíåíêî и В.К.Кудинов

I

Севастопольский приборостроительный институт. (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДНАСТРОИКИ СИСТЕМЫ СПИД Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при обработке металлов резанием с применением систем адаптивного управления ° 5

Известен способ поднастройки системы СПИД, заключающийся в том, что в процессе обработки измеряют величину силы резания за счет введения положительной связи и преобразуют ее в пропорциональный сигнал, который суммируют с сигналом, пропорциональным величине упругих деформаций:и задающим сигналом, причем сигнал рассогласования вносят по каналу управ- 15 ления в виде поправки в относительное положение детали и инструмента.

Однако существующий способ позволяет устранить лишь установившиеся значения ошибок от управляющего и возмущающего воздействий, в то время, как на качество обработки деталей существенное влияние оказывают динамические ошибки, вызываемые измене- 25 нием возмущающего воздействия (неравномерность припуска и твердости заготовки) .

Цель изобретения — повышение точности и качества обработки, 30

Укаэанная. цель достигается тем, что измеряют величину силы резания за счет введения отрицательной обратной связи и пропорциональный ей сигнал преобразуют в перемещение, суммируют его с движением привода продольной подачи, пропорциональным сигналу о величине фактических и начальных упругих деформаций по каналу управле ния, корректируют толщину среэаемого слоя и вносят поправку в относительное положение детали и инструмента.

На фиг. 1 представлена схема системы автоматического управления упругими деформациями; на фиг. 2 — переходные процессы в системе без отрицательной обратной связи по силе;резания; на фиг. 3 — переходные процессы в системе с отрицательной обратной связью, Система автоматического управления упругими деформациями содержит замкнутую динамическую систему станка, сос,тоящую иэ процесса резания 1, 2, который отражает влияние на силу резания

Р изменения толщины среэаемого слоя

I а S и изменения припуска f, соответ"твенно; эквивалентную упругую систему 3, сумматор 4; естественную для динамической системы станка связь М, 772730 эадаюцее устройство 5, датчик б упругих деформаций, сравнивающее устройство 7, привод 8 продольной подачи, отрицательную обратную связь по силе реза))ия Р, состоящую из датчика 9 силы резания, усилителя 10, исполнительного двигателя ) 1, сумматор 12.

В системе управления приняты такие . обозначения, как начальная величина упругих деформаций Jo;. сигнал ошиб. ки 6 продольная подача, характеризую юцая толщину среэаемого слоя S; поправка Х в относительное положение детали и инструмента; корректируюшее перемещение Я„, пропорциональное сигналу отрицательной обратной связи; .суммарная толцина срезаемого слоя . >5 аS=S-S„ c учетом коррекции; сигнал

У„, пропорциональный фактическому значению упругих деформаций ч; сигнал О„, пропорциональный силе резания; 0 — сигнал на выходе усилителя. Щ

Способ осуцествляется следуюцим образом.

Предварительно. задают начальную величину упругих деформаций задающим устройством 5. Фактическое значение упругих деформаций У на выходе дина мической системы станка процесса реза ния 1, 2 и эквивалентной упругой системы 3 измеряют датчиком 6 упругих деформаций, и пропорциональный сигнал ч подают на сравнивающее устройство 7. Сигнал Е поступает на привод

8 продольной подачи, который изменяет величину продольной подачи S.

Одновременно измеряют величину силы резания Р датчиком 9 силы резания эа ч счет введения отрицательной обратной связи, сигнал 0 усиливают усилителем

10 — U и подают на исполнительный двигатель 11.

Связь между переменными параметра- QQ ми системы управления выражают передаточные функции: процесс резания по управляющему 1 и возмущающему 2 воздействиям

У Р„ (Р) к P е Р (Р) к Р 45

P 6$(Р) Т Р+1 Р f (P) Т Р+1

P P

4 где K=SR.; К=t. k коэффициенты резания, p p характеризующие влияние на силу резания толшины срезаемого 50 слоя S и припуска за1 р

К удельная сила резания;

Т

P постоянная времени стружкообразования, эквивалентной упругой системы

) 3P)

У P(Р) T Р 4Т Р 1

У 1 мч коэффициент передачи и постоян gg ные времени эквивалентной упругой системы, 111„,)1„,с„- соответственно масса, коэффициента диссипации и жесткость системы н направлении нормали к поверхности резания, 65 привода продольной подачи

Я(Р) К и

И a(P)»+1 где К, Т вЂ” коэффициент передачи и постоянная времени исполнительного механизма привода продольной подачи, отрицательной обратной связи по силе резания

W (p) =W

OC, P(T Р+1)

OC где К, Т .. — коэффициент передачи

ОС и постоянная времени цепи отрицательной обратной связи.

Влияние на упругие деформации системы СПИД изменения припуска заготовки характеризуется передаточной функцией замкнутой системы по возмущающему воздействию и имеет вид системы без отрицательной обратной связи

К Кр(1+ "4P) 44.(P) a р4 С(Рз+ aZb+C)„P где а=т т т; а=тт-т т ттт

2 г г

4 1 р и 3 1 р 1 и г р и

0 =т +тт +т 7 +тт

2.

2р ги ри

С) =т+Т +T 4-Ê К т и р ч и

С) =1+К К +К К К

0 Р У P У И и системы с отрицательной обратной связью

К К",Р(С P +C4Р -1)

2 f (P) g p 6+ ), р b р4+ Ь P + b Р+ Ь а 4 Ь

5 4 3 2. 1 0 где с=т Т С=т +T с= Ти;С—

) т; Ь =а -,) т; Ь ). -a т б 4 OC 5 4 3 OC 4 3 ь =а -ат- -p к; ь =1.ат е к

3 2 1 OC 3 0С 2 1 0 0 2 0C ь„=й.- е,к ь=ек с), т т т; d =т т +т (т т +т ); г 2 и р 0 1 и р 2 с1 =т +T 7 -т (т +т );

+т +T+K К т с(=14K К 4К р и 2 р ч и 0 р ч р

Е к"T Е к1(TT т ) t K (r Г) р 1 2 р 2 4. 1 1 р И 2 е =к о рПереходные процессы, смоделированные на ЭВМ для различных значений припуска заготовки, протекающие в системе без отрицательной обратной связи, приведены на фиг. 2. Анализ кривых показывает, что в системе без отрицательной обратной связи изменения припуска приводят как к изменению установившегося значения упругих деформаций

772730 системы СПИД, так и к изменению динами. ческих погрешностей процесса обработки детали . Кроме того, увеличение пропуска приводит к потере устойчивости системы (при t„=3 мм), что выражается в неограниченном возрастании вибраций и подрывании резца.

Исполнительный механизм 11 преобразует поступивший сигнал 0 в корректирующее перемещение 5,, которое суммируют в сумматоре 12 с движением привода продольной подачи, характеризующим толщину срезаемого слоя. Сумматор 12 представляет собой механический дифференциал на два входных вала, один из которых связан с валом исполнительного двигателя привода 8 про- 15 дольной подачи, а на другой поступает корректирующее перемещение 9 цепи отрицательной обратной связи. Выходt ной вал сумматора 12 перемещает инструмент и изменяет суммарную толщину,щ срез аемого слоя ь S=S-Б., а также вносит поправку в относительное положение обрабатываемой детали и инструмента с учетом измерения не только величины упругих перемещений, но и силы резания Р

Введение в систему отрицательной обратной связи по силе резания существенно изменяет ее динамические характеристики (фиг. 3, кривые переходных 30 процессов) и при этом не только устраняет установившиеся ошибки, но и умена шает динамические погрешности обработки. При этом величину динамических погрешностей минимизируют за счет соответствующей настройки параметров отрицательной обратной связи.

Данный способ поднастройки системы

СПИД обеспечивает повышение точности и качества обработки деталей на станках за счет устранения установившихся ошибок и уменьшения динамических по- ешностей обработки, возникающих при изменении возмущающих воздействий.

Формула изобретения

Способ поднастройки системы СПИД, . ри котором в процессе обработки измеряют величину упругих деформаций звеньев системы и силы резания, о т л и ч аюшийся тем, что, с целью повышения точности и качества обработки, эа счет введения отрицательнойй об ратной связи пропорцион ал ьный величине силы резания сигнал преобразуют в перемещение, суммируют его с движением привода продольной подачи, пропорциональным сигналу о величине фактических и начальных деформаций по каналу управления, и вносят поправку в относительное положение детали и инструмента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 614894, кл. В 23 B 25/06, 1975.

772730 д2

И2 дйр g Р

-z

У И, нк аг

3,с

Составитель В.Влодавский

Техред Н.Бабурка Корректор Л. Иван

Редактор И. Мырдина

Заказ 6793/12 Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 30 35, Москва, Ж-35, Раушская наб, д . 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4