Способ управления врезным шлифованием Советский патент 1983 года по МПК B24B51/00 

Изобретение относится к .области технологии шпифования и может быть использовано на шлифовальных станка с числовым программным управлением (ЧТ1 Известен способ адаптивного упра ления ишифоБальнымй станками с ЧПУ, в котором черновой припуск снимают в следующей последовательности l. Перед обработкой партии деталей проводят ряд экспериментов для нахождения определенных коэффициентов, которые затем подставляются в формулы и определяют значение уставки силово го параметра. После этого устанавливают значение уставки на станке и в каждом цикле обработки изменяют вели чину силового параметра от минимального значения в сторону увеличения (например, в станках со стабилизацией силы резания после касания кругом заготовки на минимальной подаче подачу начинают увеличивать, увеличивая при этом силу резания).. Когда текущее значение изменяемого силового параметра достигает значения, рав ного уставке, стабилизируют его. Недостатком известного способа является то, что качество и .производительность обработки на станке в большой степени зависит от квалификации технолога или оператора, обслуживающего станок, в задачу которого входит точное распределение припуска на обработку, а также.учет многих переменных факторов (припуска на обработку, режущей способности круга, жесткости системы СПМД, материала обрабатываемого изделия, характеристики шлифовального круга и т.д.) при расчете уставки силового параметра. Установка повышенного значения уставки силового параметра приводит к появлению прижогов и браку, а также к более интенсивному износу инструк ента и понижению точности обработ ки.. Все это приводит к снижению проиЭ одительности обработки, требует для обеспечения стабильного качества и точности обработки использования труда высококвалифицированного, технолога-программиста и оператора. Известен также способ управления шлифованием с самонастройкой режимов включающий применение текущего значения силового параметра, и стабилизацию его на уровне, задаваемом уставной, величину которой изменяют в зависимости от состояния процесса, в частности диаметра круга и припуска на обработку С2. Недостатком известного способа является отсутствие учета жесткости системы СПИД и режущей способности шлифовального круга. Цель изобретения - повышение производительности и стабильности обработки. Это достигается тем, что в .:звестном способе управления врезным шлифованием с самонастройкой режимов, включающем изменение текущего значения силового параметра и стабилизацию его на уровне, задаваемом уставкой, величину которой изменяют в зависимости от состояния процесса, величину уставки силового параметра определяют фиксированием значения в момент времени, когда съем припуска достигает расчетного значения, которое определяют для каждого цикла обработки в зависимости от измеренного полного припуска на обработку.. На фиг. 1 приведена блок-схема примера реализации способа; на фиг,2график, иллюстрирующий работу систеБлок схема включает круглошлифовальный станок 1, оснащенный устройством 2 ЧПУ и прибором 3 активного контроля (ПАК), мини-ЭВМ 4, блок 5 связи, цифроанашоговый пр еобрё1зователь (ЦАП) б, привод 7 подачи, датЧИК 8 мощности резания. Работа по данному способу осуществляется следующим образом. Необходиi ie алгориткел адаптивного управле|ния в виде набора программ и подпрограмм хранятся в памяти мини-ЭВМ 4, входящей в состав мини-ЭВМ и не показанной отдельно. Непосредственно перед обработкой через блок 5 связи в мини-ЭВМ 4 производится передача априорной информации от устройства ЧПУ 2 о параметрах.детали, подлежащей обработке. При подводе круга к детали измеряют с помощью ПАК 3 фактический полный припуск на обработку детали. После чего мини-ЭВМ 4 рассчитывает величину части припуска, после снятия которого изменяемый силовой параметр достигает оптимальной величины. Расчет части припуска ведут по следующей методике. Из фиг. 2 следует, что полный припуск состоит из припуска, снимаемого при врезании, припуска, снимаемого на установившемся участке, и припуска, снимаемого при выхаживании. Припуск, снимаемый при врезании, теоретически сзпределяется удвоенным значением величины упругих деформаций, определяющих величину припуска, снимаемого на участку выхаживания. Однако, как показали экспериментальные исследования, проведенные в ЭНИМСе, практически припуск, снимаемый при врезании, отличает- -ся от теоретической величины в результате случайных погрешностей, имеющих место в реальном процессе врезного шлифования на 15-25%. Поэтому для обеспечения надежности проводимых расчетов, вводится поправочный коэффициент запаса С. Для

стабилизации силового параметра иеобходим некоторып минимальный участок (и), на котором производится съем припуска в установившемся режиме. Значение изменяемого силового параметра при выходе на этот учас,ток считается оптимальным.

Величина этого участка определяется разбросом параметров и может быть принята равной величине упругих деформаций в системе СПИД, которые имеют место в установившемся режиме с введением поправочного коэффициента запаса С( д ) Р проведении полного выхаикивания съем припуска производится за счет снятия упругих деформаций. Однако, вследствие небольшой величины остаточных упругих деформаций в конце выхаживания требуется введение поправочного коэффициента С при определении припуска, который должен быть снят при выхаживании.

Из фиг. 2 с учетом сделанных выше пояснений можно записать в общем .виде условие, подлежащее выполнению

IХ„ Ug и,, 4 СЛд,

где Х - полный припуск., измеряемый перед врезанием

Uy - припуск, снимаемый на установившемся участке/

д - величина упругих деформаций при установившемся режиме резания;

и припуск, снимаемый при

врезании.

За время установления переходного процесса режущая кромка шлифовального круга успевает переместиться на. расстояние

X « 3Tn-Vx,

где Vj - скорость подачи шлифовальной бабки;

Tjj - постоянная времени процесса шлифования.

С другой стороны в конце переходного процесса при врезании рассогл сование между положением режущей

кромки круга и фактическим диаметром ступени будет определяться величиной установившихся упругих деформаций в системе СПИД. Величина упругих деформаций на установив1::емся участке процесса Илифования определяется при неизменном коэффициенте режущей способности как

Лд .

Очевидно, что припуск U, снятый за время переходного процесса при врезании, определяется как Ug - Эй -Лд 2Лд , где 3Trt V, - перемещение бабки за время переходного процесса. С учетом коэффициента запаса K:U( 2Кл. На основании фиг. 2 можно определить максимальную величину припуска, которую следует снять при врезании, исходя из фактического

полного припуска:

1,

В

После подвода круга к заготовке мини-ЭВМ устанавливает минимальную

для данного станка покачу и начинает ее постепенное увеличение, подавая команду на привод 7. Наклон кривой, по которой осуществляется увеличение подачи, должен соответствовать быстродействию выбранной ЭВМ и инерционности систекы СПИД.

Во время увеличения подачи информация о текущем припуске имзеряётся ПАК 3, поступает в мини-ЭВМ 4, где

периодически производится сравнениё величины текущего припуска с упсжянутой расчетной величиной. Когда величина текущего припуска оказывается равной величине расчетного, миниЭВМ 4 дает команду на измерение с помощью датчика 8 текущего значения мощности резания. Это значение вводится в Пё1мять мини-ЭВМ и поддерживается с помощью алгоритмов стабилизации моошости до окончания черновой обработки.

Таким образом, способ позволит повысить производительность обработки примерно на 18%, повысить точность и снизить требования к квалификации оператора. u-/tt) т t)

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВРЕЗНЫМ ШЛИФОВАНИЕМ С самонастройкой режимов, вкпючающнй изменение текущего значения силового параметра и.стабилизацию его на уровн задаваемом уставкой, величину которой изменяют в зависимости от состояния Процесса, отличающий с я тем, что, с целью повышения производительности и стабильности обработки, величину уставки силового параметра определяют фиксированием его зиачеиия в момент времени, когда прииуе ка достигает расчетного значения, которое определяют для.каждого цик- ла обработки в зависимости от измеренЛного,полного припуска на обработку,)(Л с со -sl со оэ