Файл: Адаптивное управление металлорежущими станками..pdf

ной формы из произвольных заготовок, а также о работе системы в случае, когда в последнем проходе инструмент отходит от ОЧК по сигналам предельных значений силы резания или вибраций.

из цилиндрических заготовок [98].

Принцип работы системы СПТ поясняется на рис. 107. В этой системе начальные диаметры проходов (Б, В, Г) программируют­ ся в предположении, что диаметр заготовки равен Ьзаг, а глубина резания должна быть равна tQ. После врезания в деталь глубина резания уменьшается, если действительная сила резания больше установленного предельного значения (при некоторой фиксирован­ ной подаче).

Для следующего прохода инструмент возвращается в исходную точку А, после чего переходит на начало нового по программе. Окончание проходов и обработки аналогично принятому в системе Siemens (по номеру кадра встречи с контуром).

А л г о р и т м ы с и с т е м ы С П Т Э Н И М С а . Как видно из пре­ дыдущих описаний алгоритмов различных систем СПТ, выход на начало прохода осуществляется либо от заданного диаметра заго­ товки на величину /0 с последующей коррекцией фактической глубины по величине силы резания (системы «Fanuc», AEG), либо по вели­ чине силы резания при подрезке торца (система «Siemens»), В системе АСЕМА (вариант I) глубина резания не программи­ руется, но величина припуска не должна превосходить удвоен­ ной величины расчетного значения. Алгоритм системы «Siemens», как указывалось, предъявляет высокие требования к измеритель­ ным средствам. Поэтому в первых образцах систем ОПТ алгорит­ мы типа «Fanuc» и AEG предпочтительнее. Для адаптивных систем

управления станками токарной группы в ЭНИМСе разработаны алгоритмы работы систем ОПТ, расширяющие технологические возможности систем и повышающие эффективность обработки по сравнению с алгоритмами системы «Siemens» и другими. Обяза­ тельным условием при разработке алгоритмов было единство структуры системы ОПТ для обработки деталей из заготовок раз­ личных форм. При обработке деталей из проката с небольшим разбросом диаметров заготовок в партии может быть использован алгоритм I {99], который позволяет осуществлять самопрограмми­ рование траектории черновых проходов без использования датчи­ ков силовых параметров резания. Схема обработки по этому алго­ ритму показана на рис. 106.

Контур заготовки

Рис. 108. Схема алгоритма системы СЛТ ЭНИМСа (вариант I)

После прихода по программе в точку 0 начала ОЧК инстру­ мент либо перемещается на быстром ходу на вычисляемую величи­

До — задаваемая величина допустимого превышения глубины реза­ ния в начале прохода). Величина Д0 в проходе является также ве­ личиной допустимого остатка припуска от черновых проходов, сни­ маемого в чистовом проходе.

Величины бзап t0 и До задаются оператором, что связано с не­ обходимостью их изменения при вариациях условий обработки, например, при больших колебаниях припуска и др. Номер прохода вычисляется самой системой.

После перемещения инструмента на величину ХНі начинается обработка по программе с одновременным вычислением разности

АХ между действительным и программируемым перемещением ин­ струмента по оси X (при ДА>0 выход интерполятора на привод X закрыт). Сигнал о встрече с контуром в данном проходе фикси­ руется системой при АХ«£Д0 или AÂ<Ç0; координата Z, соответст­ вующая этой ситуации, запоминается (например, для точек а, b и др.) и в следующем проходе участки ОЧК за этой точкой не обра­ батываются. Возврат инструмента для нового прохода осуществ­ ляется по памяти текущих перемещений, отсчитанных от точки 0; одновременно перфолента реверсируется и устанавливается на кадр начала обработки ОЧК.

Сигнал о том, что данный черновой проход последний, форми­

ются в чистовом проходе. Если чистовой проход отсутствует, вели­ чина А0 задается равной нулю.

Переход на следующую программу или чистовой проход осу­ ществляется по специальным командам в технологических кадрах программы и может выполняться либо с предварительным возвра­ том инструмента в точку 0, либо с его перемещением непосредст­ венно в исходное положение (точку А); одновременно вводится кадр следующей программы (в частности, снова первый кадр про­ граммы ОЧК, если чистовой контур специально не задан, а обра­ зован постоянным смещением по осям X и Z относительно ОЧК). Алгоритм II предусматривает обработку деталей из поковок с ко­ ническими ступенями. В этом случае требуется измерение силовых параметров резания; на основе этого измерения должна формиро­ ваться команда о превышении заданной глубины резания. При использовании этой команды возможны два варианта работы:

с остановкой интерполятора и последующим перемещением по оси X от‘постороннего генератора на величину, заданную при на­ стройке станка;

без остановки интерполятора с дополнительным перемещением от того же генератора (по аналогии с системой «Siemens»).

Так как при обработке деталей из конических заготовок может быть несколько точек встречи и отхода от контура ОЧК (как это видно на рис. 102, б), то введенные в память координаты Z встре­ чи в данном проходе могут быть сброшены, если в том же проходе оказывается, что ДА>Д0. Поскольку при этом число проходов по припуску в начале ОЧК может быть меньше общего числа прохо­ дов, то для сокращения холостых перемещений по уже обработан: ным начальным участкам ОЧК в системе предусмотрено устройст­ во сдвига начала проходов, включающееся при Хн.=ёД0 или АН/< 0 .

Устройство работает таким образом, что, если до конца отработки заданного в кадре перемещения не было сигналов отхода от ОЧК (^> ^пред), величины Хт и ZT, хранящиеся в памяти, сбрасываются и начинается новый отсчет от положения инструмента в начале от­ работки следующего кадра. Если же такой сигнал был, то запоми­ нается номер отрабатываемого кадра, а величины Хт и ZT продол­

жают отсчитываться от положения в начале этого кадра и не сбра­ сываются до возврата инструмента в начало следующего прохода.

Инструмент возвращается в начало той ступени, на которой произошел первый отвод от ОЧК, причем перфолента при реверсе устанавливается на номер кадра данной ступени; далее вновь включается цикл обработки. Некоторый проигрыш во времени на холостые перемещения по ОЧК по сравнению с возвратом непо­ средственно в точку отхода от контура компенсируется простотой алгоритма и конструкции памяти; возможность возврата непосред­ ственно в точку отхода может быть предусмотрена дополнитель­ ными устройствами памяти, хранящими всю информацию кадра и информацию о состоянии интерполятора в момент отхода от кон­ тура.

Окончание работы ОЧК фиксируется по отсутствию в проходе команд t> ^пред -при условии, что от начала прохода инструмент пе­ ремещался по ОЧК. Остальные элементы цикла аналогичны рас­ смотренному выше. Таким образом, введение в рассматриваемый алгоритм запоминания координаты встречи по оси Z вместо номе­ ра кадра, как в системе «Siemens», сокращает холостые проходы инструмента по обработанным поверхностям ОЧК, а введение ве­ личины допускаемого остатка припуска от любого из черновых проходов (А0) уменьшает длину требуемого прохода и сокращает, как будет показано, количество проходов.

Для иллюстрации эффективности различных алгоритмов можно сравнить затраты времени Ѳ' (система «Siemens») и Ѳ" (система ЭНИМСа) на обработку ступеней простых форм типа конуса или цилиндра из цилиндрической заготовки для следующих условий:

рабочая подача при изменении глубины резания t по сравнению с расчетной t0 изменяется в простейшем случае обратно пропорци­

быстродействие привода подачи условно неограниченно, т. е. до­ пускает мгновенное изменение рабочей подачи при изменении t;

t ^ b t 0 (где Ь<. I — постоянная величина для данного процесса обра­ ботки);

St.x— cso — минутная подача холостого хода (где с>а — посто­ янная величина для данного процесса обработки — с>1);

обработка производится за К проходов с возвратом инструмен­ та для следующего прохода и в конце обработки ОЧК в точку О начала ОЧК.

Для обработки конуса из цилиндрической заготовки в соответ­ ствии с алгоритмом системы «Siemens» и схемой разбиения при­

пуска в каждом проходе (рис. 109) затраты времени складывают­ ся из времени прохода инструментом:

К участков врезания U на подаче sM (на рис. 109 условіио спрямлены; врезанием в деталь в начале прохода Ьренебрегаем); К участков т с переменной глубиной резания t0> t ^ .b t0 на сред­

К участков p — bt0 ctga на подаче sM(ограничение);

Рис. 109. Схема проходов по алгоритму системы СПТ фирмы Siemens

(К-1) участков «отскока» Z0 на подаче s„ (в последнем проходе «отскок» не обязателен);

Кучастков 1+U при возврате по оси Z на подаче sx.x;

Кучастков Хс при возврате по оси X в точку 0 на подаче sx.x;

при смене направления движения (кроме режима самого прохода, где, как было принято ранее, подача регулируется непрерывно, мгновенно меняя значения при изменении t).

Из схемы обработки по алгоритму системы ЭНИМСа (рис. ПО)

видно следующее:

неизменными остаются только затраты времени на проход уча­ стков U, пг, q.