Комплексное управление статической и динамической настройкой технологической системы

Указанное управление обеспечивает автоматическое управление и точностью, и производительностью обработки. В САдУ, реализующих этот способ, используется контур управления размером А_с и контур управления размером А_д.

Производительность механической обработки практически прямо пропорциональна продольной подаче S при конкретных условиях резания, определенных значениях t, Н, υ. Поэтому для сокращения основного времени обработку следует выполнять с S_max, соответствующей полному использованию режущих спо­собностей инструмента, динамических возможностей станка при условии обеспечения заданной точности обработки.

При черновой или получистовой обработке, как правило, S_maxограничивается предельным значением вектора силы реза­ния Р, при котором исключаются возможности поломки и недо­пустимого деформирования одного из звеньев технологической системы. На некоторых станках при силовом резании S_maxогра­ничивается мощностью N привода.

При обработке заготовок нормальной твердости с небольшой величиной tабсолютное значение Р невелико и S_max ограничи­вается требованием обеспечения заданной шероховатости обра­батываемой поверхности, что особенно важно при чистовой обра­ботке.

Таким образом, критериями оценки оптимального значения S являются наибольшее предельное значение упругого перемещения на замыкающем звене А_д.пр = y_пр,соответствующее предельному значению нагрузки, при которой исключается возможность по­ломки наиболее слабого звена технологической системы; наи­большее значение подачи S_Δ, при котором достигается заданная шероховатость обрабатываемой поверхности.

Регулирование размера А_с обеспечивает получение заданной точности размеров А_д детали при обработке с различной S. Величина упругого перемещения А_дi на замыкающем звене изме­няется в зависимости от подачи S₁, S₂, S₃, ..., S_n и принимает соответственно значения А_д1, А_д2, А _С, .... А _дn. Однако сумма размеров А_с и А_достается постоянной, т. е.

А_Δ =А_с1 + А_д1 = А_с2 + А_д2 =… =А_сn + А_аn = А_p= const.

Среди всей парной совокупности значений А_си А_д = у,обеспечивающей получение заданной точности размера детали, имеются оптимальные значения А_д.оп, А_с.оп, которые соответствуют обработке с оптимальной подачей S_oп, т.е. с максимальной для данных условий производительностью.

Изменения величины упругого перемещения, вызванные ко­лебанием входных данных заготовки или затуплением режущего инструмента, компенсируются при этом регулированием раз­мера А_с. Если на какой-либо заготовке или ее обрабатываемом участке поверхности величина упругого перемещения возрастает настолько, что может превысить значение А_д.пр, то выполняется коррекция размера динамической настройки путем регулирова­ния продольной подачи S в сторону ее уменьшения до того нового оптимального значения, при котором А_д = А_д.пр = const. Если при врезании возникающая величина упругого перемещения А_д > А_д.пр, происходит аналогичное регулирование подачи в сто­рону уменьшения до значения S < S_Δ. При работе в этом режиме размер А_с =const, так как упругое перемещение стабилизируется путем регулирования подачи А_д = А_д.пр = const. Однако если на обрабатываемом новом участке А_д < А_д.пр, то выполняются регулирование размера А_с и регулирование подачи в сторону увеличения до S = S_Δ.

САдУ размерами А_с и А_д состоит из двух контуров управле­ния с общим ДУ (рис. 61). САдУ работает по следующему алгоритму:

А_с= А_р;Δ_с=А_д; . (18)

Рис. 61. Структурная схема САдУ размерами статической

и динамической настройки токарного полуавтомата

Посредством ДУ, состоящего из упругого резцедержателя 1и индуктивного датчика 2,шток которого упирается в регулиро­вочный винт 3, непрерывно измеряется размер А_д. Первый кон­тур САдУ является следящей системой размером А_с, обеспечивающей изменение А_с за счет малых перемещений суппорта в радиальном направлении на величину Δ_с = А_д. Перемещения осуществляются посредством реверсивного механизма 5, встроенного в рычаг упора щупа. Высокая точность перемещений обеспечивается введением в систему отрицательной обратной связи. Датчик обратной связи, расположенный на рычаге упора соосно со сле­дующим гидрораспределителем 7, измеряет поднастроечное пере­мещение суппорта по смещению щупа 8.

Второй контур САдУ является системой, управляющей разме­ром А_д; в него входят с ЗУ1предельной величины y_пр и ЗУ2предельного значения S_Δ. Контур обеспечивает в процессе обра­ботки автоматический поиск и стабилизацию оптимального зна­чения продольной подачи. Бесступенчатое регулирование 5 выполняется следящим гидрораспределителем СГс электроуправлением, который встроен на выходе гидросистемы станка.

Информация о величине у = А_д в виде сигнала U₁непрерывно поступает с датчика 2в СУ1и СУ2.В СУ1 подается также сиг­нал U₁от датчика 6. Сигнал рассогласования усиливается в уси­лителе У1и подается на электродвигатель 4механизма 5,обеспе­чивающего регулирование разме-ра А_с.На СУ2от ЗУ1 поступает сигнал U₅,пропорциональный y_пр. Сигнал рассогласования усиливается усилителем У2и через ограничитель подачи ОПподается на СГ. Наличие ЗУ1, ЗУ2и ОПобеспечивает непрерыв­ное формирование сигнала U₉, который соответствует критерию оптимального значения продольной подачи. Таким образом, САдУ следит в процессе обработки за величиной упругого перемещения, внося соответствующие поправки в программу размера А_си путем регулирования S производит управление размером А_д.

Комплексное управление размерами А_си А_д обеспечивает наибольшую производительность механической обработки. Такой способ управления особенно эффективен при работе на станках с ЧПУ и многооперационных станках в условиях мелкосерийного производства.