SU806286A1 - Способ автоматического управлени пРОцЕССОМ глубОКОгО СВЕРлЕНи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к станкостроению и, в частности, к обработке материалов на сверлильных станках. Известен способ автоматического управлени  процессом глубокого СЕерлени , заключающийс  в преобразовани механических колебаний системы СПИД в электрический сигнал, сравнении его с заданным результатом (установкой ) и использовании дл  изменени  режимов обработки или вывода сверла из детали. Способ реагирует на быстрые колебани  нагрузки и вибрации сверла, способству  предупреждению поломок инструмента, как наиболее слабого элемента системы СПИД lj . Однако известный способ, в котором те сущее Значение электрического сигнсша, :выдел емое: при.обработке конкретной детали, сравниваетс  с заранее заданным результатом, не обеспечивает оптимальной производительности обработки и не исключает возможных поломок инструмента из-за дрейфа сигнала в св зи с изменени ми передаточной функции виброакустичаского канала при смене обрабатьшаемых деталей и инструмента. В общем случае выходное значение сигнала AJ представл етс  в виде про изведени  входного воздействи  на передаточную функцию Wj,, т.е. А NB-C- ч(1 Известно, что передаточна  функци , как характеристика колебательного звена, зависит от приведенных значений массы т, коэффициента демпфировани  k и жесткости системы с и имеет вид Т2р2 -Ь Tgp + 1 где К - податливость системы; Т. -| - инерционна  посто нна  времени; т -- - посто нна  времени демп фировани . При смене обрабатываемых деталей и ,инстр1тлента в силу различи  их физико-механрческих свойств и условий закреплени  значени  массы, жесткости и Коэффициента демпфировани  и, как следствие, передаточной функции не остаютс  посто нными, измен  сь р значительных пределах. При этом, если максимальное значение передаточной функции канала при одном и том же внешнем воздействии завышает выде л емый сигнал, уменьшает сигнсш рассогласовани  (сигнал управлени ).относительно посто нно заданного резул тата и, как следствие, снижает произ водительность обработки, то минималь ное - занижает выходной сигнал, увеличивает сигнал рассогласовани  и создает услови  дл  возможных поломо инструмента. Следовательно, погрешности определени  выходных параметро состо ни  системы СПИД, св занные с изменени ми значений передаточной функции канала, сопровождаютс  либо снижением производительности обработ ки и недоиспользованием режущих свойств инструмента, либо его поломкой и снижением долговечности. Целью изобретени   вл етс  повыше ниа производительности обработки и долговечности инструмента. Указанна .цель достигаетс  тем, что управление осуществл ют в зоне устойчивого резани  после завершени  переходного процесса, а заданный результат определ ют как произведение величины, максимального значени  сигнала переходного процесса зоны врезани  инструмента на коэффициент нормировани , равный отношению текущего значени  сигнала зоны устойчивого резани  к максимальному значению сигнала зоны врезани  изношен ного инструмента. На фиг. 1 приведена блок-схема реализации способа; на фиг. 2 - характер изменени  вибросигнала по глу бине. Устройство, реализующее способ (фиг. 1), содержит вибропреобразователь 1, усилитель 2, блок 3 выделени  максимального значени  сигнала в зоне врезани , блок 4 выделени  те кущего значени  сигнала в зоне устой чивого резани , блок 5 управлени  цеп ми обратной св зи, блок 6 норлшрованной уставки, блок 7 умножени  блок 8 формировани  сигнала управлени , ключ 9, исполнительный механизм 10, систему СПИД 11, блок 12 уставок технологических параметров при врезании, блок 13 выделени  сиг нала управлени  при врезании, датчик 14 Сигналов технологических параметров . рлок-схема устройства управлени  процессом глубокого сверлени  содержит две цепи управлени , которые ком мутируютс  ключом 9. Положение ключа 9 определ етс  выходным сигналом блока 5, который выдел ет временные интервалы 0...т и Т...Т, определ ющие зону врезани  инструмента и зону устойчивого резани  соответственно . На фиг. 2 показано изменение амплитуды А вибросигналов при одном и том же внешнем воздействии дл  нижнего значени  передаточной функции (W) кривой 15 и дл  верхнего (W) кривой 16. Процесс сверлени  начинаетс  в момент времени t О и заканчиваетс  в момент времени t Т. Наибольшего значени  амплитуды вибросигналов А и А д достигают в момент времени t Т , соответствующий окончанию врезани  инструмента в обрабатываемую деталь. При последующем заглублении наблюдаетс  интенсивное уменьшение амплитуд до момента времени t Tg, соответствующего окончанию переходного процесса, св занного с врезанием, и началу устойчивого резани , екущие значени  вибросигналов за зоной врезани  обозначены соответственно, через и А2т. В отличие от существующего способа , когда заданный результат имеет посто нное значение (Азо|д const) и не зависит от контролируемого значени  сигнала, в данном способе заданный результат получаетс  непосредственно из сигнала, генерируемого системой СПИД в процессе резани , и не  вл етс  посто нным в св зи с изменени ми передаточной функции. Дл  передаточной функции W заданный результат , таху (1 ) а дл  функции W2 заданный результат I I/ . л 2гаА ( 3) - коэффициент где К изн.та V нормировани , равный отношению текущего значени  сигнала зоны устойчивого резани  к максимальному значению сигнала зоны врезани  изношенного инструмента, величина не завис ща  от передаточной функции канала-. Если сигнал управлени  по известному способу равен .-в,- W где А - регистрируемое значение сигнала (сравниваема  величина), то по данному способу л . j к - план Ви -1 Откуда видно, что в предлагаемом способе передаточна  функци  W вли ет в равной степени как на заданный результат, так и на сравниваемую величину в отличие от известного, где W вли ет только на сравниваемую величину . Тем самым осуществл етс  корректирование величины сигнала управлени  в зависимости от передаточной функции канала при обработке каждой новой детали или смене инструмента. Способ осуществл етс  следующим образом. В течение времени, соответствующего зоне врезани  инструмента.

ключ 9 определ ет режим управлени , при котором с помощью уставки 12 задаютс , а блоком 13 обеспечиваютс  посто нные значени  технологических параметров (скорость резани  и подача) в первой цепи управлени . Во второй цепи управле4 и  в это врем  происходит выделение и обработка максимального значени  сигнала.

Виброакустический сигнал, сопрово дающий работу системы СПИД, воспринимаетс  вибропреобразователем 1, усиливаетс  усилителем 2 и направл етс  в блок 3, выдел ющий и запоминающий максимальное значение сигнала в зоне врезани  инструмента. В блоке 7 происходит формирование предельно-допустимых значений сигнала дл  зоны устойчивого резани  с учетом конкретного значени  передаточной функции виброакустического канала, отражающегос  в максимальном значении сигнала при врезании, путем умножени  этого значени  на величину нормированной уставки, полученной путем статистической обработки сигналов, характеризующих предельно-допустимое техническое состо ние инструмента.

По окончании зоны врезани  ключ 9 коммутирует цепи управлени . При этом на исполнительный механизм 10. поступает управл ющий сигнал, сформированный в блоке, 8 путем сравнени  значени  выходного сигнала блока 7 с фактическим значением сигнаша зоны устойчивого резани , выделенного блоком 4, что позвол ет осуществл ть управление процессом сверлени  в зоне устойчивого резани .

Поскольку управл ющий сигнал определ етс  сравнением нормированного значени  с текущим при обработке одной и той же детали, то дрейф характеристик блоков 1 и 2, а также значени  передаточной функции  вл ющиес  общими, не оказывают вли ни  на TO4Hoctb определени  управл ющего сигнала, что способствует повышению производительности обработки и долговечности инструмента.

При реализации способа управлени  процессом глубокого сверлени производилось сверление глубоких отверстий диаметром 7 мм, глубиной 180 мм в стали 14Х17Н2 на станке Т20-300 V, допускающем плавное регулирование

скорости резани  и подачи инструмента . Обработка осуществл етс  твердосплавными сверлами одностороннего значени . В качестве смазочно-охлаждающей жидкости использовалась смесь из 90% сульфофрезола и 10% керосина, подаваема  под давлением. Исследовани  производились с помощью специально разработанной измерительной системы при различных состо ни х износа инструмента, обрабатываемых деталей

0 и условий их закреплени . Предельна  величина износа инструмента по задней грани составл ла 0,4 мм.

Установлено, что параметры виброакустического сигнала завис т от со5 сто ни  инструмента, обрабатываемых деталей и условий их закреплени . Смена обрабатываемых деталей и инструмента , характеризующихс  разбросом физико-механических свойств и условий

0 их креплени , сопровождаетс  существенными колебани ми выходного сигнала , достигающими до 30%. Аналогичные результаты были получены и при сверлении глубоких отверстий в детал х из сталей 95X18, Х12М и 12ХНЗА.

5

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 312686, кл. В 23 В 49/00, 1970.

Tf

Зона уетвйчибоео рвганав ioHO врезание