Устройство для управления процессом комбинированной обработки режущим и деформирующим инструментами Советский патент 1993 года по МПК B23Q39/00 B23Q15/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к управлению процессами металлообработки, в частности совмещенной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием (ППД) комбинированными инструментами, и может быть использовано при обработке деталей на станках, имеющих систему автоматического (адаптивного) управления.

Целью изобретения является повышение точности обработки в продольном сечении за счет устранения влияния

погрешностей формы в поперечном сечений и стабилизации измеряемого сигнала.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства с блок- схемой системы управления.

Устройство состоит из комбинированного инструмента, включающего размещенные в одном корпусе 1 режущий инструмент 2, жестко связанный с корпусом 1 и деформирующий инструмент 3, установленный в корпусе 1 с возможностью перемещения по нормали к обрабатываемой детали 4. Деформирующий элемент подпружинен упру00

to

СО

СО

со

гим элементом 5, связанным с винтом управления 6. На корпусе 1 размещен датчик 7 упругих перемещений корпуса относительно детали 4. Блок-схема системы управления включает в себя измерительной блок (ИБ)8, первый 9 и втдрой 10дифференцирующие блоки (ДБ1 и ДБ2), задающий блок (ЗБ) 11, предназначенный для установкизаданной величины управляющего, сигнала, сортветствующегр заданным номинальным условиям обработки, сравнивающий блок (СБ).- компаратор/12, служащий для сравнения сигй алрв. поступающих от измеритель- ного 8 и задающего 11 .. блоков. Выход компаратора 12 подается на вход коммутирунэщего ключа (КК) 13 и через него бйгнё/i проходит на исполнительный механизм (ИМ) 14, Последний непосредственно вы- полняе г функцию оперативного воздейст- etijifi: н;авийт управления 6, упругий элемент 5 и деформирующий инструмент 3 в случае. ; п оступл ения сигнала .рассогласования из компаратора 12 через ключ 13. Коммутирующий ключ 13 управляется низким уровнем :ёй гнала, Поступающего с логического элементаИЛИ 15, на вход которого подается два сигнала с первого блока преобразования (БП1) -.16; й второго блока преобразбва- ния сигнала (БП2) .17, .Первый блок прё6б а;зрва;ни 1 сигнала 16 соединен с вы- хбДрм дифференцирующего блока 9 через блок преобразования модуль 18. В цепь диффёрей:цир ующий блок ТО - блок преоб- раздаания сигнала 17 может быть включен инверторС НВ) 19. Для этого используется переключатель 20. -/ ; /: ; ,-.-..: г

Устройство работает следующим обра- iptyi.-; :;-;:: ;4.: v : ;;; : / .: /Я-: .: : у; ,:vj - .-.:- При обработке детали 4 с за дан ни ми условиями; усилия обработки, образующиеся на режущем 2 и деформирующем 3 инст- румёнтах,отжимают ., корпус крмбйнйррванногб инструмента 1 на некоторую величину, которая регистрируется датчиком 7. При изменении условий обработки (например изменился текущий радиус детали, вызванный биением или огранкой детали), Сигнал от датчика 7 поступает в измерительный блок 8, а в блок сравнения 12... На второй вход компаратора 12 подается сигнал из задающего блока 11. СиУнал с выхода кЬмпаратора подается на исполнительный механизм 14 через комму- ;тйру(рщйй ключ 13, который открывается трлько-в случае низкого уровня сигнала иа управляющем входе ключа13. Это возможно только в момент времени, когда уровень сигнала максимальный. Для выделения мак- симэльнбгр или минимального уровней сиг- Налов из измерительного блока 8

измеряемый сигнал подается дополнительно в два последовательно соединенные дифференцирующие блоки 9 и 10. В первом дифференцирующем блоке 9 получается скорость изменения сигнала, во втором 10 - ускорение. Очевидно, что наивысшая точность измерения получается в тот момент, когда скорость изменения сигнала близка к нулю, а поскольку она равна нулю при достижении максимума или минимума, необходимо учитывать в этот момент знак ускорения. Для выделения нулевой скорости изменения сигнала и знака ускорения и преобразования этих величин в дискретную

форму используют блоки преобразования сигналов .модуль 18.и ограничение 16 и . 1.7. Отличие в работе блоков преобразования 16 и 17 состоит в том,: что в первом случае нулевой уровень присваивается по- v

еле выпрямления действительному нулю, а во.втором случае-нулевой уровень присваи- ,, вается некоторому минимальному значе-. нию. Дискретизированные сигналы от первого и второго дифференцирующих блоков 9 и 10 поступают на логический элемент ИЛИ, который управляет коммутирующим ключом 13. Коммутирующий ключ откроет путь сигналу на исполнительный механизм 14. Из рисунка видно, что это произойдет в

момент, когда измеряемый сигнал имеет максимум. Исполнительный механизм заставит повернуться винт 6 до. тех пор, пока не создаст на деформирующем инструмен- те такое усилие, при котором величина рассогласования на компараторе 12 не-станет равной нулю. Рассмотренный процесс происходит каждый раз при прохождении мак- симального сигнала в процессе обработки детали на всей длине.

Для управления системой по минимальному уровню периодического сигнала установлены -инвертор 19, который обеспечивает изменение уровней логического сигнала с выхода второго дифференцирующего блока, и переключатель 20.

- Преимущества использования предлагаемого устройства заключаются в повышении точности в продольном сечении детали . при обработке деталей, имеющих погрешность формы в поперечном сечении.

. Формула и з о б р е т е н и я

. 1. Устройство для управления процессом комбинированной обработки режущим . и деформирующим инструментами, установленными в корпусе, содержащее датчик упругих перемещений корпуса, связанный через блок преобразования с входом блока сравнения, второй вход которого соединен , с.выходом задатчика, а выход связан с исполнительным механизмом перемещения

деформирующего инструмента, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности обработки, в устройство дополнительно введены соединенные последовательно первый и второй блоки дифференцирования, соединенные после- довательно блок выделения модуля, первый блок ограничения, элемент ИЛИ и коммутирующий ключ, а также второй блок ограничения, при этом вход первого блока дифференцирования связан с выходом блока преобразования, а выход - с входом блока выделения модуля, выход второго блока

o

дифференцирования соединен с входам второго блока ограничения, выход которого связан с входом элемента ИЛИ, а коммутирующий ключ установлен между выхфдрй блока сравнения и исполнительным мвха/- низмом. ;

2. Устройство по п. 1, от л и ча ю ще е- с я тем, что в него дополкйтел я« ввёде- ны соединенные последовательно с выходомвторого блока дифференцирования перекл;ючат ёл и инвертор, выход которого связан с входом второго блока ограничёйш.

Использование: машиностроение, а именно управление процессами металлооб работки, в частности совмещенной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием комбинированными инструментами, и может быть использовано при обработке деталей на станках, имеющих систему автоматического (адаптивного) управления. Сущность: устройство для управления процессом комби- нированной обработки режущим и деформирующим инструментами содержит соединенные последовательно первый и второй блоки дифференцирования, а также соединенные последовательно блок выделения модуля, первый блок ограничения, элемент, ИЛ И и коммутирующий ключ и второй блок ограничения, при этом вход первого блока дифференцирования связан с выходом блока преобразования, а выход с входом блока выделения модуля, выход второго блока дифференцирования соединен с входом второго блока ограничения выход которого связан с элементом ИЛИ, а коммутирующий ключ установлен между выходом блока сравнения и исполнительным механизмом. Устройство также содержит соединенные последовательно с выходом второго блока дифференцирования переключатель и инвертор, выход которого связан с входом второго блока ограничения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

:п 5