Система управления шлифовальным станком Советский патент 1992 года по МПК B24B49/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при автоматизации круглошлифовальных, плоскошлифовальных и торцешлифовальных станков.

Известно устройство, содержащее частотный датчик, схемы совпадения, частотный детектор, схемы сравнения и блок автоматики, В процессе активного контроля детали, имеющей погрешность формы, выходной сигнал датчика промодулирован частотой, девиация которой пропоциональна изменению формы контролируемой поверхности. С помощью частотного детектора схем сравнения и совпадения выделяется

амплитудно-модулированный сигнал, из которого выделяют экстремальные значения, характеризующие погрешность формы обрабатываемой детали.

Из недостатков устройства следует отметить его невысокую точность вследствие нелинейных искажений и частотных погрешностей, характерных для частотных детекторов.

Лучшие результаты могут быть получены с устройством, принятым за прототип. Устройство содержит датчик припуска, п дифференцирующих звеньев, сумматор, пороговые устройства и корректирующее звено. Устройство предназначено для

sj

о

Јь

0

и

управления режимом обработки по ступенчатому алгоритму: черновое шлифование - чистовое шлифование - выхаживание. Для уменьшения погрешности размеров готовых деталей, вызванной погрешностью фор- мы заготовок, в устройстве предусмотрено выделение сигнала, характеризующего погрешность формы, путем многократного дифференцирования исходного сигнала измерительной информации. Вырабатывав- мой затем электронной системой корректирующий сигнал управляет величиной припуска на выхаживание, т.е. осуществляется самонастройка припуска на выхаживание в функции погрешности фор- мы.

К числу недостатков устройства следует отнести значительную погрешность в определении характеристик формы деталей и ве- личины корректирующего сигнала, что связано с дифференцированием п раз исходного сигнала датчика припуска.

Другим недостатком, характерным для обоих устройств, является отсутствие сигнала измерительной информации, который оп- ределяет средний размер детали в каждый момент времени. Данная информация необходима при построении адаптивных циклов управления режимом обработки, когда используется программное управление, на- пример, скоростью поперечной подачи шлифовального суппорта в функции текущего припуска, а коррекция программы осуществляется в функции измеряемой величины погрешности формы,

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - форма сигнала измерительной информации с составляющей погрешности формы.

Устройство содержит датчик припуска 1, контролирующий деталь 2, два пороговых устройства 3 и 4, первые входы которых соединены с соответствующими задатчика- ми уровней биений 5 и толщины диска 6, механизм управления поперечной подачей 7, подключенный к шлифовальному суппорту 8, два запоминающих устройства 9 и 10, два вычитающих устройства 11 и 12 и схему И 13. Датчик припуска 1 соединен с входом первого запоминающего устройства 9 и с вторым входом первого вычитающего устройства 11. Выход первого запоминающего устройства 9 соединен с первыми вхо- дами первого и второго вычитающих устройств 11 и 12. Выход первого вычитающего устройства 11 подключен к входу второго запоминающего устройства 10, выход которого соединен с вторыми входами первого порогового устройства 3 и второго вычитающего устройства 12, Выход второго вычитающего устройства 12 подключен к второму входу второго порогового устройства 4. Выходы первого и второго пороговых устройств 3 и 4 через схему И 13 подключены к входу механизма управления поперечной подачей 7.

На фиг. 2 кривая 14 описывает изменение среднего размера h(t) в цикле шлифования детали. Кривая 15 описывает изменение величины биения д(г) детали в цикле ее шлифования.

Устройство работает следующим образом, При обработке детали 2 (диск переднего тормоза автомобиля) необходимо контролировать два геометрических параметра: высоту кромки диска h и биение б поверхности а относительно базы обработки. Результат обработки детали должен удовлетворять требованиям

Ь Ндоп,

0)

5(5Доп,(2)

где Ьдоп, 5Доп допуски на высоту кромки диска и биение поверхности а диска относительно базы обработки.

Из (1) и (2) следует, что оптимальное управление режимом шлифования данной детали заключается в получении максимального размера высоты кромки h при минимальном уровне биений 5 и осуществляется в соответствии с алгоритмом типа Vc f(h, d). Получение сигналов измерительной информации о величине биений 5(t) и высоте кромки диска h(t) осуществляется следующим образом. Датчик припуска 1 преобразует измеренное значение h(t) в электрический сигнал U(t), который промодулирован по амплитуде сигналом Ufi(t), характеризующим величину погрешности формы (5(t) (фиг. 2). Первое запоминающее устройство 9 выделяет и запоминает из сигнала измерительной информации U(t) его максимальное значение Умакс, которое поступает на первые входы вычитающих устройств 11 и 12. На выходе вычитающего устройства 11 образуется сигнал U(t), характеризующий по- грешность формы детали (биения) относительно базы обработки

Uj(t)UMaKc(t)-U(t).

(3)

Максимальное значение сигнала биений U (t), полученное за один оборот обраба- тываемой детали U$ (t) Ug макс запоминается во втором запоминающем устройстве 10, с выхода которого сигнал и -макс

поступает на вторые входы первого порогового устройства 3 и второго вычитающего устройства 12. Первое пороговое устройство 3 осуществляет сравнение измеренной величины биений U(t) с заданным знамени- ем U доп, поступающим с выхода задатчика 5.

Во втором вычитающем устройстве 12 определяется величина сигнала U0(t), выражающая среднее значение высоты кромки диска h за определенный промежуток времени, например, за один оборот детали

U0(t) UMaKc(t) - 0,5 Улике (t).

Сигнал U0(t) поступает на второй вход второго порогового устройства 4, которое осуществляет сравнение его с заданной величиной Uhflon- Выходы пороговых устройств 3 и 4 подключены к схеме п, осуществляющей логическую операцию в соответствии с алгоритмом (1) и (2).

В результате процесс шлифования детали 2 осуществляется до тех пор, пока погрешность формы 5(t) детали уменьшается до заданного значения бдоп. Процесс шлифования может прекратиться и в том случае, если погрешность формы не уменьшилась до заданной величины, а среднее значение высоты кромки диска h(t) стало меньше до- пустимого значения пдоп.

Экспериментальная проверка проведена на торцешлифовальном станке Джусти- на, осуществляющим шлифование передних тормозных дисков, на основе электронной управляющей системы модели ЭП4К926. Испытания показали, что коррекция программы управления поперечной

5

10

15

20

2530

35

подачи на основе измерения величины биения детали, определяемой предлагаемым устройством, осуществляется с абсолютной погрешностью 1,5...2 мкм, что в несколько раз меньше, чем в устройстве - прототипе. За счет повышения точности устройства стало возможным увеличить высоту кромки обрабатываемого ушка переднего тормоза в среднем на 100 мкм, что, в свою очередь, позволяет получить значительную экономию материалов и труда.

Формула изобретения Система управления шлифовальным станком, содержащая датчик припуска, два пороговых устройства, первые входы которых соединены с соответствующим задатчи- ком уровня, механизм управления поперечной подачей, подключенный к шлифовальному суппорту, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, в нее введены два запоминающих, два вычитающих устройства и схема И, причем датчик припуска соединен с входом первого запоминающего устройства и с вторым входом первого вычитающего устройства, выход первого запоминающего устройства соединен с первыми входами первого и второго вычитающих устройств, выход первого вычитающего устройства подключен к входу второго запоминающего устройства, выход которого соединен с вторыми входами первого порогового устройства и второго вычитающего устройства, выход которого подключен к второму входу второго порогового устройства, а выходы первого и второго пороговых устройств через схему И подключены к входу механизма управления поперечной подачей.

Фю.1

Использование: при автоматизации кругло- и плоскошлифовальных и торцешли- фовальных станков. Сущность: устройство содержит датчик припуска, контролирующий деталь, и два задатчика уровня биений и толщины обрабатываемой детали, соединенных с входами соответствующих пороговых устройств и схему логических элементов, осуществляющую оптимальное управление процессом шлифования детали - получением максимального размера высоты детали при минимальной величине биений путем воздействия на механизм подачи суппорта станка. Датчик припуска соединен с входом первого запоминающего устройства и с вторым входом первого вычитающего устройства, Выход запоминающего устройства соединен с входами вычитающих устройств. Выход первого вычитающего устройства подключен к входу запоминающего устройства, выход которого соединен с вторым входом первого порогового устройства и вычитающего устройства, выход которого подключен к входу второго порогового устройства. Выходы пороговых устройств через схему п подключены к механизму управления подачей. 2 ил. сл с