3.8. Комплексное управление статической и динамической настройкой технологической системы

Эффективным способом адаптивного управления ходом технологического процесса на станках является комплекс- ное управление статической и динамической настройкой, обеспе- чивающее автоматическое управление как точностью, так и про- изводительностью обработки. В САдУ, реализующих этот способ, 133

используются контур управления размером А0 и контур управле- ния размером Лд. Производительность механической обработки практически прямо пропорциональна продольной подаче S при конкретных условиях резания, определенных значениях t, H, v. Поэтому для сокращения основного времени обработку следует выполнять с Sou*, соответствующей полному использованию режущих спо- собностей инструмента, динамических возможностей станка при условии обеспечения заданной точности обработки. При черновой или получистовой обработке, как правило, Sou* ограничивается предельным значением вектора силы реза- ния Р, при котором исключаются возможности поломки и недо- пустимого деформирования одного из звеньев технологической системы. На некоторых станках при силовом резании 5ш»х огра- ничивается мощностью N привода. При обработке заготовок нормальной твердости с небольшой величиной t абсолютное значение Р невелико и 5Шах ограничи- вается требованием обеспечения заданной шероховатости обра- батываемой поверхности, что особенно важно при чистовой обра- ботке. / Таким образом, критериями оценки оптимального значения S являются наибольшее предельное значение упругого перемещения на замыкающем звене Лд.„р = #пр, соответствующее предельному значению нагрузки, при которой исключается возможность по- ломки наиболее слабого звена технологической системы; наи- большее значение подачи Sv, при котором достигается заданная шероховатость обрабатываемой поверхности. Регулирование размера Лс обеспечивает получение заданной точности размеров Лд детали при обработке с различной S. Величина упругого перемещения ЛД| на замыкающем звене изме- няется в зависимости от подачи Slt St, S , Sn и принимает соответственно значения ЛД1, Лм, Аю, ..., Л„«. Однако сумма размеров Л0 и Лд остается постоянной, т. е. Лд = ЛС1 + Ал = = Лс, + Лда =• • • = Лся + Лдп = Лр = const. Среди всей парной совокупности значений Л0 и Лд = у, обеспечивающей получение заданной точности размера детали, имеются оптимальные значения Ля. оп, Л0.оп, которые соответ- ствуют обработке с оптимальной подачей Son, т. е. с максималь- ной для данных условий производительностью. Автоматическое отыскание и стабилизация значений Son» Лс.оп, Лд.оп обеспечиваются комплексным регулированием раз- меров Л0 и Лд. При таком регулировании задают Act = Лр,. Подвод и врезание режущего инструмента в заготовку выпол- няется с максимальным значением Sv, обеспечивающим заданную шероховатость поверхности. С момента врезания измеряется Лд и изменяется Л0 на эту же величину Д0 = Лд в противоположном направлении. Если при резании Ля < Лд.Пр, то обработка вы-

Рис. 3.23. Структурная схема САдУ размерами статической и динамиче- ской настройки токарно- го полуавтомата

' Спид полняется с наибольшим допустимым по частоте значением по- дачи S = Sv. Изменения величины упругого перемещения, вызванные ко- лебанием входных данных заготовки или затуплением режущего инструмента, компенсируются при этом регулированием раз- мера А0. Если на какой-либо заготовке или ее обрабатываемом участке поверхности величина упругого перемещения возрастает настолько, что может превысить значение Ап. пр, то выполняется коррекция размера динамической настройки путем регулирова- ния продольной подачи S в сторону ее уменьшения до того нового оптимального значения, при котором Ая — Лд.пр = const. Если при врезании возникающая величина упругого перемещения Ая > > Лд.пр, то происходит аналогичное регулирование подачи в сто- рону уменьшения до значения S < Sv- При работе в этом режиме размер Ас = const, так как упругое перемещение стабилизируется путем регулирования подачи Ая = Ая. пр = const. Однако если на обрабатываемом новом участке Ак < Лд.пр> то выполняется регулирование размера А0 и регулирование подачи в сторону увеличения до S = Sv. САдУ размерами А0 и Ая состоит из двух контуров управле- ния с общим ДУ (рис. 3.23). САдУ работает по следующему алгоритму: •-Sv Ас = Л„: Ас = Л,,; lira S IP» д> -*• Sf — Посредством ДУ, состоящего из упругого резцедержателя / и индуктивного датчика 2, шток которого упирается в регулиро-. вочный винт 3, непрерывно измеряется размер Ая. Первый кон- тур САдУ является следящей системой размером Л0, обеспечи- вающей изменение Ае за счет малых перемещений суппорта в ра- диальном направлении на величину Д0 == Лд. Перемещения осу- ществляются посредством реверсивного механизма 5, встроенного в рычаг упора щупа. Высокая точность перемещений обеспечи- 135

вается введением в систему отрицательной обратной связи. Датчик обратной связи, расположенный на рычаге упора соосно со сле- дующим гидрораспределителем 7, измеряет поднастроечное пере- мещение суппорта по смещению щупа 8. Второй контур САдУ является системой, управляющей разме- ром Ая; в него входят с ЗУ/ предельной величины ynv и ЗУ? предельного значения S?. Контур обеспечивает в процессе обра- ботки автоматический поиск и стабилизацию оптимального зна- чения продольной подачи. Бесступенчатое регулирование S выполняется следящим гидрораспределителем СГ с электроупра- влением, который встроен на выходе гидросистемы станка. Информация о величине у — Ал в виде сигнала U^ непрерывно поступает с датчика 2 в СУ/ и СУ2. В СУ1 подается также сиг- нал f/j от датчика 6. Сигнал рассогласования усиливается в уси: лнтеле У/ и подается наг электродвигатель 4 механизма 5, обеспе- чивающего регулирование размера Ас. На СУ2 от ЗУ/ поступает сигнал L/SI пропорциональный «/пр. Сигнал рассогласования усиливается усилителем У2 и через ограничитель подачи ОП подается на СГ. Наличие ЗУ/, ЗУ2 и ОП обеспечивает непрерыв- ное формирование сигнала Ut, который соответствует критерию оптимального значения продольной подачи. Таким обр азом, САдУ следит в процессе обработки за величиной упругого перемещения, внося соответствующие поправки в программу размера Ас и путем регулирования S производит управление размером Ая. Комплексное управление размерами Ай и Лд обеспечивает наибольшую производительность механической обработки. Такой способ управления особенно эффективен при работе на станках с ЧПУ и многооперационных станках в условиях мелкосерийного производства.