Соломонцев Ю.М. Теория автоматического управления

ющих на устройство сил. Малогабаритное ДУ, предназначенное для встраивания в стыки пар сопрягаемых деталей, показано на рис. 3.9. ДУ состоит из стального (сталь 65Г) упругого корпуса 2, обладающего высокой жесткостью и имеющего сквозной паз. В нем на текстолитовой прокладке 6 неподвижно закреплена разжимная планка 4, которая стянута винтом 5 и жестко крепит гетероэпитаксиальный элемент 3, выполненный в виде камертона, со свободной консолью которого контактирует регулировочный винт 10, выполненный из диэлектрика. Винтом создается предварительный натяг элемента 3. Подвод питания и съем сигналов с элемента 3, поступающих в УПУ (поз. 11), осуществляется через разъем 8. Кожух 1 закрывает измерительную часть ДУ. Два штифта 9 служат ограничителями прогиба корпуса 2 и исключают его поломку. На нижнюю часть корпуса напылен слой 7 твердосплавного материала, обладающего высокой износостойкостью.

Пример использования ДУ показан на рис. 3.10. Устрой- ства /—5 устанавливают в пазы, выполненные в направляющих стола 6 станка по правилу шести точек. Стол в процессе обработки имеет поступательное движение относительно станины 7. Глубина каждого паза такая, чтобы

112

и стол изменяет свое первоначальное положение. В результате деформации корпусов ДУ изменяются пропорционально перемещению точки, в которой они установлены. Сигналы с упругочувствительных элементов 3, возникающие в результате дефор-

вых станках с ЧПУ затруднен чередованием в определенной последовательности заданной УП работы различных инструментов, выполняющих различные виды обработки. На рис. 3.11 представлен универсальный ДУ для САдУ предварительной обработкой на многоцелевых станках. ДУ позволяет получать информацию о ходе различных видов обработки (фрезеровании, рассверливании, зенкеровании, растачивании). Универсальность ДУ обеспечена тем, что стандартная часть измерительной схемы размещена одинаковым конструктивным способом в корпусе каждой оправки, несущей режущий инструмент.

Например, для однорезцового растачивания эта часть, состоящая из призм 8, 11, 18, 19, установлена в корпусе 20 расточной оправки следующим образом: призмы 18 и 19 расположены -непо- движно, каждая соответственно в глухих отверстиях /5 и 4, выполненных в коническом хвостовике оправки. Призмы 8 к 11 расположены в сквозном отверстии 10, выполненном в консоли корпуса, симметрично относительно друг друга и призм 19 и 18.

консоли шпинделя 5 станка. Во внутренней проточке цилиндрн-

113

в ту или иную сторону входных данных заготовок, затуплении режущего инструмента изменяются Р, уху, уг и соответственно Джу, Az и Др. Электрические сигналы, пропорциональные изменениям последних, поступают в УПУ, сравниваются с сигналами ЗУ и УПУ выдает сигнал рассогласования, который подается в блок управления подачей САдУ и в соответствии с кото-

оправок аналогична. Отличаются только их диаметральные размеры, длина и места крепления режущего инструмента. Например, при зенкеровании насадными зенкерами под действием Рг, действующих на каждом зубе инструмента (R — радиус резания), консольная часть оправки скручивается (Мкр = PZR). При этом сечение //—// изменяет угловое положение относительно сече- ния /—/. То же самое происходит с призмами 8 и 11, которые поворачиваются относительно призм 19 и 18, места установки которых не подвергаются деформациям скручивания. В результате луч света перемещается по поверхности фотоприемника на величину Az, пропорциональную возникающему под действием Рг крутящему моменту. Сигнал с фотоприемника, пропорциональный Az, поступает в УПУ. Корректировка процесса обработки осуществляется аналогично вышеизложенной.

При отсутствии какой-либо оправки в шпинделе станка электросхема устройства автоматически отключается. При разработке конструкций ДУ в ряде случаев целесообразно использовать магнитоупругие датчики, работающие на принципе магнитострикционного эффекта. Применение таких датчиков обеспечивает

115

Если параметры U, oos <p, T) изменяются при обработке в пре-

соответствующую коррекцию. Например, при наружном обтачивании заготовки ступенчатого вала нужно учитывать изменение

типа. На шлифовальных станках коррекцию необходимо выполнять с учетом изменения диаметра шлифуемой детали и шлифовального круга, на фрезерных станках — с учетом изменения диаметра фрезы.

Подставляя в формулу (3.4) значение скорости о = 2я#п/1000 и выполнив преобразование, можно получить

NB = kPzRn,

где k — 2я/(60-102-1000) — постоянный коэффициент; R — радиус резания, мм; п — частота вращения шпинделя, мин~г.

Из формулы следует, что при управлении по Pz на основе информации о N или / нужно учитывать R и га. Для получения информации о значении и изменениях К используют специальные датчики положения рабочего органа станка.

Источники информации об изменении Ад определяют статическую характеристику САдУ, т. е. закон изменения выбранной переменной управления. Косвенные методы измерения Ая предполагают наличие функциональной связи между измеряемой величиной и одной или несколькими составляющими Р = (Рх, Ру, PZ). Информация о Лд, учитывающая влияние одной или двух составляющих Р, предопределяет погрешности управления, которые заключаются в том, что изменения управляющего воздействия

где Ая шах и Лд mm — значение упругого перемещения соответственно для наибольшего Zmax и наименьшего гщщ припуска.

117

няется положение оси заготовки относительно вершины инструмента, что приводит к появлению существенных погрешностей формы деталей в поперечном сечении. Сила Рв изменяется не только при смене заготовок, но и при обработке данной заготовки, так как из-за колебания г, Н и затупления режущего инструмента изменяется составляющая Рх силы резания. Для сокращения погрешностей обработки путем стабилизации на определенном уровне силового* замыкания (Pt = const) может быть использована САдУ.

При установке заготовки вала и при ее обработке датчик Д измеряет значение силы Рг, которое сравнивается с заданным, определяемым ЗУ. Если текущее значение силы Ра отклоняется от заданного, то СУ выдает сигнал рассогласования, который усиливается усилителем У и подается на исполнительное устройство ИУ. Последнее изменяет давление в цилиндре задней бабки, непрерывно поддерживая таким образом Ра = const. Данная САдУ сокращает погрешности обработки при черновом и чистовом обтачивании.

При обработке заготовок корпусных деталей и многих других деталей часто используют базирование по плоскости и двум базовым отверстиям. Для этого применяют установочные пальцы (рис. 3.13): цилиндрический / и срезанный 2 в направлении, перпендикулярном к линии центров базовых отверстий. Данная установка имеет погрешность, обусловленную наличием зазоров в сопряжении «палец—базовое отверстие». При обработке партии деталей с использованием указанного способа базирования из-за наличия погрешности установки появляются погрешности обработки, особенно заметные при выполнении, финишных операций.

Погрешности обработки (смещение осей растачиваемых отверстий, отклонение относительно положения осей отверстий и пло-

119