Способ управления профилирующими подачами при обработке криволинейных контуров на фрезерном станке с ЧПУ Советский патент 1988 года по МПК B23Q23/00 

оа- со со о

О)

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при обработке криволинейных контуров на фрезерных станках с ЧПУ.

Цель изобретения - повышение точности обработки за счет устранения дискретного характера управления профилирующими подачами,

На чертеже показан обрабатываемый криволинейный контур.

Первое движение - задающая подача S, направлена по оси X станка. Координата X является функцией времени (t). Второе движение - следящая подача Sy направлена по оси Y станка Для получения контура (x) координата Y зависит от времени следующим образом:

ifCt)(1)

Продифференцируем выражение (1) п времени t по правилам дифференцирования сложных функций

Y , f tt;(t)7- (t) (2) Переписывая выражение (2) с учето того, что первая производная от координаты У по времени - скорость подач в направлении оси Y станка, т.е. Y S,j, а первая производная от координаты X по времени - скорость подачи по оси X, т.е. (( и tf(t)X, получим

S,,f (х) S,(3)

где S - скорость подачи в направлении оси X станка, мм/мин; S v( - скорость подачи в направлении оси.Y станка, мм/мин; f (х) - первая производная по координате X от функции, описывающей обрабатываемый конту в прямоугольной системе координат станка.

Для управления обработкой криволинейного контура, заданного аналитической функцией вида (x), на фре- зерном станке с ЧПУ необходимо обеспечить соотношение между задающей подачей S и следящей подачей S :S у f (x) S,.

При этом профилирующие движения

по осям X и Y станка осуществляются одновременно.

Приме р. Проводилась обработк криволинейного контура, заданного . аналитической функцией и представляющего собой комбинацию двух кривых 1 и 2 (начало второй кривой совпадает с концом первой).

Первая кривая представляет собой синусоиду, описываемую уравнением

sin ( х),область изменения

переменной X 0; 100 (одна волна синусоиды) .

Вторая кривая представляет собой экспоненту, описываемую уравнением

o,cs ( х- оо1

Y 4e-4, область изменения переменной X 100; 150.

Из условий прочности инструме-нта

значение контурной подачи S „T. должно подчиПяться условию: Зцоцт 200 мм/мин.

Определяем соотношения подач S и S, для получения движений концевой фрезы относительно заготовки, которые обеспечивают профилирование криволинейного контура, заданного функцией

Y,50 sin ( х) (первая кривая) .

Для этого определяем первую производную.

Y , I cos ()

(4)

2 - MOD Подачи По осям X и Y в i-ой точке связаны выражением (3), т.е.

„Г / V с (5)

S. ,Г

Соотношения между подачами по осям X и Y станка изменяются в зависимости от текущего значения координаты X. Соотношения между Sy и S у .(т.е. величину первой производной) определяют через шаг приращения координаты X, равный 1,0 мм ( 1,0 мм). Величину задающей подачи S принимают равной 50 мм/мин. Следящая подача 5 меняется в этом случае через шаг4. 1,0 мм или через интервал 2 с. Величина следящей подачи S у для обработки кривой 1 определяется по (5). Для некоторых точек обработки кривой 1 величины Sy и S ч( приведены в табл.1.

Р1езначительное изменение величины следящей подачи Sy на начальном и конечном участках кривой 1 объясняется тем, что на этих участках функция изменяется почти по прямо пропорцио - нальной зависимости. Знак минус указывает на то, что подача S,, направлена в противоположную сторону от направления, принятого за положительное . За положительное направление подачи принимаем такое, при котором соответствующее значение координаты упели ивяется.

Определение величин профилирующих подач S и S ,у для обработки кривой 2 Кривая описывается аналитической зависимостью Y -4; хе 150 .

Первая производная от функции равна

v - П 9 0,05{Х- 00)

Y 2 и,/е

Для обеспечения профилирования . кривой 2 необходимо, чтобы подачи S и S , были связаны следующей зависимостью (6) :

с -Гп о с, 05(х- foo)

S у . L0,2eJ S у -

По аналогии с кривой 1 принимаем 5 50 мм/мин, ,0 мм. Для некоторых точек обработки кривой 2 вели-

чины

S у и S N( приведены в таблице 2.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующими снижение трудоемкости разработки управляющих программ для обработки криволинейных контуров, что особенно важно в условиях малолюдной технологии; повышение точности обработки за счет устранения погрешности интерполяции, связанной со ступенчатым движением инструмента отСпособ управления профилирующт и 10 подачами при обработке криволинейных контуров на фрезерном станке с ЧПУ, включающий профилирование движения инструмента относительно детали в направлении координатных осей станка при котором контур детали задан аналитической функцией вида (x), отличающийся тем, что, с целью мовьппения точности обработки профилирующие движения инструмента относительно детали получают путем непрерывного изменения соотношения скоростей подач в направлении координатных осей станка в каждой точке обработки, для чего назначают величи- 25 ну задающей подачи S вдоль оси X , непрерывно определяют величину первой производной от функции, описывающей обрабатываемый контгур у (х), а величину следящей подачи Sv, 30 вдоль оси определяют по уравнению у-у х.

Таблица t

Значения подач по осям X и Y--станка в некоторых точках обработки для образования контура, описываемого уравнением Y

50 sin (-1-Х).

х 2 1399076

носительно заготовки; применение более простых технических средств в системах ЧПУ, в частности отйадает необходимость в интерполяторе.

Фо.рмула изобретения

Способ управления профилирующт и подачами при обработке криволинейных контуров на фрезерном станке с ЧПУ, включающий профилирование движения инструмента относительно детали в направлении координатных осей станка, при котором контур детали задан аналитической функцией вида (x), отличающийся тем, что, с целью мовьппения точности обработки, профилирующие движения инструмента относительно детали получают путем непрерывного изменения соотношения скоростей подач в направлении координатных осей станка в каждой точке обработки, для чего назначают величи- ну задающей подачи S вдоль оси X , непрерывно определяют величину первой производной от функции, описывающей обрабатываемый контгур у (х), а величину следящей подачи Sv, вдоль оси определяют по уравнению у-у х.

Таблица t

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при обработке криволинейных контуров на фрезерных станках с ЧПУ. Цель изобретения - повьппение точности обработки за счет устранения дискретного характера управления профилирующими подачами. Профилирующие движения инструмента относительно детали получают путем изменения соотношения скоростей подачи в направлении коорди натных осей станка. Закон изменения скоростей подач по координатным осям станка в точке обрабатываемого конту ра определяют по величине первой изводной от функции, описывающей обг рабатываемый контур в той же точке. 1 ил., 2 табл.

О 1 2 .

50 50 50

78,54 78,50 78,38 .

Тавлица2

Значения подач по осям X и У станка в некоторых точках обработки для образования контура, описываемого уравнением У,Ае () -4

100 101 102 103 1t)4 105

50 50 50 50 50 50 10 10,51 П,05 11,62 12,2 12,84 .,

49 50 51 52 53

98 99 .

50 50 50 50 50

5050

2,47 О -2,47 -4,93 -7,39

-78,38 -78,30

145 146 147 148 149 ISO

50 50 50 50 50 50

94,8899,74 104,«б ПО,23 115,88 121,82

V

0 10 20 ЪО 40 SO 60 70 BO 90 100 110 ПО 130

11r

I fO 150 160 X,/f/f

S x MM/ffifH