книги из ГПНТБ / Адаптивное управление металлорежущими станками

1. Снижение эффективности из-за замены алгоритма (34) алго­ ритмом (40). При некоторой глубине резания t0 и радиусе точения Ri удельные затраты составляют

При работе с постоянным числом оборотов шпинделя скорость резания равна

Ri

где ?* = — ■

Тодда стойкость (если n z = 0, подача не зависит от V и радиуса точения и равна sp)

Отношение удельных затрат, получаемых при одинаковых воз­ мущающих воздействиях и радиусах точения (ів одном случае с реализацией упрощенного, а в другом полного алгоритма), на­ зовем коэффициентом повышения удельных затрат q 3A

Численный расчет <?ЭА следует провести в условиях наименьшей эффективности работы по алгоритму (34).

При реализации алгоритма (40) мощность резания не остается постоянной я изменяется в зависимости от радиуса точения: <fw=<p^.

только при фд<1, т. е. при R i< R maXy так как в 'противном случае мощность резания будет больше расчетной. Из рис. 42 (кривая 1)

видно, что эффективность регулирования снижается тем быстрее, чем больше радиус точения отличается от расчетного: так, при ?к = 0,6 удельные затраты увеличиваются по сравнению с опти­

мальными уже на 37%. Очевидно, использование алгоритма (40) рационально только при малых перепадах обрабатываемых диа­ метров.

ф п - і ; 2 - Ф д Г і ; Ф „ - 1

2. Снижение эффективности из-за замены алгоритма (34) ал­ горитмом (41). Аналогично предыдущему случаю коэффициент снижения эффективности с учетом изменения стойкости

ypsp І+Фр'РТ’1

Коэффициент q3A может быть меньше 1 при фд <1; при этом,

однако, увеличивается сила резания. При недопустимости превы­ шения начальной силы резания расчетный режим должен устанав­ ливаться для минимального радиуса точения, чтобы в процессе то­ чения соблюдалось неравенство q>R >1 (ем. рис. 42). При недопус­

тимости превышения заданной силы резания АС, поддерживающая постоянство мощности резания при постояйной скорости вращения шпинделя, менее эффективна, чем системы, обеспечивающие посто­ янство силы резания и скорости резания или 'постоянство силы резания и скорости вращения шпинделя.

3. Снижение эффективности при реализации алгоритма (46) и неправильной оценке вида возмущающего воздействия.

Сравнение удельных затрат дает

Здесь индексом р обозначены параметры, которые имеют мес­ то при соответствии е истинному сочетанию вариаций ф,и фй в данный момент обработки.

Т а б л и ц а 4

рассчитано при (p,= l, а в действительности фя = 1; во второй стро­ ке, когда ів рассчитано для фя=1, а в действительности ф(=1. Из таблицы видно, что погрешности из-за несоответствия величины е переменному возмущающему воздействию могут быть весьма ве­ лики.

4. При использовании алгоритма (51) основное снижение эф­ фективности происходит, как и в пункте 3, из-за несоответствия по­ казателя степени g переменному возмущающему воздействию.

Пусть | = |<, а в процессе обработки уменьшилась твердость.

Тогда

»

fs, :?н’46 при этом изменение стойкости

Если бы при изменении твердости вместо et был правильно взят показатель степени g# , подача была бы равна

?sp = ? Н

а стойкость не изменилась бы, т. е. срг равнялось бы 1. Следова­ тельно, коэффициент повышения удельных затрат равен

I -f 0,25у5,92

зации составляют 40%.

Если система реализует регулирование с Ін вместо | 4при ф ^ І , коэффициент повышения удельных затрат еще больше.

В л и я н и я шот р е ши о с т е й в т о р о й г р у п п ы .

1.Влияние погрешностей измерения силы резания в АС, реа­

лизующей алгоритм (34). Ори регулировании по этому алгоритму

Рр— фактическая сила резания, действующая тогда, когда вы­ ходной сигнал датчика силы означает силу Рд;

sp — подача, которая должна была бы быть, если бы сила бы­ ла равна Рл-,

sa — действительная подача.

Если датчик «преувеличивает» действующую силу, фактическая подача меньше,той, которая должна быть. Следовательно, факти­ ческая стойкость больше расчетной при sp:

Урп

9т~

а коэффициент повышения удельных затрат равен

Цэти

Рис. 43. Зависимость коэффициента повышения удельных затрат от погрешности измерения силы

Изменение коэффициента повышения удельных затрат в зависи­ мости от погрешности измерения показано на рис. 43. Так как при

силы влияет на эффективность регулирования почти прямо пропор­ ционально (например, при фРош = 0,9 снижение эффективности со­

ставляет 10%).

Тесную связь эффективности с точностью измерения силы сле­ дует учитывать в системах, предназначенных для станков с ЧПУ.

2. Влияние погрешностей измерения для случая, когда стаби­

большие погрешности, чем при измерении силы. Например, зани­

Определение /Сус и ôCT рассмотрим на примере системы стаби­ лизации силы (рис. 45). Звенья этой системы в статике могут быть описаны уравнениями:

регулятора

Us = KyAUpz ;

привода подачи

s= K npUs ;

Рис. 45. Схема к расчету статической ошибки ре­ гулирования

процесса резания

датчика силы

В процессе резания обычно К'ус —const, а величина возмущаю­ щего воздействия t переменна; следовательно, в процессе резания

может гізменяться как коэффициент усиления, так и статическая погрешность.

Для оценки влияния статичеокой погрешности следует опреде­ лить отличие действительной подачи $д от расчетной sp. Величина sp должна быть взята для тех же возмущающих воздействий, но при расчетной силе Рр. В этом случае

<Ps

Из уравнения системы стабилизации следует, что

р _ р К у с

1+/Сус

тогда

Из-за изменения подачи изменяется стойкость инструмента

- «V

т

Тогда коэффициент повышения удельных затрат

Из рис. 46 видно, что для обеспечения эффективной работы си­ стемы регулирования коэффициент усиления должен быть не ме­ нее 8—10.

Задача усложняется влиянием возмущающих воздействий на ве­ личину коэффициента усиления. При использовании АС только для регулирования при случайных вариациях возмущающих воздейст­ вий величина этих вариаций сравнительно невелика и соответст­ венно невелико изменение Ку0. Так, для принятого в предыдущем разделе диапазона изменения глубины резания от ф ,= 1 до ф, =0,5 коэффициент усиления изменяется всего в два раза, и для поддер­ жания коэффициента повышения удельных затрат на уровне 1,05 коэффициент усиления должен быть 10 при минимальной глубине резания (ф( = 0,5) и 20 при ф, = 1.

Соответственно на (минимальном диаметре

вотличие от полученного ранее значения

=R m in _

3. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗАНИЯ

Силовые характеристики процесса резания определяют путем измерения силы резания или ее составляющих по координатным осям (в соответствии с рекомендациями ISO[7]), момента резания на шпинделе и мощности, затрачиваемой на резание.

Требования к средствам измерения силовых параметров. Тре­ бования, предъявляемые к измерительным средствам, следует рас­ сматривать в двух аспектах: общие требования и требования, обусловленные спецификой конструкции металлорежущих станков. Эти требования тесно связаны между собой и во многих случаях противоречивы.

Под общими требованиями понимаются требования по чувстви­ тельности, мощности выходного сигнала, точности измерения, час­ тотному диапазону измерений (быстродействию), надежности, всегда предъявляемые к конструкции датчиков. Требования, обус­