Способ управления поперечной подачей внутришлифовального станка

 

) О П И С А1Й Й -"Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Свеев Сеевтспия

Сециаиистииеаея

Респубиии " 647102

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 010476 (21) 2342319/25-08 с присоединением заявки йа(23) ПриоритетОпубликовано 150279.Бюллетень РЙ 6 (51) М. Кл.

В 24 В 49/00

\„

Государственный комитет

СССР

rtu делам изобретений и открытий (5З) УДК 621.53.08 (088. 8) дата опубликования описания 150239 (72) Авторы изобретения

В.Я. Рюмкин и М.Л. Шлейфер (71) Заявитель Особое конструкторское бюро по проектированию средств автоматизации и контроля и электроэроэионного оборудования (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОИ ПОДАЧЕИ ВНУтРИШНИфОВАЛЬНОГО СТАНКА

Изобретение относится к металло,режущим станкам с системами автоматического управления и может быть использовано на внутришпифовальных станках.

Известен способ, по которому управление осуществляется по величине текущего размера и отклонению формы (1) .

Недостатком этого способа является низкая точность по отклонению формы поверхности, в частности конусиости, поскольку возникающая динамическая погрешность, вызывающая отклонение фактической конусности от заданной, зависит от скорости изменения подачи во времени и следовательно и скорость изменения конусности находится в прямой зависимости от скорости изменения подачи.

С целью повышения точности и производительности по предлагаемому спо собу управление поперечной подачей на участке чистового шлифования производят в два этапа, причем на первом этапе значени подачи устанавливают равным нулю, на втором этапе и на доводочном участке управление по- дачей осуществляют по программе регулирования скорости изменения кояусности в функции конусности, а окончание этапов определяют заданными значениями Koнусности для каждого иэ этапов.

На фиг. 1а показана зависимость скорости изменения конусности от его текущего значения; на фиг. 1б — изменение конусности отверстия за цикл обработки на фиг. 2 — функциональная схема устройства, реализующего способ управления поперечной подачей; на фиг. 3 — принципиальная схема устройства,.С целью сокращения времени чистового шлифования скорость изменения конусности на первом этапе чистового шлифования (1-ый участок графика на фиг. 1а) устанавливается максимально возможной, что соответствуе т ну левому значению поперечной -подачи.

При этом скорость .измененйя:конусности меняется пб экспоненциальному закону, Окончание первого этапа опре" деляется заданным значением конусности К„

На втором этапе чистового шлифования (2-й участок графика на фиг. 1а) зависимость между конусностью и скоростью ее изменения принята линейной.

Коэффициент пропорциональности С между конусностью и скоростью ее изме647102

1 неиия на этом уч астке выбирается из -, следующих соображенйй: а) скорость измейения конусности, " соответствующая"второму заданному значению конусиости К (для цилиндгма

"рических отверстий — нулевому значению), устанавливается равной нулю, б) скорость Ч„ изменения конусности, Соответствующая верхней "i aéèiiå--

К - 4бйустимого отклонения д конусг фс ф ности от заданного значения К, выбирфЫтйя максимально возможнЬй при

Условии, что при этом динамическая

: iioiyеЫность не выходит за границы до" пустимого отклонения конусности.

Выбор Величины линейного участка обусловлен только динамическими ха рактеристиками системы регулирования, т"."е=. ЬИИимФ ьная величина этого участка вйбирается ЙЙ услоВия,:чтМГ сйс»тема ЯГгуЛИфбМ Фйя дойжна успеть реализо вать заданный закон прежде, чем :конус. ность обрабатываемого отверстия до» стйгнет значения K

Способ управленйй поперечной пода чей сФа йка"осуществляется следующим образом.

После этапа чернового шлифования, " " окончанйе котброгб определяется величиной оставшегося припуска, контролируеМого непрерывно в процессе обработки; производится выхаживание.

3 йроцесс»е выхаживания натяги в системе СПИД, а следовательно и конусность обрабатываемого отверстия умень шается с максимальной скоростью, При конусности, равной-первому заданному .значению K„ включается система регулировайия, в процессе которого величина поперечной подачи изменяется таким образом, чтобы обесйечйть заданную, зависимость между ко» йусйбс гью и скоростью ее изменения.

Отклонение фактической скорости изменения конусности от заданной прог раммой в сторону больших скоростей вызывает увеличение йоперечйой подачи, а в сторону меньших скоростейуменьшение подачи. При уменьшении койусности обрабать»ваемого-отверстия

Р

До значениЯ, Равного Кг,,, начинается этап доводочного шлифоваййя, в првцессе которого система регулирования обеспечивает поддержание ко-. нусности обрабатйваемого отверстия на заданном уровне.

При нулевом значении припуска про" изводится отвод шлифовального круга.

Такое управление поперечной подачей позволяет стабилизировать вели"чйЩ участка, на котором производится регулйрование, выбрать этот участок минимальной величины и обеспечить минймальную скорость изменения конусйости в мбмент достижения второ го за@а»нного значения конусности, а следовательно и минимальную погрешность регулирования. Прй-этом время обработки существенно сокращается по сравненйю с прототипом„

Функциональная схема управления, состоит из датчика 1 контроля конусности, усилителя 2, дискретного преобразователя 3 сигнала датчика 1, датчика 4 контроля скорости изменения конусности, сумматора 5, усилителя 6 ьыходного сигнала сумматора„ датчика 7 контроля припуска, дискретного преобразователя 8 сигнала датчика 7, электрического йривода 9 механизма 10 поперечной подачи, технологического звена 11 (станок-приспособление-инструмент-деталь) и пропорционального блОка 12, обеспечивающе го заданную зависимость между конусностью обрабатываемого отверстия и скоростью ее изменения.Причем блок 12 может" быть -включен или в цепь отри- - цательной обратной связи (см. фиг. 2)

®-" *или в цепь задающего воздействия » (это положение блока показано пунктиром).

Принципиальная схема предлагаемого устройства состоит иэ датчика 7 кон25 троля припуска, содержащего каретку 13 с измерйтельным наконечником

14, измерительное сопло 15 и заслонку

16. Сопло 15 соединено ветвью 17 с дискретным преобразователем 8, вы30 полненным в виде сильфонного дифференциальйбго пневмоэлектрического преобразователя, включенного по схеме" с противодавлением.

Датчик 1 контроля конусности состоит из пневматического сопла 18, жестко связанйого с измерительным наконечником 14 датчика 7. Заслонкой для сопла 18 служит обрабатываемая поверхйбсть "отверстия детали 19.

Усилитель 2 вцполнен в виде трехмембраййогб элемента, камеры 20 и 21 .которого соединейы соответственно с соплом 13 и с задатчиком 22.

Ветвь 23 соеднйяет выход усилителя 2 с камерами 24, 25" и 26 коррек46 тирующего блока 27 (на фиг. 2 не показан) и с камерами 28 и 29 датчика 4 консоли скорости изменения

icîHóñHîñòè, причем камеры 24, 26 и

28 соединены с ветвью 23 непосредственно, а камеры,25 и 29 - через инерционные звенья, образованными регулируемЫми дросселями 30 и 31 и емкостями, состоящими иэ объемов со -ответствующих камер и соединительных

65 каналов.

Камера 32 датчика 4 соединена с задатчиком 33. Выходы корректирующего блока 27 и датчика 4 соединены соответственно с камерами 34 и 35 сум6р матора 5, выполненного в виде дифференциального пневмомехайотронного пре-. образователя. Кроме того, выход бло- ка 27 соединен с дискретным преобразователем 3, Выполненным аналогично преобразователю 8.

1Фоссельный сумматор) с подключеенем его к одному из. входой сумматора 5 (см. фиг. 2 . На выходе сумматора 5 формируется электрический сигнал напряжения Ос, пропорциональный разности даялений а Р*Р в,, - Рдвы„. Следовательно при изменении скоростиЧ напряжение Ис также будет постоянным и равным U . Через усилитель 6 (на фиг. 3 не показан) напряжение U

10 подается в схему электрического при- вода 9 управления поперечной подачей, Если в процессе обработки фактическая скорость изменения конусности становится больше заданной программой, то разность давлений ьР увеличивается. Соответственно увеличивается напряжение Ос на выходе сумматора, что вызывает увеличение поперечной-подачи, причем скорость изменения подачи пропорциональна величине сигнала рассогласования между фактическим значением напряжения 0< с заданнйм Ос,д.

При скорости изменения конуснос . ти меньшей заданной, йапряжение ()с уменьшается, что приводит к уменьшению поперечной подачи, а следовательно, к увеличению скорости изменения конусности обрабатываемого отверстия.

Цикл обработки иа станке начинается правкой шлифовального круга и быстрым подводом его к .изделию 19. От автоматического врезного устройства (на фигурах не показано) производится включение черновой подачи ° В процессе шлифования датчик 7 непрерывно следит за съемом припуска с обрабатываемой детали и при снятии чернового припуска преобразователь 8 выдает команду в схему станка на Отключение черновой подачи.

Далее производится выхаживание, в процессе которого по мере уменьшения конусности уменьшается измерительный зазор между торцом сопла 18 и поверхностью обрабатываемого отверстия, что вызывает увеличение давления в измерительной ветви 36.

Давления Р„ ы„ и Р в,,„ уменьшаются и при давлейин Р в„,„, соответствующем первому, заданному значению конусности К„, преобразователь 3 выдает команду на включение системы регулирования.

Напряжение 0 на выходе сумматора 5 с ропорционально разности давленийРщ „

Разах.. При Рзвых. Рявым. = b Р у с . что соответствует напряжению на выходе сумматора 0, фактическая скорость изменения конусности соот ветствует заданной программе.

Давление Р,„ 30 пропорционально давлению Р, форйируемому задатчиком 33, и скорости изменения давления P16blx др

Рзьи = Рггу. + С1 С4 Т dt где

С4 - коэффициент усиления; 35

Т вЂ” постоянная времени инерционного г звена с дросселем 31.

В приведенном на фиг. 3 примере реализации предлагаемого устройства пропорциональный блок 12 как само- . 40 стоятельный узел отсутствует, а заданный коэффициент С пропорциональ" ности между конусностью.обрабатываемого отверстия и скоростью ее иэие" нения настраивается путем изменения 4 постоянной времени Т . Причем Т выбирается из условия, что если скорость Ч» изменения конусности соответствует заданной программе (2-й; участок на фиг. la), To Р9э„, - Р,э„„=

hP =const при всех значениях конусности, соответствующих этому участку.

Следует отметить, что такое выполнение устройства (с настройкой коэффициента С пропорциональности путем изменения постоянной времени Тд )

65 упрощает конструкцию, но его применение целесообразно только при C„61, При коэффициенте C4 > 1 постоянная вреени T существенно возрастает, что и риводит к увеличению погрешности из- 60 мерения скорости Ч„изменения конусности.

В этом случае необходимо применять пропорциональный блок, выполненный в виде самостоятельного узла (например, При отклонении напряжения от заданного напряжения0с1„д.величина чистовой подачи уменьшается таМ, 5 647102 6

Давление Р,в,„, на выходе УсилиТеля 2 и в ветви 23 пропорционально разности давления Р„, формируемого задатчиком 22, и давления Р„

B измерительной ветви 36, соединяющей сопло 18 с камерой 20 усилителя.

Px C, (Р,9 -Pz) где

C - коэффициент усиления, . в соответствии с заданной программой

Корректирующий блок 27 выполнен в виде трехмембранного усилителя и предназначен для компенсации динамической погрешности Р измерения конусности обрабатываемого. отверстия, обуслов» ленной инерционностью пневмосистемц и равной произведению скорости изменения измерительного давления Р„ на время запаздывания изменения давления

Р„ относительно изменения фактичео . кого значения конусности, т.е. давление P ы„ на выходе блока 27 про= порционально давлению Р„в„,„ и скорости его изменения.

С - коэффицйент усиленйя блока 27;

T - постоянная времени инерционного звена с дросселем 30.

При настройке Т = — давление

С» в каждый момент времени будет соответствовать фактическому значению конусности обрабатываемого отверстия.

647102

Формула изобретения

И(тн) Крин

"цаг

"иаУ кдру

1(сск) 7. чтобы свести к минимальной велйчине ёозникшее рассогласование.

При значении конусности обрабатываемого отверстия, равном к у.

Фийнается этап доводочного шлифова.йия, в процессе которого текущее значение конусности асимптотически приближается к заданному значению

К а со стороны больших или меньших значений конусностй; в зависимости от величины динамической "погрешйости в конце чистового шлифования.

При нулевом припуске преобразователь 8 выдает команду в схему станка на отвод шлифовального круга.

Способ управления поперечной подачей внутришлифовального станка с

Черновым, чнстовым и доводочным циклами шлифования по результатам контроля конусности обрабатываемого от верстия и текущего припуска, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности, управление поперечной подачей на участке чистового шлифова ния производят в два этапа, на первом этапе значение подачи устанав" ливают равным нулю, на втором и на

30 доводочном участке управление подачей осуществляют по программе регулирования скорости изменения конусности в функции конусности. у5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Японии 50-30872, кл.74л9, 1975.