Способ регулирования режимов резания Советский патент 1978 года по МПК B23Q15/00 

1

Изобретение относится к станкостроению, в частности к способам регулирования режимов резания при обработке метсшлов со снятием стружки,

В настоящее время известны способы регулирования режимов резания, заключающиеся в том, что в систему регулирования привода главного движения вводят управляющий сигнал, образуемый сравнением величины производной, полученной дифференцированием по времени текущей величины износа . инструмента, с нормированным значением этой производной fl7.

Известен также способ регулирования режимов резания, заключакяцийся в том, что на основании измерения и сравнения сил резания вычисляют параметр X, прюп орци он ал ь ный отношению сил отжима УР - Ру , к тангенциальной составляющей силы резания. Вычисленное значение X сравнивается с нормированным и на основании сравнения регулируют скорость резания таким образом, чтобы сигнал рассогласова-ния был равен нулю. Предполагается, что поддержание постоянства X обеспечивает постоянную, заранее заданную, интенсивность износа. Предусмотрено предельное регулирование подачи по величине допустимого отжима 2.

Данный способ является наиболее близким к изобретению по достигаемому результату и технической сущности.

К недостатку этого способа можно отнести малую точность регулирования скорости. Например, при токарной обработке с увеличением подачи соотно(т.е. параметр X}

шение

Е

падает вместе с тем с увеличением подачи интенсивность износа увеличивается. Следовательно, если в процессе регулирования по способу прототипа контур регулирования подачи увеличит ее из соображений допустимых сил отжима, то вследствие уменьW i

контур

шения соотнсшения

регулирования скорости увеличит последнкяо, что приведет к еще большему увеличению интенсивности износа. Кроме того, в регулировании привода подачи не учитывается доля использованного ресурса, которая в опреде.пенных .условиях может служить решающим .фактором.

Целью изобретения является повышение точности выбора и поддержания оптимального режима резания.

Эта цель достигается тем, что в систему регулирования привода главного движения вводят управляющий сигиал, обраэуе иый сравнением величины мощности, рассеиваемой единицей длиJHH режущего лезвия, вычисленной на основе измерения сил резания, скорости резания и оборотной подачи, с нормированным значением мсяцности, а в систему регулирования привода подачи вводят управляющий сигнал, образуемый сравнением сигнала, пропорционального доле использованного ресурса с сигналом, пропорциональным отношению модуля вектора сил отжима к тангенциальной составляющей силы резания.

На чертеже представлена блок-схема устройства, работающего по предлагаемому способу.

Приводы подачи 1 и шпинделя 2 в исходном положении обеспечивают начальные значения минутной подачи S и частоты вращения шпинделя п, . Датчики 3 и 4 измеряют фактические значения минутной подачи &м и частоты вращения шпиделя -п , воздействующие на процесс резания 5. Датчики 6-8. измеряют величины составляющих силы резания i i датчик 9 - диаметр обработки. Все шесть измеренных величин поступает в усилительно-вычислительный блок 10, на выходе которого появляются напряженияfei . рЯ.с

u,-p,,u,,u,-|:-soff

Sс.

(оборотной подаче), (скорости резания). Величины U,Uj и U вместе с постоянными С и С поступают на вход усилительно-вычислительного блока 11, на выходе которого появляется напряжение Ug , прпорциональное, р|

которое характеризует модность, рассеиваемую единицей длины режущего лезвия в процессе резания. Это напряжение поступает на блок 12 сравнения и на вход измерителя использованного ресурса, состоящего из блоков 13 и 14.

В блоке 12 сравнения вычисленная величина сравнивается с заданным знчением, которое получено в предвари тельных зкспериментах; разностный сигнал на выходе блока 12 после усиления в усилителе 15 управляет скоростью двигателя привода шпинделя, изменяя ее в направлении уменьшения разностимежду измеренным значением .Us и заданным .

Одновременно величина U , поступающая на вход блока 13, преобразуется с его помсяцью в величину.

пропорциональную интенсивности из- HocavCUj , которая управляет задатчиком ритма устройства отсчета времени блока 14, представляющего собой, например, микродвигатель с редуктором и потенциометром на выходном .валу редуктора. В зависимости от интенсивности износа скорость вращения микродвигателя изменяется, а по мере износа (использования ресурса), выходное сопротивление потенциометра растет, соответственно выходное напряжение Ug с блока 14 увеличивается. Это напряжение вместе с напря-. жением U , пропорциональным

Ур2 , , сравниваются в блоке 16 У и t 6 I

г

(Сравнения, если величина 172 больше, чем Ug , то Ui является задатчиком уровня допустимой величины тангенциальной составляющей силы реза ния, поступающей на блок 17 сравнения,. Если характер разрушения инструмента таков, что не сопровождается ростом величины U2 , то .по мере износа выходная величина U, блока 14 превысит и и уровень задатчика будет уменьшен на величину, .пропорциональную разности между U. и - Ug

Разностный сигнал на выходе блока 17 сравнения после усиления в усилителе 18 управляет скоростью привода подачи, изменяя ее в направлении уменьшения разностного сигнала на выходе блока 17.

Таким образом, если разрушение инструмента в процессе резания приводит к опережающему росту соотношения Ур2 pi то уровень заданной силы

будет увеличиваться, что приведет к

увеличению подачи. Соответственно увеличение подачи приведет к увеличению мощности, рассеиваемой единицей длины режущей кромки, что вызовет уменьшение скорости резания. Наоборот, если соотношение U в процессе резания не растет, или уменьшается, то благодаря уменьшению заданной силы подача будет падать, а скорость резания -расти.

0 , При смене инструмента блок 14 приводится в исходное состояние. В отличие от известных предложенный способ позволяет y iecTb различный по своим проявлениям характер износа инструмента при регулировании подачи, повысить точность выбора и поддержания предельной скорости резания, что должно привести к повышению эффективности адапт.ивного управления.

Формула изобретения

Способ регулирования режимов резания, заключгиощийся в управлении главным приводом и приводом подачи 5 металлорежущего станка в функции параметра процесса резания, отличающийся Тем, что, с целью повышения точности выбора и поддержания оптимального режима резания, в систему регулирования привода глав- ного движения и привода подачи вводят управляющие сигналы, образуемые соответственно сравнением величины мощности, рассеиваемой единицей длины режущего лезвия, вычисляемой на основе измерения сил резания, скорости резания и оборотной подачи, с нормированным значением мощности и сравнением сигнала, пропорционального доле использованного ресурса инструмента, с сигналом, пропорциональным отнсхиению модуля вектора сил отжима к тангенциальной соч,тавляющей силы резания.

Источники информации, принятые вс

внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР 499093, кл. В 23 Q 15/00, 1972.

2.Патент США №3220315,кл.90-21, 1965.