Автоматизированная система управления режимами резания

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено26.10.73,(21) 1966556/18-24 с йрисоеднненнем заявки ¹ (23) Приоритет

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

3 ввудврвтввннвй квмнтвт

Свватв Инннатрав СССР вв двлвм нзобретнннй н втнрмтнй (43) Опубликовано2 т.ОЗ.76 Бюллетень № I

I (45) Дата опублнкования описания 22.04.76 (72} Авторы изобретения

В. B. Каминская,,В. Т. Портман и А. А. Руссо (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследователь =кий институт металлорежущих станков (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

РЕЖИМАМИ. РЕЗАНИЯ

Изобретение касается автоматики и ,вычислительной техники и может быть ! применено на станках-автоматах и полу,автоматах для автоматизированного управ, ления режимами резания.

Известнт- автоматизированные системы управления режимами резания, содержаImme блок датчиков состояния обрабатыва ющего инструмента и блок формирования формального критерия, подключенный че1 ! рез оптимизатор к блоку управления сме ной инструмента и к блоку управления .исполнительными органами.

Целью изобретения является повышение точности системы в работе, Это достигается тем, что в систему

:введены блок ввода априорной экономичеС кой информации, блок вычисления вероят ности отказа обрабатывающего инструмен та, блок формирования экономического

;критерия и последовательно соединенные блок датчиков ограничиваемых параметров процесса резания, блок усреднения и блок ! сравнения ограничиваемых параметров, выход которого соединен со входом блока

2 Фф

1формирования формального критерия, выходы блока ввода априорной экономической информации соединены со входами бло- ка формирования экономического критерия .и оптимизатора, блок датчиков состояния !

|обрабатывающего инструмента, щодсоединенный к блоку управления сменой инстt ,румента, через блок вычисления sepoa ности отказа инструмента связан с бло 0,ком формирования экономического крите,рия, выход которого подключен ко входу !

1блока формирования формального критерия.

На чертеже показана схема предлагаемой системы, в которую входят станок 1 !

15, с обрабатывающим инструментом и испол нительными органами, блок 2 датчиков ,1 ,, состояния; обрабатывающего инструмента,,например величины износа, поломки или выкрашивания режущей кромки, блок 3 да т рО ;чиков ограничиваемых параметров процес;са резания, например силы или момента резания, вибрации и температуры в зоне резания, блок 4 вычисления вероятности отказа инструмента, блок усреднении 5, И блок 6 формировании экономического кри. . () 7 >«(() C -С- у,.() 1 3

С 3 С Р, °, 3 герия, блок сравнения 7, блок & формирования формального критерия, оптимизатор

9, блок 1О угравления сменой инструмента, устройство 11, сигнализирующее о цосе тижении оптимал ного режима резания, блок 12 ввода априорной информации и блок

13 управления исполнительнылщ органами, т

В начале работы на станке 1 устанавливают режимы резания, рассчитанные, 1 например, на основе справочных данных или производственного опыта. Блок 2 датчиков состояния обрабатывающего инструмента вырабатывает сйгналы об износе инструмента; налччии или отсутствии его поломки, Данные передаются в блок 4 вычисления вероятности отказа инструмента, где накапливается информация из блока 2 и вычисляются оценки вероятности

/ отказа инструмента, значения которых используются в блоке 6 формирования эко номического критерия, на выходе которого вырабатывается сигнал, выражаемый формулой: где gg вероятность возникновения

g- той ситуации (ситуацией называется отказ по той или иной причине и работа без отказа);

С(- затраты, вызываемые а -той ситуацией;

m - число ситуаций.

Cm калы из блока 3 датчиков ограничиваемых параметров процесса резания после их усреднения по времени в.блоке усреднения 5 поступают в блок сравнения

7, на выходе которого вырабатывается сигнал, выражаемый формулой - (а. -Га 1),eCh(a O f а 1, k

О yoch Q. (f (: где, O. (j 1,2...„й, ) — усредненное фактическое значение 1 -того ограни« чиваемого параметра;

Со.g - его допустимое значение.

Таким образом если все ограничиваемые параметры процесса резания находятся в допустимых пределах, сигнал на вы-( ходе блока 7 сравнения равен нулю, в противном случае появляется сигнал, пропорциональный квадрату разности отклонения, Сигналы из блока формирования экономического критерия 6 и блока сравнения

7 вместе с необходимой априорной информацией из блока 12 ввода априорной экономической информации поступают в блок ,8 формирования формального критерия, па вь(Оде кО1 )гого в " " . ((,((()(н ((((< и( вида: где Х вЂ” множители Лагранжа, опреде3 ляемые из условия

ЭС

=О: а

Й - кол ч ограничиваемых параметров.

Экстремумы (и (имеют место при одних и тех же значениях управляемых параметров. Структура критерия C no воляет не прерывать обработку и ее оптимизацию при нарушении ограничений на параметры процесса резания.

Сигнал с выхода блока 8 формирования формального критерия поступает в оптимизатор 9, который за счет осуществления одного из эффективных )алгоритмов поиска экстремума по нескольким переменным (управляемым параметрам), ищет минимум критерия,, а следовательно и С. ВыI рабатываемые в процессе поиска значения управляемых параметров, например подача, скорость резания, период принудительной смены инструмента, передаются в блок

1О управления сменой режущего инструмента и блок 13 управления исполнительными органами, что приводит к изменению режима резания, Последнее ведет к изме нению сигналов на входах блока 2 датчиков .состояния обрабатывающего инструмента и блока 3 датчиков ограничиваемых параметров процесса резания и т. д.

При нахождении минимума C сигнал о достижении оптимального режима резания поступает в устройство 11, сигнализируюшее о достижении оптимального режима резания, и в дальнейшем обработкц ведется при найденных значениях управляемых параметров. При изменении какж-ли,бо свойств процесса резания, например при ! переходе на новую партию инструмента, соответствующая информация поступает в блок 12 ввода априорной экономической информации, а оттуда в оптимизатор 9, после чего начинается процесс нового поиска экстремума или его уточнения, При внезапной ".(оломке инструмента ко» манда на смену инструмента поступает из блока 2 датчиков состояния обрабатывающего инструмента непосредственно в блок

10 управления сменой инструмента.

Предложенная система позволяет повысить экономическую эффективность работы станков-авчоматои и по))уавтол(атои за счет более точного учета очка:)о» инсц,у5 мента и фактически реализуемых при реза нии зависимостей ограничиваемых парвматров от управляемых.

Формула изобретения

Автоматизированная система управления режимами резания, содержащая блок дат чиков состояния обрабатывающего инстру мента и блок формирования формального критерия, подключенный через оптимиза, тор к блоку управления сменой инструмен та и к блоку управления исполнительны,ми органами, о т л и ч а ю щ а я с s тем, что, с целью повышения точности в работе и нее введены блок ввода апри орной экономической информации, блок

I вычисления вероятности отказа инстру,мента, блок формирования эконо,(ячеекu; ) критерия и последовательно соединениями блок датчиков ограничиваемых параметров процесса резания, блок усреднения и блок сравнения ограничиваемых параметров, выход к(.roporo соединен со входом блока формирования формального критерия, выходы блока ввода априорной экономи-. ческой информации соединены со входами р блока ф4рмирования экономического кря рия и оптимизатора, блок датчиков свето яния обрабатывающего инструмента, под-соединенный к блоку управления смолой инструмента, через блок вычисления вер< — . рб ятности отказа инструмента связан с 6 — ом формиров уия экономического критер: я, ыход которого подключен ко входу б.юк:.: рмирования формального критерия.

Составитель Н. Белинкова

Редактор .Е. Кравцова Техред А. Демьянова Корректор Н, Бугакова

Заказ 143 Тираж 1029 .Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фи яал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина. 1Оl