Устройство для моделирования процесса зубофрезерования Советский патент 1981 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к электронному моделированию и может быть использовано для разработки и наладки систем автоматического управления зубофрезерными станками. Известно устройство для моделирования процесса резания, содержащее датчик перемещений, фазовращатель, усилитель мощности, выбратор ri источ ник постоянного тока Cl3 Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет моделировать процесс зубофрезерования Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее блоки умножения и запаздывания, инвертор и сумматор C2l, Недостатком этого устройства также является то, что оно не распространяется на процесс зубофрезерова ния, кроме того точность блоков запа дывания, выполненных на аналоговых элементах, низка. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее блок умножения, первая группа входов кот рого является входами мгновенной оборотной подачи обрабатываемого колеса, блок сдвигающих регистров, блок инверторов и сумматор сигналов нагрузки резания, выходы которого являЮтся выходами устройства, введены генератор импульсов, счетчик приращений срезанного объема впсццины и блок задания нелинейности, вход которого является входом задания углового пути обрабатываемого колеса, а группа входов - входами задания текущей глубины впадины между зубьями обрабатываемого колеса, выходы блока задания нелинейности соединены со второй группрй входов блока умножения , выходы которого подключены ко входам счетчика приращений срезанного объема впадины, выходы которого соединены с первой группой входов сумматора сигналрв нагрузки резания и с информационными входами блока сдвигающих регистров, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выходы блока сдвйггиодих регистров через блок инверторов соединены со второй группой входов сумматора сигналов нагрузки резания. На чертеже изображена функциональная схема устройства. Устройство содержит блок 1 задания нелинейностей, блок 2 умножения, счетчик 3 приращений срезанного объе ма впадины, блок 4 сдвигающих регистров, блок 5 инверторов, сумматор 6 сигналов нагрузки резания и генера тор 7 импульсов. Устройство работает следующим образом. Аналогом нагрузки зубофрезерования принят объем впадины между зубья ми колеса, срезаемый за один оборот фрезы и названный действующим оборот ным съемом. Действующий оборотный съем определяется следующим выражением 2 4Ji .. где Р - площадь проекции срезанного объема впадины на поверхность,нормал ную направлению подачи-геометрически аналог коэффициента усиления процесса зубофрезерования; SQ мгновенная оборотная подача, - линей ный путь в направлении подачи; угловой путь кояеса. Pj с приемлемой для практики точностью может быть определено с помощью зависимости р. y. 1 i где у; - текущая глубина впадины/ Z - число зубьев колеса. Объем впадины, срезаемый з,а один обо рот фрезы, у словно приводится.и одну впадину. Этот искусственнвлй прием позволяет определить нагрузку зубофрезерования интегрирование в пределах перемещения в направлении подачи за один оборот колеса, предшествующий текущему углово лу его положению. Интегрирование может прои водиться в следующей последовательности: с помощью уравнения (2) определается площадь проекции срезанного объема впадины наповерхность, затем определяется приращение срезанного объема впадины q следующим образом Pj- 5.Ф р. Интегрированием определяется теку щее значение работы резания как срезанного объема U,- Ч;-ч- q , где Q- , Q. значения срезанного объема впадины соответственно на текущем и предыдущем оборотах колеса, значения Q , ., . Q.-.-,/ вычислен ные на всех предыдущих шагах расчета для целого оборота колеса, предшествовашего его текущему угловому положению, запоминаются и сохраняются в памяти. Далее определяется нагрузка зубофрезерования как действующий оборотный съем N 0. - й. . где N - нагрузка резания. В устройство подается информация о текущих изменениях на блок 1-у , на блок 2 - Sp; . В блоке 1 Xj преобразуется в Р , кото1«й затем умножается в блоке 2 на . Произведение q; в счетчике 3 интегрируется. Результат интегрирования параллельном коде подается в блок 4 и в сумматор 6. Число Qjj одновременно всеми разрядами своего кода вводится в первые ячейки памяти сдвигающих регистров. Одновременно число Q подается в сумматор 6. В ьюмент подачи сдвигающих импульсов происходит сдвиг хранящейся в сдвигающих регистрах информации на одну ячейку вправо. Число Q; , хранившееся в последних ячейках сдвигающих регистров, сдвигается в параллельном же коде в блок 5. Частота сдвигающих импульсов пропорциональна частоте вращения фрезы, а если количество угловых интервалов п принять равным числу зубьев колеса 2, то равна ей. Изменением частоты, следовательно, можно моделировать изменение скорости резания. Инвертированное значение О.,,, подается в сумматор 6, на выходе которого получаем аналог нагрузки резания . Устройство дает возможность с высокой точностью исследовать процесс зубофрезерования. Состыкованное по подаче оно может быть эффективно использовано Для разработки и оптимизации алгоритма управления и настройки параметров систем автоматического управления зубофрезерными станками. Формула изобретения Устройство для моделирования процесса зубофрезерования, содержащее блок умножения, первая группа входов которЬго является-входами мгновенной оборотной подачи обрабатываемого колеса, блок сдвигающих регистров, блок инверторов и сумматор сигналов нагрузки резания, выходы которого являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены генератор импульсов, счетчик приращений срезанного объема впадины и блок задания нелинейностей, вход которого является входом задания углового пути обрабатываемого колеса, а группа входов - входами задания текущей глубины впадины между зубьями обрабатываемого колеса, выходы блока задания нелинейностей соединены со второй группой входов блока умножения, выходы которого подключены ко входам счетчика приращений срезанного объема впадины, выходы которого соединены с первой группой входов сумматора сигналов нагрузки резания и с информационными входами блока . сдвигающих регистров, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выходы блока сдвигающих регистров через блок инверторов соединены со второй группой входов сумматора сигналов нагрузки резания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 405118, кл. G 06 G 7/48, 1972,

2. Левин А.И. Математическое моле1лирование в исследовании и проектировании станков, М., Мшииностроение, 1978, с. 48, (прототип).