SU1500995A1

SU1500995A1 - Способ ограничени вибраций технологической системы

Info

Publication number: SU1500995A1
Application number: SU864143111A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Коробко
Original assignee: Ульяновское Головное Специальное Конструкторское Бюро Тяжелых И Фрезерных Станков
Priority date: 1986-11-03
Filing date: 1986-11-03
Publication date: 1989-08-15

Abstract

Изобретение относитс к адаптивному управлению металлорежущими станками. Цель изобретени - повышение производительности обработки при прохождении вибронеустойчивых участков резани . Способ ограничени вибраций системы СПИД, по которому при вибраци х системы СПИД с амплитудой меньше допустимого значени осуществл ют стабилизацию мощности резани на заданном уровне регулированием подачи по интегральному закону в функции разности заданного и текущего значений мощности резани . Дополнительно при прохождении вибронеустойчивых участков резани после снижени заданного уровн стабилизации мощности резани фиксируют значени пройденного пути и подачи, а затем уменьшают глубину резани до величины, при которой подача увеличилась относительно исходного зафиксированного значени в 2^1/XS раз, где X - показатель степени при подаче в степенной зависимости мощности резани от параметров резани , увеличивают уровень стабилизации мощности до исходного и осуществл ют срезание уменьшенного припуска обработки, на скорости быстрого хода возвращаютс к точке зафиксированного значени пути резани и срезают оставшийс припуск обработки с заданным уровнем стабилизации мощности. 5 ил.

Description

31500995

на фиг, 5 - пример устройства,реализующего предлагаемый способ.

До резани инструмент приближаетс к заготовке на предельной подаче

5

припуск обработки h будет поделен на два и установочное перемещение по координате 2 прекратитс (т«2,3 5 по фиг,1,2 и интервал времени

f /Hc-Ko. рассчитываемой исход из дина- по фиго3)„ Уровень S рассчитываетмической прочности инструмента (т. 0,1 по фиг.1, 2, интервал времени О - tg ПО фигфз). В момент t,, врезани подача уменьшаетс до уровн S, при котором текущее значение мощности резани равн етс заданному

заранее неизвест- припуска обработки h, Значение

дл данного

--х--- - - -- - v - t - firvn а , %

S может быть определено из известного уравнени мощности резани

(О

N C«li, N

о

с после фиксации уровн 3 , одновременно фиксируетс перемещение Z - . Далее повьппают уровень ста10 билизации мощности до исходного значени NJJ (тоЗ,4 по фиг о 1,2 и интервал времени t -t по фиг.З) и срезают уменьшенный припуск обработки с повьш1енньми значени ми уставки мощ

15 ности и, соответственно, подачи (т„4 по фиг с 1,2 и интервал времени .- Ь по фиг о 3)„

После срезани уменьшенного припуска мощность резани снижаетс до

где С.,

- посто нна И показатели степени,завис щие от материала заготовки и инструмента; Ъ - ширина резани (в рассматриваемом случае посто нна ) h - глубина резани ; D, Z - диаметр инструмента и число его /зубьев

При возникновении вибраций больше допустимого значени уро- вень стабилизации мощности резани , а следовательно, и подача снижаютс . При некотором уровне N. и подаче

1

амплитуда вибраций становитс меньше допустимого значени ; этот уровень фиксируют, значение подач

Ас

S, (N .

XJ

.

также фиксируют (т.2 на фиг,1,2,ии- тервахг времени t - t по фиГоЗ) Одновременно фиксируют значение пути рез анн 1 1,, пройденного инструментом в заготовке, В этот момент даетс команда на уменьшение глубины резани путем установочного перемещени по координате Z станка. Дл то- го чтобы поделить неизвестный припуск обработки на два, надо контролировать изменение подачи при уменьшении глубины вследствие действи системы стабилизации мощности резани . При некотором уровне

ZN, .

S, (.

V J

Z

.) Z

припуск обработки h будет поделен на два и установочное перемещение по координате 2 прекратитс (т«2,3 по фиг,1,2 и интервал времени

по фиго3)„ Уровень S рассчитываетс после фиксации уровн 3 , одновременно фиксируетс перемещение Z - . Далее повьппают уровень стабилизации мощности до исходного значени NJJ (тоЗ,4 по фиг о 1,2 и интервал времени t -t по фиг.З) и срезают уменьшенный припуск обработки с повьш1енньми значени ми уставки мощности и, соответственно, подачи (т„4 по фиг с 1,2 и интервал времени .- Ь по фиг о 3)„

уровн холостого хода (т,5 по фиго1, 2 и момент времени ty по фигоЗ) и

путь резани 1 фиксируетс с уменьшенным припуском h,b , который определ етс как общий путь резани от момента контакта с заготовкой за вычетом зафиксированного ранее пути резани 1 с полным припуском h (фиг«1), В момент (tg по фиг.З) даетс команда на реверсирование подачи по координате -X на быстром ходу S « После прохожде1ш пути, равного Ij (т,6 по фиг.,2), подача по координате X прекращаетс и включаетс подача быстрого хода по координате

Z (т,6,7 по.фиг,152) на перемещение д2. После обработки перемещени - д Z подача по координате Z прекращаетс и даетс команда на перемещение по координате X на подаче

ограничени S . „ После врезани подача уменьшаетс до уровн ,при котором текущее значение мощности реза

ВИЯ равно заданному уровню N , и производитс срезание оставшегос при- пуска обработки (т ,,7 - 10 по фиг „I, 2 и интервал времени t - t по фиг,3). При изменении припуска (то 8,9 по и момент времени t по фнГоЗ) подача измен етс , стабилизиру мощность резани на заданном уровне

Способ может быть реализован различными пут ми, как в аппаратном,так и в программном исполнении (в микропроцессорном устройстве ЧПУ), Устройство в программно-аппаратном исполнении изображено на фиг.З,

Устройство содержит блок 1 ввода управл ющих программ (УП), буферный блок 2, блок 3 формировани управл ю

уменьшаютс по/глча Г и , риб- раций А. В HCKOTopi.yfi момент устлиг:- витс соотношение .. Лог-ическнй блок 27 5 контролиру с; сто г{ и. гиг- налов и , п 1.1 р л Г)а тып пет команды дл подлчн п блок 31 расчета дополннтельньпч кадров и в блок 30 пам тио Блок 30 naNrsiTvi фиксирует

10

1ВДХ сигналов, блоки 4,5 сравнени , цифровые регул торы 6,7, цифроанало- говые преобразователи 8,9, приводы 10, 11 подачи станка, датчики 12,13 обратной св зи по пути, аналого-цифровые преобразователи 14,15, станок 16, датчик 17 мощности, датчик 18 вибраций, аналого-цифровые преобразователи 19, 20, блоки 21, 22 сравнени , регул торы 23 мощности и 24 уров- запоминает текущее значение копрдн- н вибраций, блок 25 библиотеки типовых режимов резани (ВТР), Блоки 21-25 вл ютс цифровой частью 26 системы адаптивного управлени , логичес-) кие блоки 27 - 29, блок 30 пам ти и блок 31 расчета Дополнительных кадров вход т в блок 32 формировани траектории о

Устройство работает следующим образом

В подготовительном кадре блок 1 ввода УП вводит требуемую геометрическую информацию рабочего кадра в буферный блок 2 и требуемую техноло- п-гческую информацию (данные об инструменте , обрабатываемо.й детали,режимах резани ) в блок 25о В блоке 25 в подготовительном кадре на основании TexHonor i4ecKHX данных УП рассчитываютс необходимые параметры дл функционировани системы адаптивного управлени : максимальна пода20

наты X X ив соответствии с заложенной ранее управл ющей подпрограммой дает команду на движение по координате Z в требуемом направлении через блок 3 Скорость подачи по координате Z устанавливаетс такой же, как и по основной координате X:

Sx

при этом отработка рабочего кадра (тов, движение по координате Х) не прекращаетс При изменении положени инструмента по координате Z 25 уменьшаетс глубина резани ,вследствие чего дл поддержани заданного уровн мощности N - ЛТ увапичивает- с подача Как только уроветгь текущей подачи станет paBHbiNf S 2 В , что фиксируетс блоком 28, последний

30

подает команду на останов движени по координате Z и фиксацию фактичес кого положени Z Z в блок 31 (окончание первого дополнительного кадра).

, устав

S,i«,,,. . уставка мощности N

WKt

ка допустимого уровн вибраций А , коэффициент о Одновременно вводитс геометрическа информаци в блок 31 расчета дополнительных кадров о качественной траектории движени инструмента в дополнительных кадрах (без учета конкретных величин перемещений , которые уточн ютс в процессе работы),

В рабочем кадре привод 11 отрабатывает перемещение Х При врезании инструмента в деталь по вл етс мощность резани Ы, контролируема датчиком 1 7 о

Фактическое значение N сравниваетс с Nj - N

гулирует в блоке 3 формировани управл ющих сигналов скорость подачи S так, чтобы N Ng N.

При превьшенин уровнем вибраций

заданным N N , разность при помощи регул тора 23 ре

А допустимого уровн А регул тор 24 уменьшает уставку мощности N3 котора становитс меньше исходного заданного уровн NQ, при этом

6

запоминает текущее значение копрдн- ) 10

запоминает текущее значение копрдн-

0

Sx

при этом отработка рабочего кадра (тов, движение по координате Х) не прекращаетс При изменении положени инструмента по координате Z 5 уменьшаетс глубина резани ,вследствие чего дл поддержани заданного уровн мощности N - ЛТ увапичивает- с подача Как только уроветгь текущей подачи станет paBHbiNf S 2 В , что фиксируетс блоком 28, последний

0

5

подает команду на останов движени по координате Z и фиксацию фактического положени Z Z в блок 31 (окончание первого дополнительного кадра).

После этого продолжаетс отработка рабочего кадра по координате X с уменьшенным припуском обработки, исключающим по вление недопустимых вибраций. Уставка мощности N, при этом увеличиваетс до исходного значени N и подача еще больгае возрастает . При срезании уменьщенного припуска обработки, что фиксируетс блоком 29, последний дает команду в блок 31 на останов отработки рабочего кадра, запоминание текущего значени X X,, в этот момент и

вклю- кадра

0

чение второго дополнительного в работу

Второй дополнительный кадр имеет следующую программу: возврат на ускоренном ходу по координате X до положени X X (перемещение ЛХ

5

X,

2 - X,) И ДО исходного положени Zg ПО координате Z (перемещение Z Z , - Z ). Одновременно в буфер- ном устройстве 2 отыскиваетс нужное место рабочего кадра (координаты

z z, X

) рабочий кадр вновь в работу, обеспечива

- о включаетс

срезание оставшегос припуска обработки без вибраций с исходной уставкой мощности N, К . 3 о

Claims

Формула изобретени

Способ ограничени вибраций технологической системы, по которому при вибраци х технологической системы с амплитудой меньше допустимого значени производ т стабилизацию мощности резани на заданном уровне регулированием подачи по интегральному закону в функции разности заданного и текущего значений мощности резани , а при возникновении вибраций больше допустимого значени снижают заданный уровень мощности резани др величины, при которой вибрации не превышают допустимое значение,после прохождени нибропеустойчивого участка повышают уровень стабилизируемой мoщнocти резани до прежнего заданно- го уровн , отличающийс

тем, что, с целью повышени производительности обработки при прохождении вибронеустойчивых участков резани после снижени заданного уровн стабилизации мощности резани фиксируют значени пройденного пути и подачи , а затем уменьшают глубину резани до величины, при которой подача увеличитс относительно зафиксированного значени раз, где Xg - показатель степени при подаче в степенной зависимости мощности резани от параметров резани , увеличивают уровень стабилизации мощности резани до исходного заданного значени и производ т срезание уменьшенного припуска отработки, после снижени стабилизируемой мощности резани до уровн холостого хода на скорости быстрого хода возвращаютс к точке зафиксированного значени пути резани и производ т срезание оставшегос припуска отработки с заданным уровнем стабилизации мощности резани .

Фи1.1

4

250

Фи&.

r-g/l Wf

.

fi.ft

a zoMKH

$ MM/MOH