Способ оптимизации процесса резания Советский патент 1988 года по МПК B23Q15/00 

4

сл

05

Изобретение относится к металло- ипработке и может служить для выбора оптимальных режимов резания.

Цель изобретения - повышение точ- ности и производительности путем выбора оптимальных параметров процесса резания.

На фиг. 1 показаны функции произ- во,п.ительнс сти я себестоимости (крите- рия оптимальнее и) процесса обработки в зависимости от скорости резания; на фиг. 2 - принципиальная схема, реализующая способ.

Анализ функций производительности f , (V) и себестоимости G f (V) проп,есса обрабо тки металлов показы- п.чет , что одинаковому приращению ар- 1 умента uV соответствуют также при- 1.)ашения критериев оптимальности ЛП и ЛС, Относительные з 1ачения производительности и себестоимости опре- делрются по формулам

Sn f} (V): f,(V);

-(f -- + uv) - f.(v)-i, (V).

Отношение S ,, / 5 1 для скоростей, чежатих левее V, и меньше 1 - пра- гзее VQ , Функциональные зависимости П f,(V) и G ) - непрерывные, пoJTO iy отношение 5,, / 5 также непрерывно во всем диапазоне прирашения.

-

При этом существует оптимальная ско рость резания V, в которой отношение относительных значений 5 и 6 равно 1.

Способ позволяет в каждом времен-

ном интервале определить значение отношения Sp Указьшаюшее на степень «оответствня режимов обработки их оптимальным значениям. Так, если это отношение больше 1, необходимо изменить режимы, обработки (например, скорость резания или подачу) в сторону его уменьшения до значения, равного I.

В то же время, если отношение меньше , необходимо осушест- вить корректировку управляющих сигналов для приближения его к 1. Отскда оптимальные режимы обработки соответствуют сочетанию себестоимости и производительности, при которых

1 im & г.

AV-О

- Q и

15 20 ,

25

35

40

45

50 55

Способ осуществляется следующим образом.

Перед началом обработки детали в оперативное запоминающее устройство процессора 1 управляющей ЭВМ из внешнего запоминающего устройства 2 предлагается с помошью терминала технолога 3 вид обработки,требуемые показатели обработки детали, заготовки инстру- мента и станка, на котором .производится обработка, необходимые технико- экономические показатели. В соответствии с программой (стратегией) поиска вектора оптимизирующих переменных определяют по априорным данным о процессе резания исходные управляющие параметры (скорость резания, подачу, сечение среза), которые через цифроанапоговый преобразователь 4 и исполнительные механизмы станка 5 реализуются в системе СПИД 6.

В процессе обработки детали по командам, поступающим из формирователя 7 временных интервалов, например таймера, на вход блока 8 нормализации, в качестве которого используют преобразователь сигналов, снимаемых с датчиков, преобразуемых в напряжение, сигналы от датчиков температуры 9, например искусственной термопары, сил резания 10, представляющих собой измерительные преобразователи 11 усилий вибраций, например аксел.ерометры подачи 12 и скорости резания 13, в качестве которых используют тахометры и датчики 14 сечения среза, например датчик контроля получаемого диаметра, через коммутатор 15 и аналого-цифровой преобразователь 16 поступают в вычислительное устройство,

В течение данного временнЬго интервала по текущей информации о процессе резания определяют величину текущего износа инструмента, а также состояние системы СПИД и уточняют область допустимых значений параметров процесса резания, заданную ограничениями по точности обработки, параметрам качества поверхностного слоя детали, прочности режущей части инструмента, устойчивости процесса резания и возможностям металлорежущего станка и по окончанию временного интервала определяют в соответствии с предлагаемой стратегией (программой) поиска (фиг. 1) иектор управляющих переменных (скорость резания, подачу и сечение среза) , обеспечиваюший в данный момент времени оптимальные значейия выбранным -критериям оптимальности в допустимой области.

В начале последующего временного интервала сравнивают относительные значения критериев оптимальности, егистрируют текущие значения параметров резания по информации, полученной от системы СПИД 6 с помощью датчиков 9 - 1А и производят коррекцию управлякших сигналов при помощи исполнительных механизмов станка 5 в зависимости от величины отношения относительных значений критериев оптимальности.

По окончанию реализации корректирующих сигналов по командам из формирователя 7 временных сигналов в оперативную память ЭВМ поступает информация о текущих значениях параметров процесса резания к последовательность управления повторяется. Формула изобретения 5 Способ оптимизации процесса резания, заключающийся в установлении значений критериев оптимальности производительности и себестоимости путем измерения в процессе обработки сил ре10 зания, температуры и вибраций, определения степени износа, а т л и ч а - ю щ и и с я тем. что, с повышения точности и производительности процесса резания, формируют времен- 15 ной интервал, в котором определяют приращение критериев оптимальности, вычисляют их относительные значения, сравнивают их с ранее полученными текущими величинами и производят кор0 рекцию управляющих сигналов, при этом поддерживают равенство критериев оптимальности в области допустимых значений параметров процесса резания.

Изобретение относится к области металлообработки и может служить для выбора оптимальных режимов резания. Целью изобретения является повышение точности и производительности путем выбора оптимальных параметров процессов резания. Для этого измеряют в процессе обработки составляющие силы резания, температуры и вибрации, определяют степень износа инструмента в выбранном временном интервале и устанавливают соответствующие им значения критериев оптимальности (производительности и себестоимости). При этом определяют приращения критериев оптимальности, устанавливают их относительные значения в данном временном интервале, сравнивают эти текущие значения с ранее полученными величинами и производят коррекцию Управляющих сигналов на исполнительные механизмы станка. В процессе оптимизации поддерживают равенство оптимальности в области допустимых значений управляющих переменных. 2 ил. (Л

С

О о

АС

n-f,M

Итси V, (Риг.1

max