Устройство для идентификации параметров процесса резания

 

О П И С А Н И Е 11 744477

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сева Оаватскнх

Соцнаннатнчаскнх

Республни (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.01.78 (21) 2566596/18-24 с присоединением заявки № (51) М,К .

G 05B 23/02

В 23@ 15/00

Гоо14арственный комите1 (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (53) УДК 6250(088.8) (45) Дата опубликования описания 30.06.80

Il0 делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретенйя В. В. Гичан, Г. Й. Розман, В. А. Крищюкайтис и А. Л. Садовников (71) Заявитель Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРАМЕТРОВ

ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах адаптивного управления металлорежущими станками.

Известны устройства для определения динамических характеристик процесса резания (1), оценка параметров в которых основана на возбуждении упругой системы станка гармоническими колебаниями. Недостаток этих устройств в том, что на прак- 1О тике обеспечить такое возмущение не всегда возможно при определении параметров процесса резания в ходе нормального функционирования станка.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для идентификации параметров процесса резания (2), содержащее последовательно соединенные задатчик силового параметра процесса резания, элемент сравнения, пер- 2О вый усилитель, привод подачи с тахогенератором и датчик силового параметра процесса резания, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения.

Характерными особенностями этого устройства является то, что контроль постоянной времени объекта (процесса резания) осуществляется косвенным путем по одной из составляющих машинного времени на объем с обрабатываемой детали критического припуска.

К недостаткам этого устройства относится наличие запаздывания, равное времени одного цикла обработки детали, что не позволяет оперативно определять параметры, характеризующие динамические свойства процесса резания, которые необходимы для осуществления самонастройки в пределах каждого цикла обработки детали.

Цель изобретения — ускорение процесса определения параметров процесса резания непосредственно в ходе нормального функционирования станка с автоматической системой управления.

Эта цель достигается тем, что устройство содержит два компаратора, первый делитель, второй усилитель, задатчик форсированной подачи и последовательно соединенные фильтр нижних частот, дифференцирующий блок, первый блок памяти, второй делитель, умножитель и второй блок памяти, к разрешающему входу которого через первый компаратор подключен выход элемента сравнения, а к разрешающему входу первого блока памяти — выход второго компаратора, к соответствующим входам которого подключены выход фильтра нижних частот и через второй усилитель выход

744477 отсюда

К Р (О:

3 т задатчика силового параметра процесса резания, причем выходы фильтра нижних частот и тахогенератора соединены со входами первого делителя, выход которого связан со вторым входом умножителя, а выход задатчика форсированной подачи — со вторым входом второго делителя.

Как известно, процесс резания в первом приближении описывается апериодическим звеном. Во время врезания инструмента в изделие переходной процесс описывается известной формулой э — яфК где S@ — форсированная подача; .с — время;

P — силовой параметр процесса резания;

К вЂ” коэффициент передачи процесса резания;

Т вЂ” постоянная времени процесса резания.

Разложив это выражение в ряд и отбросив члены высших порядков, получим у

Дифференцируя это выражение получим

Р = 5ф—

К

Т где а — сопрягающая частота процесса резания.

Таким образом, измерив за начало переходного процесса скорость изменения силового параметра процесса резания и поделив ее на величину форсированной подачи, можно получить значение сопрягающей частоты процесса резания. умножив величину, обратную сопрягающей частоте процесса резания, на коэффициент передачи процесса резания в установившемся режиме можно определить значение постоянной времени процесса резания.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Она содержит задатчик 1 силового параметра процесса резания, элемент 2 сравнения, усилитель 3, привод 4 с тахогенератором Ь, датчик 6 силового параметра процесса резания, фильтр 7 нижних частот, усилитель 8, компаратор 9, делители 10, задатчик 11 форсированной передачи, дифференцирующий блок 12, блок 13 памяти, делитель 14, умножитель 15, блок 16 памяти, клемму 17 и компаратор 18.

Устройство работает следующим образом.

Отфильтрованный от частоты вращения инструмента или изделия в фильтре 7

05 нижних частот сигнал датчика б силового параметра процесса резания поступает в дифференцирующип блок 12. Полученное значение запоминается в блоке 13 памяти.

Сигнал на разрешение записи в блок 13 памяти выдаст компаратор 18, который опрокидывается нри равенстве значения стабилизируемого параметра значению, приблизительно равному 20% от заданной величины установки, которая определяется коэффициентом усиления усилителя О (коэффициент усиления усилителя 8 приблизительно равен 0,2).

Скорость выходной величины выбирается на уровне 20% от заданнои уставом, потому что, если точку на участке переходной характеристики, и которой определяется скорость выходной ьеличины, выбрать раньше, чем система наберет 20% от заданнои установки, то постоянную времени можно определить неточно, так как начальный участок переходной характеристики определяется звеньями, имеющими большее быстродействие, чем процесс резания, т, е., например, постоянными времени датчика.

i-1а выходе делителя 14 образуется частное от деления значения форсированной подачи на запомненное значение производной сигнала датчика б силового параметра процесса резания. При достижении заданного уровня стабилизации компаратор 9 опрокидывается и разрешает блоку 16 памяти запоминать значение произведения. Коэффициент передачи процесса резания К определяется как частное от деления сигнала датчика силового параметра процесса резания на сигнал тахогснератора, который пропорционален подаче.

Учитывая, что ф К= — КТ, Р I(в блок 16 памяти при достижении заданного уровня стабилизации каждый раз при врезании инструмента в изделие будет записываться значение постепенной времени процесса резания, а на выходе делителя 10 будет присутствовать сигнал, пропорциональный коэффициенту передачи процесса резания.

Клемма 17, по которой осуществляется управление от электросхемы станка (на чертеже не показано), производит сброс предыдущих запомненных величин при подключении сбрасывающих входов блоков

13 и 16 памяти к шине нулевого потенциала, а затем на все время памяти соединяет сбрасывающие входы блоков 13 и 16 с источником опорного напряжения.

Таким образом, в ходе нормальной работы станка, оснащенного системой автоматического управления, устройство позволяет быстро определить при врезании инструмента в изделие коэффициенты передаточной функции процесса резания.

744477

Формула изобретения

Составитель В. Васильев

Техред В. Серякова

Корректор О. Тюрина

Редактор И. Грузова

Заказ 1019/4 Изд. Ко 334 Тираж 956 Подписное

1-1ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство для идентификации параметров процесса резания, содержащее последовательно соединенные задатчик силового параметра процесса резания, элемент сравнения, первый усилитель, привод подачи с тахогенератором и датчик силового параметра процесса резания, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса определения параметров процесса резания, оно содержит два компаратора, первый делитель, второй усилитель, задатчик форсированной подачи и последовательно соединенные фильтр нижних частот, дифференцирующий блок, первый блок памяти, второй делитель, умножитель и второй блок памяти, к разрешающему входу которого через первый компаратор подключен выход элемента сравне6 ния, а к разрешающему входу первого блока памяти — выход второго компаратора, к соответствующим входам которого подключены выход фильтра нижних частот и

5 через второй усилитель выход задатчика силового параметра процесса резания, причем выходы фильтра нижних частот и тахогенератора соединены со входами первого делителя, выход которого соединен со

10 вторым входом умножителя, а выход задатчика форсированной подачи — со вторым входом второго делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Г5 1. Авторское свидетельство СССР

Ко 406703, кл. В 23@ 15/02, 1968.

2. Михелькевич В. И. Автоматическое управление шлифованием. М,, «Машиностроение», 1975, с. 279 †2, рис. 6.17 (прото20 тип) .