Устройство для адаптивного управления процессом металлообработки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАБЛЕНР1Я ПРОЦЕССОМ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ , содержащее последовательно соединенные блок задания, первый сумматор, электропривод подачи и редуктор привода подачи, датчик мощности, подключенный входом к первому выходу двигателя привода шпинделя станка, второй выход которого соединен с входом датчика тока, и датчик скорости, соединенный входом с выходом электропривода подачи, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности и качества обработки деталей , в него введены выпрямитель, фильтр, блок умноженияj последовательно соединенные инвертор, второй сумматор и блок стабилизации, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, первый вход блока умножения соединен с выходом датчика . скорости, второй вход подключен через а фильтр к выходу выпрямителя, а выход блока умножения соединен с вторым (Л входом второго сумматора, вход инвертора подключен к выходу датчика мощности, а выход датчика тока соединен с входом выпрямителя.

СОК)Э СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (192 (112 (Д12g G 05 B 13/02 ВСЕг,о@ щ„

1 11,4 > P(2ТР(2 ,.;,„, ц, 11 1ИОТЕ1(д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21), 3658919/24-24 (22) 02 ° 11.83 (46). 15. 12.85. Бюл. N- 46 (71) Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) Н.К.Шапарев, А.И.Запорожец и Ю.С.Пешинский (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 263016, кл. С 05 Р 15/32, 1966.

Кувшинский В.В. Фрезерование. M.(Машиностроение, 1977, с. 240.

Авторское свидетельство СССР

9 1083161,. кл. G 05 В 13/02, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ, содержащее последовательно соединенные блок задания, первый сумматор, электропривод подачи и редуктор привода подачи, датчик мощности, подключенный входом к первому выходу двигателя привода шпинделя станка, второй выход которого соединен с входом датчика тока, и датчик скорости, соединенный входом с выходом электропривода подачи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки деталей, в него введены выпрямитель, фильтр, блок умножения; последовательно соединенные инвертор, второй сумматор и блок стабилизации, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, первый вход блока умножения соединен с выходом датчика. скорости, второй вход подключен через фильтр к выходу выпрямителя, а выход блока умножения соединен с вторым входом второго сумматора, вход инвертора подключен к выходу датчика мощности, а выход датчика тока соединен с входом выпрямителя.

1198456

4(Р3 мо{ 3 g {p) { р+()(тр, р((3 где Р>

fl мощность резаниями скорость двигателя привода подачи, коэффициент передачи процесса резания, Т, и — постоянные времени процесса

Рг резания °

Коэффициент передачи процесса резания при фрезеровании (2) где Ср — коэффициент; 1,(, 1, — показатели степени, "ы — скорость шпинделя

Б z — подача на зуб; — ширина фрезерования; p — глубина фрезерования;

17 и Š— диаметр и число зубьев фреэы.

Коэффициент резания КР изменяется в соответствии с (1) в десятки раэ, что в режиме стабилизации мощности резания приводит к неустойчивой работе станка.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в устройствах автоматического управления режимами металлообработки, поддерживающих на заданном уровне кри-терий управления технологического объекта, например мощность резания.

Цель изобретения — повышение производительности и качества обработки деталей.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 задания, первый сумматор 2, электропривод

3 подачи, редуктор 4 привода подачи, датчик 5 мощности, двигатель б привода шпинделя станка 7, датчик 8 тока, датчик 9 скорости, выпрямитель

10, фильтр 11, блок 12 умножения, инвертор 13, второй сумматор 14 и блок

15 стабилизации.

Блок 15 стабилизации может быть выполнен в виде стабилитрона.

Устройство работает следующим образом.

Процесс металлообработки может быть описан передаточной функцией:

В известном устройстве статическая модель объекта, которую используют для коррекции, соответствует коэффициенту передачи Кр „, поэтому свимаемый с нее сигнал (3) Р (o3=ы„кР„, Изменение k в процессе металлооб1 работки требует соответственно пере10 настройки коэффициента передачи КРд( статической модели объекта, что ограничивает диапазон устойчивой работы устройства и.усложняет его эксплуатацию.

15 В предлагаемом устройстве статическая модель объекта выполнена в виде блока 12 умножения, на вход которого подключен датчик 9 скорости двигателя подачи 4)

20 Сигнал на выходе такой статической модели

Р,{о)="(>< -К,Р(7 (4) где К, и К вЂ” коэффициенты пропор25 циональности; — расчетная мощность.

Ток статора асинхронного К двигателя при работе его на рабочем участке характеристики можно считать приближенно пропорциональным моменту, развиваемому двигателем. Поэтому сигнал (4) пропорционален мощности, потребляемой. двигателем 6 из сети.

Известно, что 90-95Х мощности, 35 потребляемой электроприводом главно го движения сети, расходуется в процессе резания, поэтому ,- K, P, (5)

Я где К вЂ” коэффициент пропорциональ40 ности.

Окончательно выражение (4) можно записать в следующем виде:

Р,(03 = Кг k Р,, т.е. выходнои сигнал статической модели объекта определяется мощностью резания и обеспечивает большую устойчивость системы к изменению параметров, характеризующих металлообработку.

50 Таким образом, сигнал коррекции устройства (((("РеА Р 4н н (6) (т р i3{r„p+i3 где К„„ — передаточный коэффициент привода подачи;

К 4 - передаточное число редуктора привода подачи;

1198456 где 0>"т с

ВНИИПИ Заказ 7717/45 Тираж 862 Подписное

Филиал ПНП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 — передаточный коэффициент,. м датчика мощности.

Поскольку для формирования второго члена выражения (6) использован непосредственно объект регулирования, изменения К, Т„ и T в нем учитывается.

Сигналы, поступающие на входы сум. матора 2, равны;

З тс)

0 =Од +О„-Ur при 0о 0ди+0 напряжение задания; напряжение технологической обратной связи; напряжение пробоя блока 15 стабилитрона;

4 напряжение датчика 5 мощам ности, "к — напряжение коррекции.

Настройка корректирующей цепи производится подбором передаточных коэффициентов К, k на входе сумматора 14 таким образом, чтобы при работе в установившемся режиме сигнал коррекции U оыл равен нулю О» =

= К 0, — Цд, т.е. должно соблюдаться равенство

u,К,и,К, (7)

При такой настройке корректирую S щая цепь не оказывает влияния в установившемся режиме на главную технологическую обратную связь.

При помощи блока 15 учитывается мощность холостого хода привода глацного движения.