19.Адаптивная система оптимального управления

Термин адаптивное управление включает в себя автоматическую систему, предназначенную для управления и регистрирования непосредственно процесса резания.

В качестве параметров, которые используются для оценки качества протекания процесса резания используются практически все выходные параметры резания подлежащие измерению.

1. Сила резания.

2. Температура.

3. Мощность резания (потребляемая мощность двигателя).

4. Ток в обмотках двигателя.

5. Крутящий момент.

6. Тяговое усилие (в целях подач).

7. Амплитуда вибраций ит.д.

Адаптивная система влияет на процесс резания через входные параметры:

Переменная геометрия инструмента.

Жесткость инструмента.

Скорость инструмента.

Подача.

Устройство системы адаптивного управления (САДУ).

Принципиальная особенность САДУ. До появления этих систем такой фактор как режимы резания считается относительно-стабильным, то есть в процессе обработки детали, на определенных этапах обработки, режимы резания оставались неизменными (n=const, So=Sz=const) и могли меняться только лишь при переходах от одного этапа обработки к другому (с черновой на чистовую).

Поэтому развитие станков с ЧПУ, автоматических линий, агрегатных станков, шло по пути обеспечения постоянных режимов резания, а не их изменяемости, вместе6 с этим из опыта ручной обработки хорошо известно, что возможны ситуации, когда первоначально установленные режимы резания нуждаются в корректировке. Станочник выполняет функцию адаптации, подстраивает режимы резания под ситуацию.

Возникла проблема осуществления связи автоматической программы обработки с автоматическим поиском оптимальных режимов резания.

Рациональная область эксплуатации САДУ.

В условиях переменных сечений среза (глубина, ширина).

В условиях непостоянства механических свойств заготовки (НВ).

В условиях непостоянства жесткости заготовки (j_заг).

В условиях, когда лимитирующим фактором является интенсивность износа инструмента (h_оп).

В условиях чередования обработки и воздушных зазоров.

САДУ: системы предельного управления (критерий оптимальности - минимальная погрешность обработки, минимальный износ), системы оптимального управления(максимальная производительность)

20.Адаптивная система предельного управления для станка с нежестким суппортом

Y_{суппорта}=P_y/j_{суппорта}. j - жесткость.

Если обрабатывать заготовки с постоянными режимами резания, то как правило имеет место значительный разброс обработанного диаметра, часто превышающий допуски. Причина: непостоянство силы резания в следствии:

Нестабильности механических свойств заготовки

Нестабильные припуски

Нестабильные режущие свойства инструментального материала

Для уменьшения разброса уменьшают силу - уменьшается производительность.

Случай преимущественного влияния жесткости суппорта при обработке коротких заготовок большого диаметра.

Рассмотрим теоретическую модель податливости.

– погрешность на диаметр

Тогда составляющая силы резания

- сопротивление материала пластическому сдвигу.

- угол наклона условной плоскости сдвига.

Основными возмущающими факторами, вызывающими изменение силы резания является колебания припуска и колебания механических свойств (например, твердости).

Чтобы минимизировать колебания силы резания необходимо обеспечить условие:

– Жесткость суппорта.

Тогда закон управления системой

Система адаптивного управления руководствуется не формулой, а закономерностью.

Получая информацию из зоны резания и также в зону резания выдавая управляющее воздействие ( , ).

Пусть контролирующим параметром является деформация суппорта.

Адаптивная система помимо управляющих входных сигналов должна иметь эффективные выходные сигналы четко связанные с изменением силы резания.

Податливость суппорта можно определить как прямыми так и косвенными методами. Можно непосредственно измерить его перемещение с использованием специальных датчиков или косвенно по величине силы, измеряя деформацию резца или другого чувствительного элемента.