Способ управления скоростью перемещения резака газорезательной машины относительно заготовки
Изобретение относится к машиностроению, а именно, к бесконтактным методам предварительной обработки сложнопрофильных заготовок. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Управление скоростью перемещения резака в плоскости реза производится при помощи раздельных приводов по координатам продольного и поперечного перемещений. Скорость перемещения резака по координате продольного перемещения задается функционально от толщины прорезаемого металла и параметров режущей смеси. По координате поперечного перемещения скорость задается в два этапа. На первом этапе производится задание скорости в зависимости от скорости перемещения по координате продольного перемещения и от формы сечения разрезаемой заготовки в плоскости реза. На втором этапе полученное значение скорости по координате поперечного перемещения корректируется с учетом измеренного значения зазора между резаком и заготовкой. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 7/10
ЗЙ(;Я)ЩЯ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .Н и ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4402677/31-27 (22) 01.04.88 (46) 07.06.90. Бюл. № 21. (71) Краматорский индустриальный институт и Краматорский научно-исследовательский проектно-технологический институт машиностроения (72) 1О. Н. Рузанов, Н. В. Покушев, В. А. Маневич, В. М. Лукьянчиков и H. Н. Сыроватка (53) 621.96.3 (088.8) (56) Механизированная газокислородная резка слитков электродов. 25.1.9200015 ТИ. Министерство тяжелого и транспортного машиностроения, 1984, с. 11 — 14. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬ О ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЕЗАКА ГАЗОРЕЗАТЕЛЬКОЙ ЯШИНЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗАГОТОВКИ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к бесконтактным методам
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к бесконтактным метолам предварительной обработки сложнопрофильных заготовок, в частности при разделке или при отделении литейных прибылейй.
Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет учета отклонения поверхности заготовок от заданной формы.
На фиг. 1 представлена диаграмма скоростей; на фиг. 2 — график перемещений резака; на фиг. 3 — структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.
Способ определяет технологический процесс отделения прибылей 1 от заготовки 2 по линии 3 реза при помощи резака 4 и
„„SU„„1569131 А 1 предварительной обработки сложнопрофильных заготовок. Цель изобретения — расширение технологических возможностей. Управление скоростью перемещения резака в плоскости реза производится при помощи раздельных приводов по координатам продольного и поперечного перемещений. Скорость перемещения резака по координате продольного перемещения задается функционально от толщины прорезаемого металла и параметров режущей смеси. По координате поперечного перемещения скорость задается в два этапа. На первом этапе производится задание скорости в зависимости от скорости перемещения по координате продольного перемещения и от формы сечения разрезаемой заготовки в плоскости реза. На втором этапе полученное значение скорости по координате поперечного перемещения корректируется с учетом измеренного значения зазора между резаком и заготовкой. 3 ил. основан на принципе раздельного управления приводами перемещения резака по координатам Х и 1 . В общем случае резак 4 может иметь большее количество степеней свободы, от 4 до 6, однако при рассмотрении способа увеличение количества координат не является принципиальным. Все движение резака разделяют на задающее и вспомогательное. Задающее движение осуществляется резаком в ходе выполнения технологического процесса, например, по оси Х, тогда по оси У осуществляется вспомогательное движение. Скорость задающего движения
У„(фиг.. 1) задается расчетным путем с учетом того, чтобы при данной конфигурации разрезаемой заготовки (круг, эллипс, квадрат, ромб и др.), материале и известном удельном расходе и качестве рабочей сме1569131 си, заготовка прорезалась бы на полную
>гл уби ну.
Отрезка прибыли 1 осуществляется при плоскопараллельном перемещении резака 4 в плоскости Х, Y так, что срез его все время находится на одинаковом удалении Ь, от поверхности прибыли 1, т. е. срез резака должен перемещаться по кривой 5, параллельной линии 3 реза. При этом на поверхности отрезаемой прибыли могут иметься неровности 6 (фиг. 1). Управление перемещением .резака осуществляется дискретно по оси Х с заданной дискретностью ЛХ. При переме>щении резака относительно поверхности прибыли с заданной геометрической формой, например круг за время смещения его на величину ЛХ по оси Х (фиг. 2) смещается на величину Л1"=ЛХ-tgn по оси Y со скоростью Vy — — V tgn (фиг. 1). При наличии неровности 6 на поверхности отрезаемой прибыли 1 за время перемещения резака на величину ЛХ по оси Х он должен дополнительно сместиться о оси Y на величину
t . — 1„co скоРостью Л V= !,! +Л Vy, где
V„— приращение скорости по оси У, связанное с наличием неровности 6 на прибыли
1. Тп гда (фи г. 2) и мек>т
Л > =ЛХ 1да; Л) +1:. — 1 =ЛХ ° ig t
С другой стороны (фиг. !1 имеют
tg n, а 1 -+ 4 V = V . tgy, находя значение tg7 и по.>ставляя его, получают
V> ky +A Vy = V. (tgn+ "- — в) .
Таким образом, весь процесс управления разбивается на и дискретных участков, при этом за каждый 1-й шаг определяют значение tgn, затем задак>т на привод перемещения резака 4 но оси Х, сигнал рассогласования, соответствующий текущему значению скорости V,„а на привод перемещения резака 4 по оси > сигнал рассогласования соответствующий скорости k>„. При
:-)I<>v дополнительно определяют величину 1„ и в соответствии с ее значе-I«e» корректирук>т п<>лучснную скорость перемещения ре.«)ка 4 <и> оси У на величину Л . !
>ы <ислп<ельное значение скорости 33I.) Io.I lIil отработку приводом перемещения ,»с з;>к > 4 ш> <)CI< Y на том же 1-м шаге. .>)<»<«<>бризом, скорость перемещения реза>.:> 4 ll<) <)си Y задается в два этапа: до вычис" .: > ня поправки AVy задается расчетное зна< >«> . «<)лученное для I-l0 шага, и после про«рк > д< йствитсльной величины зазора меж.<)евом резака 4 и прибылью l вносится
I » ilвка llа (3<лVi I«IIу ЛVy
:-)то д<>< т возможность сократить время, "« ),Ill<)!
Устройство (фиг. 3) содержит резак 4, закрепленный на штанге 7, механически связанной с приводом 8 подачи резака 4 по оси Х, размещенным на платформе 9, перемещаемой на штанге 10, механически связанной с приводом 11 подачи резака 4 по оси Х, датчик 12 величины зазора резак10 изделие, механически закрепленный на резаке 4, датчик 13 текущего положения Х; резака 4 по оси Х, механически закрепленный на платформе 9, устройства 14 и 15 согласования, буферные устройства 16 и 17, два микропроцессора 18 и 19 и пульт 20 оператора (типа дисплея или кнопочно-клавишного), имеющих общую шину 21 данных. Причем управляющие выходы микропроцессоров 18 и 19 через буферные устройства 16 и 17 подключены к управляющим входам приводов 8
20 и 11 соответственно, г выходы датчиков !2 и 13 через устройства 14 и 15 согласования подключены к входам данных микропроцессоров !8 и 19 соответственно, шина 21 данных для микропроцессора 18 является однонаправленной (только на потребление), а для микропроцессора 19 — двунаправленной (на потребление и передачу). Кроме того, микропроцессоры 18 и 19 и пульт 20 оператора имек>т общие цепи управления (не показаны). Пульт 20 оператора через соответ30 ствующую релейно-контактную пускорегулирующу<о систему (не показана, так как структурно она входит в состав пульта 20 оператора) подклк)чен по цепям 22 и 23 и к управляющим в" îä.àì п.риводов I l и 8 подач соответственно.
Устройство может работать в двух режимах: ручном и автоматическом.
Ручной режим предназначен в основном для проведения отладочных работ на газорезательной машине и поэтому не является характерным.
Б автоматическом режиме перед началом работы в память микропроцессоров
19 и 18 с пульта 20 оператора заносятся исходные данные поданной на разрезку заготовки: в память ведущего процессора 19-4> диаметр (радиус) прибыли, значения коэффициентов а, b и требуемый шаг ЛХ по оси Х, а в память ведомого процессора 18 — ЛХ и
i a. Рассматривают технологический процесс, начиная с некоторого произвольного момента времени, когда окончено управ<>р ление в предыдущем (i — 1) шаге, в результате которого становится известной величина
6(: — 1). По команде «Начало» процессор 19 производит инициализацию, а также выдает данное ЛХ на ввод в процессор 18. Одновременно при помощи датчика 13 производится бЬ определение координаты Х.:, значение которой поступает через устройство 15 согласования на вход- процессора 19, в котором производится расчет толщины прорезаемого металла
1569131
6;, ЛУ и tgn. Полученное данное tgn вводится в память процессора 18., одновременно производится расчет необходимгй скорости V, перемещения инструмента 4 по оси Х. Полученное данное У» транслируется в память процессора 18. Получение данного V„ служит также сигналом запуска (начало) процессора 8. Г1о полученным данным вычисляется значение скорости отвода инструмента 4 от прибыли 1, В силу того, что вычисление скорости Vy прсисходит за весьма малое время (операция умножения двух чисел кратковременная), отр=ботка полученных значений скоростей
V и V приводами 11 и 8 по осям Х и У соответственно, подключенными через буферные устройства 17 и 16, начинается практически одновременно. Одновременно с этим процессор 18 запрашивает действительное значение l зазора резак-заготовка с датчика 12 и производит сравнение полученного с выхода датчика 12 через устройство 14 согласования значения 1 и la . Если Ба1 — 1, то скорость идентифицируется как
Если же Ь. !„, то производится вычисление скорректированного значения скорости
V + 1 " " ", которое и подается через буферчое устройство 16 на отработку привода 8 по оси У, в результате чего резак 4 отводитсяподводится) от прибыли 1 по штанге 7 с большей (меньшей) скоростью.
Отметим, что в зависимости от знака разницы (l — l ) отвод резака может быть вообще заменен на подвод. По окончании -го шага управления в процессоре 19 производится оценка текущего положения инструмента с целью установления неравенства X(2R.
Если это неравенство удовлетворяется, цикл возобновляется. В обратном случае процессор 19 заканчивает рабочий цикл, а процессор 18 предварительно перед окончанием рабочего цикла возвращает резак 4 в исходное положение, для того, чтобы при перемещении газорезательной машины по рельсовым путям не произошла поломка резака
4 из-за его контакта с прибылью 1. °
При практическом использовании способа, полученное значение скорости К;, задаваемой на отработку приводом 11 по оси
Х целесообразно уменьшить на 5 — 1ОЯ, что иктуется наличием на поверхности слитка таких тугоплавких включений, как шамот, окалина и др.
Характерной особенностью процесса является следующее. В начале работы при значении Х=-0 расчетное значение скорости Х„; должно быть равно бесконечности. Поэтому на первом шаге скорость не рассчитывается, а выбирается по максимальному значению скорости привода 11, что должно быть обязательно учтено при составлении программы микропроцессора 19.
Таким образом, способ позволяет расширить технологические возможности, полH0cTbK3 3В i i, Tt 3Hp T собственно процpcc кислородной резки, что позволяет поднять производительность, улучшить качество проз ведения процесса (изоежать затрат на дополнительную механическ ю обработку поверхности в плоскости реза), сэкономить значительное количество рабочей смеси (в особенности кислорода и флюса) и улучшить условия труда.
Формули изабретеяия
Способ управления скоростью перемещения резака газорезательной машины относительно заготовки в плоскости реза, включающий в себя измерение текущего положения резака по координате продольного перемещения и регулирование положения резака при его движении относительно заготозкн раздельчыми приводами по координатам продольного и поперечного перемещений при заданной оптимальной величине за. Зора Mpæÿ резаком и заготовкой, причем скорость перемещения резака по координате продольного перемещения задают в функциональной зависимости от толщины разрезаемого материала, давления и расхода кислорода, природного газа. воздуха и расхода флюса, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за
30 счет учета отклонения поверхности заготовки от заданной формы, скорость поперечного перемещения резака предварительно задают в соответствии с формулой
<„ = К tga„
35 где 1 „ — скорость продольного перемещенич резака; и — расчетное значение угла между касательной к заданной геометрической поверхности заготовки в плоскости реза и координатой продольного перемещения резака относительно за;-отовки. при всех значимых величинах скорости продольного перемещения резака производят
45 текущий контроль действительного значения зазора между резаком и заготовкой и по результатам контроля корректируют полученное значение скорости поперечного перемещения резака в соответствии с формулой
50 где Ь;. — заданное оптимальное значение зазора между резаком и заготовкой;
i — измеренное значение зазора между резаком и заготовкой;
S5
ЛХ вЂ” разрешающая способность определения местоположения резака по координате продольного перемещения..1569131
ЦЗЦ7
Ц, Ъ 3
Д „ ( (м.
1569 l 3 I
Составитель В. Родимов
Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор Л. Г1атай
Заказ 1415 Тираж 637 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау ш ская на б., д. 4 5
Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул Гагарина. !01
