Файл: Адаптивное управление металлорежущими станками..pdf

сокращение затрат времени по алгоритму ЭНИМСа может дости­ гать в среднем 40% при числе проходов К > 2.

Если первый проход в начале обработки, или последний в кон­ це, или оба вместе являются неполными (t< t 0), то это не меняет соотношений составляющих общего времени между рассмотрен­ ными алгоритмами за исключением случая, когда в этих проходах t< bi0. В этом случае алгоритм ЭНИМСа сокращает число прохо­ дов, как это видно по рис. 103 и 108.

Рис. 112. Сравнение эффектив­ ности алгоритмов систем СПТ фирмы Siemens и ЭНИМСа (вариант I) для цилиндриче­ ской детали

Для цилиндрических ступеней в случае t0> t > b t0 алгоритмы систем «Siemens» и ЭНИМСа равноценны, различны только затра­ ты времени на проход участков Хн. (а< с). Для глубины t<:bt0,

как и для конических ступеней, в алгоритме ЭНИМСа сокращают­ ся длина рабочих ходов, холостых перемещений и требуемое число проходов. Сравнительная оценка алгоритмов для обработки цилин­ дрической ступени приведена на рис. 112. Уменьшение затрат вре­ мени по алгоритму ЭНИМСа в этом случае для одного из вариан­ тов исходных данных составляет в среднем 15—20% при К > 2.

Последние разработки фирмы Siemens [100] свидетельствуют об отказе от старого алгоритма и вводе в систему СПТ памяти ко­ ординат точек встречи с ОЧК и устройства сдвига начала прохода.

Помимо указанных выше отличий, система ЭНИМСа преду­ сматривает обработку деталей из произвольных заготовок с ис­ пользованием датчика предельной глубины резания (ДПГ), уста­ навливаемого непосредственно на резце на расстоянии ^Пред от вер­

шины (рис. 113).

При применении указанного датчика отпадает необходимость в вычислении Хщ ; инструмент сразу начинает движение, на деталь

из точки 0; при получении команды датчика £>^Пред, например, в точке а (рис. 113, а) в начале прохода интерполятор останавли­ вается и включается перемещение по оеи X от постороннего гене­ ратора до момента определения датчиком ^ ^ Пред'. то же имеет мес­ то и в середине прохода.

ки не представляется возможным из-за необходимости их располо­ жения в зоне обработки с обеспечением надежной защиты от пыли, стружки и охлаждающей жидкости, а также из-за больших неров­ ностей поверхностей и перепадов ступеней заготовки. ДПГ рабо­ тает следующим образом. Поступающий в канал 1 от магистраль­ ной сети воздух с давлением 2—5 атм проходит через дроссель 2 и сопло 3 в атмосферу. К 'камере 4, размещенной между дроссе­ лем и соплом, подключается преобразователь 5 давления в элек­ трический сигнал.

При отсутствии препятствия перед соплом в камере 4 устанав­ ливается некоторое давление, определяемое входным давлением р и сопротивлениями сопла и дросселя (соотношением диаметров сопла dc и дросселя с?др). При этом напор струи воздуха, вытекаю­ щей из сопла, должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить выдувание мелкой стружки и охлаждающей жидкости из зоны сопла.

При появлении перед соплом препятствия на некотором рассто­ янии Ô (таким препятствием является либо торец детали в начале прохода, либо перекрытие отверстия сопла диаметром заготовки при резании) давление в камере 4 повышается, и преобразователь 5 выдает сигнал о том, что t> tnред в схему управления. Исходная настройка преобразователя «а отключение соответствует началь­ ному давлению в камере 4 без препятствия перед соплом.

С учетом возможности перекрытия сопла крупной стружкой

(от датчика силы резания) система ОПТ выдает команду на оста­ нов интерполяторов и отвод резца по оси X (здесь Р0— расчетная уставка силы резания).

Применение ДПГ снижает требования к быстродействию адап­ тивной системы в режиме врезания инструмента в деталь, так как команда о t> t npeд может быть выдана ДПГ в начале прохода до касания иінструхментом детали. При I С ^пред (см. рис. 113,6) режим врезания определяется адаптивной системой.

Испытания датчика на токарном станке показали, что сигнал о превышении заданного припуска может поступать в систему управ­ ления на расстоянии 0,3—0,5 мм до момента врезания резца в то­ рец детали или ступень большего диаметра.

Из приведенных схем обработки видно, что в обоих алгорит­ мах («Siemens» и ЭНИМСа),окончание обработки ОЧК не совпа­ дает, как правило, с последним кадром ОЧК. Это затрудняет пере­ ход на программу последующего чистового прохода или другую программу и требует, как указывалось выше, дополнительных команд и устройств.

Кроме того, недостатком рассмотренных выше алгоритмов яв­ ляется ограничение номенклатуры форм деталей и заготовок, пре­

дусматривающих только возрастание диаметров ступеней при об­ точке (убывание при расточке). Расширение номенклатуры за счет деталей с убывающим диаметром ступеней на базе тех же принци­ пов приводит к еще большему усложнению структуры системы СПТ. В связи с этим был разработан третий вариант алгоритма — алгоритм «параллельных контуров» — с обеспечением по сигналам адаптивной системы информации либо о выходе инструмента из контура заготовки, либо об обработке глубин t^bto.

Рис. 115. Схема алгоритма системы СПТ ЭНИМСа (вари­ ант III) для цилиндрической заготовки

В простейшем случае для обработки деталей из цилиндрических заготовок (рис. 115) с нарастающим значением диаметров ступе­ ней система ОПТ включает только блок определения положения инструмента по оси X (Хн ) в начале каждого чернового прохода

(при работе с ДПГ в этом блоке нет необходимости) и устройства запоминания текущих координат Хт и ZT (при работе с системой программного управления с относительным отсчетом).

Начало цикла обработки детали, показанной на рис. 115, может осуществляться по двум вариантам.

В а р и а н т 1. Если в системе ЧПУ возможна коррекция поло­ жения инструмента по одной или двум координатам, то в програм­ ме ускоренных перемещений (Z„o, УПо) инструмента в начале

ОЧК задается коррекция А на перемещение по оси X и инструмент останавливается в точке В.

Величина X = Kt0 устанавливается оператором на переключате­ лях коррекции пульта управления ЧПУ и рассчитывается с учетом реального припуска, глубины резания tQи числа необходимых про­ ходов К и (К и (0 также устанавливаются на переключателях).

В точке В вводится технологический кадр, обеспечивающий по­

следовательность ряда операций:

перемещение на быстром ходу на величину to (в точку а);

сброс единицы из памяти числа проходов К;

после отработки t0 ввод кадра первой ступени ОЧК и включе­

чается отсчет ZT и ZT (от точки О).

Далее в любом из проходов инструмент перемещается по про­ грамме ОЧК (траектория «параллельного контура»).

Окончание прохода фиксируется либо по команде t ^ b t 0 (сила резания Р^Ртіп), например, для точки b в первом проходе, либо при считывании последнего кадра ОЧК (точка с в четвертом про­ ходе). Необходимость в последующем проходе определяется при (К—і)>0. По команде возврата инструмент возвращается либо в точку начала прохода, например, точка а для ЧПУ с коррекцией X и Z, либо в точку 0 для ЧПУ без коррекции. Одновременно пер­ фолента реверсируется и устанавливается на кадр начала ОЧК. Далее цикл повторяется. Последний проход фиксируется при (К—

—і ) —0; инструмент перемещается от точки 0 полностью по.ОЧК и в конце ОЧК переходит на любую другую программу. Из схемы обработки видно следующее:

окончание обработки ОЧК всегда совпадает с последним кад­ ром программы ОЧК, что упрощает переход на следующую про­ грамму;

необходимость в вычислении величины АХ, как это имело место в предшествующих алгоритмах, и сравнения АХ с величиной До от­ падает;

нет необходимости в устройствах памяти либо номеров кадров встречи инструмента с контуром в данном и предыдущих проходах, либо координат Z встречи с контуром;

значительно упрощается структура и связи СПТ с ЧПУ, что позволяет выполнять систему СПТ в виде приставки к имеющимся в настоящее время системам ЧПУ;

при работе с ДПГ, как уже указывалось, нет необходимости в блоке определения Хн ; одновременно появляется возможность

получения при движении по торцу команд До ДПГ для возврата на следующий проход до момента полного перемещения по про­ грамме до конца торцового участка (для конических ступеней ал-‘ горитм «параллельных контуров» должен сохраняться во избежа­ ние многократных повторений цикла возврата по командам ДПГ);

для обработки без ДПГ резцами с ср>90° может быть упроще­ на конструкция блока определения Хн. за счет следующих измене­

ний алгоритма работы. Инструмент (рис. 116) от точки 0 сразу начинает движение по программе кадра первой ступени.

тельной системы, геометрии инструмента и быстродействию приво­ да, хотя связан с несколько увеличенными затратами времени.

Все возможности алгоритма II, касающиеся обработки дета­ лей из конических заготовок, сохраняются и для алгоритма «парал­ лельных контуров» (алгоритм III). При этом для расширения но­ менклатуры за счет деталей и заготовок, предусматривающих за­ глубление инструмента в деталь, в систему СПТ вводится память заглубления инструмента (И3).

Пример детали с «заглублением», обрабатываемой без ДПГ из произвольной заготовки по алгоритму «параллельных контуров» с регулированием глубины резания по сигналам адаптивной системы t> Іцред, показан на рис. 117. Как видно из схемы обработки, во втором проходе инструмент по программе кадра шестой ступени идет на заглубление в деталь от точки а до точки Ь, где получает команду на возврат для третьего прохода по сигналу Р^Ртіп- Память Х3, выполненная в виде реверсивного счетчика, включает­ ся при знаке минус приращения по оси X в программе и соответ­ ствующем перемещении инструмента. Если к моменту окончания прохода в памяти величина Х3Ф0, то сначала инструмент подни­ мается на величину Х3, а затем возвращается для следующего прохода.