Файл: Корытин, А. М. Оптимизация управления металлорежущими станками.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 91

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

которая выполнена' на резисторах R1—R4, реле РП и микро­ переключателях 1МПЗМП. Контакт реле РП включен в схему управления приводом подачи бабки пильного диска.

Производительность фрезерно-отрезного станка определяется режимами резания. Для исключения повышенного износа зубь­

ев пильного диска, предохранения

пильного диска от

поломки

и выкрашивания

зубьев

необходимо,

чтобы выбранной

скорости

резания

соответствовала

такая

ж_/

 

величина

подачи,

при

которой А

 

В

С

 

вращающий момент на шпин­

 

 

 

деле не превышал бы допусти­

 

 

 

мого значения. При работе

 

 

 

станка

включается асинхрон­

 

 

 

ный электродвигатель АД при­

 

 

 

вода вращения пильного диска

 

 

 

и

гидропривод.

Происходит

 

 

 

зажим заготовки и ускоренный

 

 

 

подвод бабки пильного диска.

 

 

 

 

Перед

врезанием

бабка

 

 

 

переходит на рабочую подачу.

 

 

 

По

мере

в

углубления

пильного

 

 

 

диска

заготовку

 

растет

 

 

 

сила резания.

При этом

элек­

 

 

 

тродвигатель

АД

начинает

 

 

 

работать с возрастающей мощ­

 

 

 

ностью,

повышается

его cos <р

ва

ограничения нагрузки

на

и

увеличивается

сила

тока,

пильный диск

 

протекающего

через

 

статоо

 

 

 

и первичную обмотку трансформатора тока ТТ. Сигнал, про­ порциональный приращению активной мощности, поступает на выпрямительный мостик 1Д. Поскольку частота вращения пиль­ ного диска регулируется ступенчато переключением подвижных зубчатых блоков коробки скоростей, каждому значению ско­ рости соответствует определенная величина допускаемой актив­ ной мощности, потребляемой асинхронным двигателем от сети.

Фрезерно-отрезной станок обеспечивает резание металла на шести различных скоростях, в соответствии с чем шесть уставок срабатывания предохранительного устройства задаются вели­ чиной сопротивлений резисторов R1R4 с помощью микропе­ реключателей 1МПЗМП. Напряжение сравнения прямо про­ порционально величине указанных сопротивлений и сравни­ вается с измерительным сигналом, поступающим с выхода вы­ прямительного мостика 1В. Если напряжение сравнения больше сигнала, вырабатываемого измерительным устройством, то дио­ ды оказываются закрытыми и через обмотку реле РП ток не протекает. Если напряжение, пропорциональное приращению активной мощности, становится больше напряжения сравнения, то диоды открываются, через обмотку реле РП начинает

195


протекать ток и по достижении последним величины тока сра­ батывания реле РП включается и своими контактами дает команду на отвод бабки пильного диска. Резание прекращается. Напряжение измерительной схемы становится меньше напря­ жения сравнения, диоды запираются и обмотка реле РП обесточивается. Схема возвращается в исходное положение. Для продолжения резания необходимо установить дросселем мень­ шую.величину подачи и включить подвод бабки пильного диска.

U i

иг

АЛ А Ш ш т л л л л ш ш л л л л л д л ш л ш л ш л л л л л л л л л ш л л т л ш л л т л

Рис. 105. Осциллограмма ограничения нагрузки на пильный диск при резании

Работа предохранительного устройства была исследована на фрезерно-отрезном станке 8В66. При испытаниях перегрузки создавали путем повышения величины рабочей подачи бабки пильного диска и их записывали на осциллографе с помощью' тензометрической муфты. Осциллограмма срабатывания предо­ хранительного устройства при перегрузке инструмента показана на рис. 105 для резания со скоростью 16,7 м/мин детали из стали 20Х диаметром 200 мм. Сигналы Ui и U2 фиксируют включение измерительного реле РП (см. рис. 103) датчика и электромагнита гидрозолотника подачи. Как только момент М на пильном диске превышает максимально допустимое значение (5600 Н-м), срабатывает предохранительное устройство и ог­ раничивает дальнейшее повышение момента. Пульсации момен­ та при резании объясняются его изменением при входе и выхо­ де зубьев пильного диска из заготовки. Цена одного деления датчика времени равна 0,01 с. Сравнительные испытания гид­ ромеханического и электрического предохранительных уст­ ройств, выполненные Минским СКВ' протяжных станков, пока­ зали, что последние работают в 2—2,5 раза стабильнее я точнее.

Список литературы

1. Аваков А. А. Физические основы теории стойкости режущих инстру­ ментов. М., Машгиз, 1960, 308 с.

2. Агейкин Д. И., Костина Е. Н., Кузнецова Н. Н. Датчики контроля к

регулирования. М., «Машиностроение», 1965, 928 с.

электроника. Под

ред.

3. Автоматизация производства и промышленная

А, А. Берга и В. А. Трапезникова. М., «Советская

энциклопедия»,

1964,

т. 3, 488 с.

 

 

4. Автоматизированные электроприводы постоянного тока с широтноимпульсными преобразователями. Гольц М. Е., Гудзенко А. Б., Остреров В. М. и др. Л1, «Энергия», 1971, 112 с.

5.Амбросович В. Д. Статические преобразователи мощности для теле­ измерительных систем. М.—Л., «Наука», 1965, 118 с.

6.Балакшин Б. С. Использование систем адаптивного управления для.

повышения точности и производительности обработки. — «Станки и инстру­ мент», 1972, № 4, с. 15—17.

7.Белясный О. Г., Рашкович М. П., Шапарев Н. К. Автоматический,

контроль контакта шлифовального круга с изделием. — «Станки и инстру­ мент», 1970, № 10, с. 18—20.

8. Бербенец И. И., Зимненко В. Г., Корытин А. М. Новые датчики для.

тиристорных автоматических регуляторов возбуждения синхронных, двига­ телей с ударной наагрузкой. «ЭП — Электропривод». Научно-техн. сб_ ВНИИЭМ/М., 1971, вып. 5, с. 18—21.

9. Вульфсон И. А., Зусман В. Г., Ратмиров В. А. Автоматическое регу­

лирование режимов резания на фрезерных станках с программным управ­ лением.— «Станки и инструмент», 1965, № 9, с. 1—4.

10. Единая система планово-предупредительного ремонта и рациональ­ ной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных пред­

приятий. М., «Машиностроение», 1967, 592 с.

11. Елисеев В. А., Прытков В. Г. Система экстремального управления металлорежущим станком. Труды МЭИ — «Электромеханика», вып. 56,1964,,

с. 137— 144.

В.

В. Направления развития адаптивных систем управ­

12. Каминская

ления для станков

с

ЧПУ. — «Станки и инструмент», 1973, № 3, с. 2—4.

13. Кобринский

А.

Е,, Серков Н. А. Использование адаптации в токар-

но;копировальных станках. — В

 

кн.: «Адаптивные системы управления ме­

таллорежущими станками». М., НИИМАШ, серия С-1, 1971, с. 96—103.

14. Корытин А. М., Шапарев Н. К. Оптимизация управления токарной-

обработкой.— «Станки и инструмент», 1969, №

11, с. 21—23.

15. Корытин А. М., Шапарев Н. К. Диодные функциональные преобра­

зователи для моделирования

экстремальных

функций. — «Известия вузов^

СССР. Приборостроение», 1969,

т.

12, № 4, с. 59—62.

16. Корытин A. 1W.,

Шапарев

Н. К. Исследование системы экстремального

управления электроприводом металлорежущего станка на физической мо­

дели.— В кн.: «Электромашиностроение и электрооборудование», Киев, «Тех­

ника», 1971, вып. 12, д 1420.


17.Кудимов В. А. Динамика станков. М., Машгиз, 1967, 360 с.

18.Либерзон Л. М., Родов А. Б. Системы экстремального регулирова- -ния. М., «Энергия», 1965, 160 с.

19.Лищинский Л. Ю. Автоматическое управление скоростью резания

при точении.— «Станки и инструмент», 1965, №

1(1, с. 11—14.

20. Лищинский Л. Ю., Ермолаев Г. В. Автоматическая защита сверл от

(поломок. — «Механизация и автоматизация

производства», 1969, № 6,

с. 5—8.

 

21.Макаров А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов. М., «Ма­ шиностроение», 1966, 264 с.

22.Маталин А. А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. Л., «Машиностроение», 1970, 320 с.

23.Маталин А. А., Рысцова В. С. Точность, производительность и эко­

номичность механической обработки. М.—Л., Машгиз, 1963, 352 с.

24.Методика определения экономической эффективности металлорежу­ щих станков и автоматических линий. Говсиевич Р. Е., Аникеев В. Н., Торенштейн Б. И. и др. М., ЭИИМС, 1971, 84 с.

25.Михелькевич В. Н., Щукин Б. Д. Системы автоматического регули­ рования технологических процессов шлифования. Куйбышевское книжное

изд-во, 1969, 152 с.

26.Можаев С. С., Саромотина Т. Г. Скоростное и силовое точение ста­ лей повышенной прочности. М., Оборонгиз, 1957, 280 с.

27.Моросанов И. С. Релейные экстремальные системы. М., «Наука», 1964, 268 с.

28.Олейников В. А., Зотов Н. С., Пришвин А. М. Основы оптимального

и экстремального управления. М., «Высшая школа», 1969, 296 с.

29.Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках. Гильман А. М., Брахман Л. А., Батищев Д. И. и др. М., «Машиностроение», 1972, 188 с.

30.Поляков Л. М., Шапарев Н. К. Система поддержания постоянства

(Мощности резания на лоботокарных и карусельных станках. — В кн.: «Си­ стемы электропривода и автоматики металлорежущих станков», ЛДНТП,

1971, ч. II, с. 32—37.

31. Ратмиров В. А., Сиротенко А. П., Гаевский Ю. С. Самонастраиваю­ щиеся системы управления станками. Обзор НИИМАШ, серия С-1. М., 1971, 104 с.

32. Ратмиров В. А., Чурин И. Н., Шмутер С. Л. Повышение точности и производительности станков с программным управлением. М., «Машино­ строение», 1970, 344 с.

33.Самоподнастраивающиеся станки. Под ред. Б. С. Балакшина. Изд. 3-е. переработанное и доп. М., «Машиностроение», 1970, 416 с.

34.Сандлер А, С. Электропривод и автоматизация металлорежущих

станков. М., «Высшая школа», 1972, 440 с.

35. Силин С. С., Трусов В. В., Яхонтов В. В. и др. Автоматическое управление процессами резания. — «Станки и инструмент», 1971, Л"» 1, с. 13—15.

36. Синопальников В. А. Зависимости процесса резания как случайные функции. — «Станки и инструмент», 1968, № 7, с. 38—39.

37. Системы 'постоянного тока на тйристорах. Найдис В. А., Лебе­ дев А. М., Орлова R. Т. и др. М., «Энергия», 1966, 104 с.

38.Соколовский А. П. Расчеты точности обработки на металлорежущих станках. М.—Л., Машгиз, 1952, 288 с.

39.Танатаров Р. А. Влияние некоторых технологических факторов на выбор оптимальных режимов резания. — В кн.: «Высокопроизводительное

резание в машиностроении». М., «Наука», 1966, с. 25—37,-

40.Танкунас Р. Ю. Тиристорное выходное устройство для систем конт­ роля прироста нагрузки в автоматизированных приводах. В кн.: «Автомати­ зированный электропривод». МДНТП, 1968, с. 15—18.

41.Уайлд Д. Дж. Методы поиска экстремума. М., «Наука», 1967, 268 с.


42.Фельдштейн Э. И. Методика назначения наивыгоднейших режимов* резания. Минск, «Высшая школа», 1963, 74 с.

43.Шапарев Н. К-, Шкловский Б. И. Сигнум-реле для систем экстре­

мального регулирования.

«Известия

вузов СССР.

Приборостроение»

1969,

Т. 12, № 2, с. 40—43.

 

Технико-экономическое

обоснование выбора

44. Ш к л о в ск и й

Б .

И .

электрических приводов

металлорежущих станков. — В

кн.: «Электромаши­

ностроение и электрооборудование». Киев, «Техника»,

1973, вып. 20,

с. 17—21.

45. Элементы

автоматизации

металлорежущих

станков.

Свириден-

ко С. X., Ахмечет

Л. С., Волков А.

А. и др. М., «Машиностроение»,

1964;.

212с.

46.Centner R. М. A machine — tool adaptive control. «Electro — Techno­ logy», 1965, vol. 76, N 3, p. 57—65.

47.Centner R. M., Idelsohn J. M. A Milestone in Adaptive Machine Cont­ rol. «Control Engineering», 1964, vol. 11, N 11, p. 92—94.

48. Centner R. M., Idelsohn I. M. Adaptive Controller for a Metal Cut­

ting Process. «IEEE Transaction on Application and Industry», 1964, vol. 83,, N 72, p. 154—161.

49.Colebrook I. N. Keep cutting speeds uniform. «American Machinist:. Metalworking Manufacturing», 1961, vol. 105, N 26, p. 57—58.

50.Jaeshke J. R., Limmerly R. D. Wo S. M. Automatic cutting tool tern-?'

perature control. «Internat. 1. Mach. Tool Design and Res,» 1967, vol. 7, N 4.

p.465—475.

51.Mesure automatique du metal enleve (brevet sovietique 179947). «La* Machine Moderne», Paris, 1968, vol. 708, N 3, p. 51.

52.Stengel R. F. Electromagnetic Field measures Dimensions, «DesignNews», 1961, vol. 16, N 23, p. 112—113.

53.Torque control imoroves cutter performance. «Metulworking produc­ tion». 1962, vol. 106, N 29, p. 73—74.


 

 

Оглавление

Предисловие,

..........................................................................................3

Введение

..............................................................................................

;5

Глава I. Физические основы автоматизации управления режимом реза­

ния ..................................................

' .............................................

16

1. Производительность ..........................................процесса резания

16

2. Точность обработки и шероховатость поверхности

..............................

 

19

3. Износ режущего

инструмента .............................................................

 

 

 

23

4. Температура

резания

.......................................................................

 

 

 

27

5. Сила резания

 

..................................................................................

и структурные

схемысистемуправления

 

34

С. Критерии оптимальности

 

38

режимами резания

........................................................................

 

 

. . ■. .

.

54

7. -Экономическая эффективность систем оптимизации

Глава II. Системы

стабилизации режимов

резания

. . . .

.

61

1. Стабилизация

скорости

р е за н и я ................................................

 

 

61

68

2. Стабилизация

мощности

резания................................

 

 

87

3. Стабилизация

температуры р е за н и я ...........................................

 

 

 

4. Стабилизация упругих деформаций при резании................

:

:

: 90

5. Сравнительная оценка и расчет систем стабилизации

. . . .

92

Глава III.

Системы

экстремального регулирования...............................

 

 

100

1. Методы

поиска

экстремума

системы...........................................................

 

 

100

2.

Однокоординатные

поисковые

 

 

111

3. Двухкоординатные

поисковые

системы .........................................

 

 

120

Глава IV.

Элементы

автоматики

систем экстремального

регулирования

132

1. Сигнум-реле

 

 

 

 

 

 

 

132

2.

Датчик

производительности

...........................................................

 

 

136

3.

Логическое

устройство

.

........................................................141

Глава

V. Регулируемые

электроприводы металлорежущих

станков

144

1.

Принципы

построения

автоматизированных электроприводов . .

144

2.

Типовые

тиристорные

электроприводы ..........................................

 

 

151

Глава

VI.

Синтез системы экстремального регулирования проиводитель-

170

ности

токарного

станка

....................................................................

 

 

 

1. Структурная

схема системы

...........................................................

 

 

170

2.

Моделирование

работы

системы .....................................................

 

 

177

Глава

VII.

Системы

ограничения

параметров .....................................

 

 

184

1. Датчики

активной

мощности

в ...........................................................сверлильных станках. . . .

184

2.

Системы

ограничения нагрузки

188

-3.

Системы

ограничения подачи в шлифовальных станках

.

. . . 189

4.

Системы

ограничения нагрузки

в фрезерно-отрезныхстанках

. .

194

Список

л-и тературы

 

 

 

 

197