ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие принципы адаптивного управления ходом технологического процесса и выбор источников информации о ходе выполнения технологических процессов из "Инструменты для обработки точных отверстий " Существенным резервом повыщения эффективности технологического процесса (ТП) изготовления деталей на металлорежущих станках является автоматическое управление точностью и производительностью обработки путем применения систем адаптивного управления (САдУ) [105]. Точность является главным показателем качества деталей. Процесс формирования заданной точности обработки состоит из этапов установки, а также статической и динамической настроек технологической системы. [c.207] При размещении заготовки в рабочем пространстве станка (при ее включении в соответствующие кинематические и размерные цепи) нужно обеспечить требуемую точность начальной установки заготовки относительно баз станка или приспособления. Для этого заготовку определенным образом ориентируют на столе станка или в приспособлении. Комплект технологических баз, определяющий положение заготовки в процессе обработки, образует координатную систему заготовки. Поверхности стола, приспособления или других компонентов технологической системы, ориентирующие заготовку в рабочем пространстве, составляют комплект баз станка, который образует координатную систему станка. [c.207] Если известны координаты шести опорных точек контакта комплектов баз заготовки и станка в координатной системе станка, то погрешность установки заготовки может быть определена расчетным путем. Определение координат опорных точек с помощью измерительных головок на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) за счет использования стандартных или подпрограммных измерительных циклов позволяет вводить в память устройства ЧПУ (УЧПУ) пофешности установки заготовки. Таким образом, указанные координатные системы согласовываются, а управляющая профамма (УП) в системе координат заготовки становится годной для воспроизведения в координатной системе станка. [c.207] В процессе обработки первоначально установленная точность статической настройки теряется, что обусловлено действием различных погрешностей систематического и случайного характера. [c.208] Размерная поднастройка - это процесс восстановления требуемой точности относительного положения и движения исполнительных поверхностей инструмента, приспособления и оборудования, обеспечивающий продолжение процесса изготовления деталей заданного качества. На станках с ЧПУ размерную поднастройку для компенсации погрешностей систематического характера выполняют путем периодического обращения к таблицам коррекций соответствующих погрешностей, находящихся в памяти УЧПУ. Погрешности случайного характера компенсируют периодическим обновлением соответствующих таблиц в УЧПУ за счет эпизодически повторяемых измерительных циклов обследования исполнительных поверхностей. [c.208] Размерная перенастройка - это процесс установления требуемой точности относительного положения и движения исполнительных поверхностей инструмента, приспособления и оборудования для обеспечения требуемого качества при переходе на обработку заготовки другого типоразмера или при переходе на обработку последующей поверхности данной заготовки. [c.208] Размер получаемый при изготовлении деталей, является функцией параметров установки Ау, а также статической и динамической Ад настроек технологической системы Аа = Г(Ау, Ад). Поэтому обеспечение повышенной точности обработки возможно за счет автоматического управления установкой, статической и динамической настройками или одновременного управления любыми процессами. При этом управление одним из этих процессов может устранить как собственные погрешности, так и погрешности других процессов. Показатели качества обработки, таким образом, становятся управляемыми параметрами. [c.209] Способы адаптивного управления позволяют значительно повысить точность обработки и эффективность использования металлорежущего оборудования различного назначения, в том числе с ЧПУ. Применение САдУ позволяет создавать самоподнастраивающиеся технологические системы, обеспечивающие достижение требуемой точности и заданной гфоизводительности при изготовлении каждой новой детали. Эффективность, получаемая в результате использования САдУ, заключается в повышении качества, снижении времени обработки и уменьшении стоимости изготовления деталей. [c.209] Структурная схема САдУ представлена на рис. 5.1. Информацию о состоянии объекта управления (ОУ) получают посредством первичного преобразователя (ПП) (датчика), предназначенного для преобразования контролируемой величины, характеризующей протекание процесса в ОУ, в некоторую физическую величину, удобную для последующих преобразований и управления. [c.210] Протекание процесса в ОУ подвержено влиянию целого ряда факторов, изменяющихся по известным и случайным законам. Совокупность действий этих факторов (на рисунке они показаны как некоторая величина О) приводит к отклонениям процесса от заданного. [c.210] Так как текущее значение припуска может отличаться от номинального на величину Az, то фактическое значение z = Zq Дг. В результате фактическая сила резания f = SoIZq Az) отличается от номинальной Pq = kS Zf) и отклонение силы резания от заданного значения составляет ДР = A5qAz. [c.211] Если бы САдУ не имела статической ошибки, т.е. АР = О, то при изменении глубины резания до номинального уровня, когда Аг = г , подача 5 должна измениться в 2 раза и А5 = 0,55о. В этом случае = О, так как (/-0,55о)/[5(1 + го/2о)] = 0. [c.212] Следует заметить, что рассматриваемая зависимость = /(Д ,, Дг) получена при допущении, что Р связана с 5 и глубиной резания ( линейной зависимостью, что в целом ряде случаев можно считать достоверным. [c.212] В области малых значений г (рис. 5.2) действуют ограничения по 5, что обуславливается либо допустимой шероховатостью получаемой поверхности (параметр шероховатости зависит от 5), либо конструкцией станка. При увеличении ко наклон характеристики 3 уменьшается, а крутизна характеристики 4 увеличивается. Из этого следует, что если целенаправленно изменять ко в процессе обработки по определенной про-фамме за счет любого из сомножителей (А ] кгк ,, к,), то реализованная таким образом САдУ может учесть и систематические ошибки, возникающие, например, из-за переменной жесткости технологической системы, увеличивая точность обработки. [c.212] При обработке на металлорежущих станках стабилизация силы Р означает стабилизацию перемещения у . Таким образом, чем меньше диапазон изменения силы Р при одних и тех же вариациях, тем с большей точностью выполняется обработка. В статических САдУ отклонения ЛР от некоторого заданного значения неизбежны, причем величины АР тем больше, чем значительнее изменения г. Таким образом, при использовании этих САдУ происходит некоторое копирование припуска г. Копирование пофешностей заготовки будет тем меньше, чем больше ка, а следовательно, чем больше и присущая САдУ статическая ошибка. [c.213] Если входной координатой является, например, некоторое новое значение опорной величины, соответствующее другому значению силы резания Р (опорной величиной может быть разность потенциалов на одном из входов СУ), а выходной - сила резания, то при апериодическом переходном процессе нарастание Р происходит постепенно и за время перехода САдУ из одного состояния в другое отличается от заданного. [c.215] Во всех САдУ, обеспечивающих управление ТП относительно одного или нескольких регулируемых параметров, особенно важным является систематическое получение информации, характеризующей истинное состояние процесса обработки в каждый момент времени. Получаемая текущая информация должна иметь комплексный характер и во время выполнения процесса поступать непрерывно. Информация должна обладать минимальным временем запаздывания, так как заготовки как правило обрабатывают на высоких режимах резания и процесс изменения рабочих нагрузок и образования погрешностей обработки происходит в десятые и сотые доли секунды. [c.215] В зависимости от требуемой точности обработки, технологических возможностей системы и условий нормального протекания процесса на составляющие векторов Ф, U накладывают некоторые ограничения, которые либо определяют область допустимых значений переменных, либо устанавливают дополнительные зависимости между переменными состояния и управления. [c.216] Указанные ограничения в системах предельного управления, служащих для управления предварительной обработкой, когда стремятся к использованию максимальной мощности N оборудования, в основном относятся к силовым параметрам нагрузки, действующей в технологической системе. В аналогичных САдУ получистовой и чистовой обработкой ограничения, образующие систему неравенств, относятся непосредственно к параметрам, которые в качестве переменных управления определяют достижение требуемой точности обработки. [c.216] Если при допустимой N какая-либо из других переменных состояния, например Мщ, или Р , приближается к предельному значению, то происходит дополнительное изменение S и, таким образом, исключается превышение установленных ограничений. [c.217] Вернуться к основной статье