Управление жесткостью системы СПИД

Стабилизировать эквивалентную силу можно изменением геометрии режущего инструмента во время обработки, при этом получается тот же эффект, что и при стабилизации геометрии резания. В последнее время стали появляться инструменты с изменяющейся геометрией. Стабилизировать размер динамической настройки Лд можно также путем управления жесткостью системы СПИД [см. равенство (5)]. Размер динамической настройки Лд является замыкающим звеном размерной цепи, в которую деталь включается в процессе обработки. Следовательно, для стабилизации размера Лд можно воспользоваться изменением жесткости любого звена размерной цепи. [c.27]

Остановимся на примере реализации этого способа при обработке валов на токарном станке, оснащенном системой автоматического управления жесткости системы СПИД по заданной программе. При управлении величиной упругого перемещения по программе необходимо рассчитать программу изменения жесткости регулируемого звена в функции координаты, определяющей 230 [c.230]

Рис. 12. Резцедержатель для упра- Рис. 13. Схема управления упругими вления жесткостью системы СПИД деформациями головки шпинделя вертикально-фрезерного станка

Рассмотренный исполнительный механизм может быть использован как для изменения жесткости системы СПИД по заранее заданной программе, так и для внесения поправки в Лд по сигналу датчика, контролирующего величину Ур во время обработки. Во втором случае в системе управления должно быть предусмотрено вычислительное устройство, рассчитывающее по формуле [c.215]

Автором была разработана система автоматического управления [36], предназначенная для программирования величины упругого перемещения по длине прохода посредством изменения жесткости системы СПИД для повышения точности геометрической формы в продольном сечении. [c.232]

Для иллюстрации влияния изменения жесткости системы СПИД на точность обработки деталей и выбора соответствующих регулируемых и регулирующих параметров для управления процессом обработки ниже приведены результаты экспериментальных исследований, полученные на гидрокопировальном полуавтомате 1722. [c.266]

Таким образом, исследования изменения динамической жесткости системы СПИД показали, что в ряде случаев (когда речь идет об обработке деталей с точностью в несколько десятков микро-метров) следует считаться с такого рода погрешностью. Возможно вносить коррективы в ход технологического процесса на основании полученных экспериментальных зависимостей. Однако такой путь не является лучшим, если к тому же учесть, что характер изменения жесткости во времени незакономерен, что связано с различного рода случайными причинами (неритмичная обработка деталей, непредусмотренные перерывы в работе, установка различных источников тепла и т. п.). Наиболее эффективно компенсировать погрешности, порождаемые изменением динамической жесткости системы СПИД, можно использованием систем автоматического управления упругими перемещениями. [c.270]

Если при расчете оказалось, что допуск на получаемый точностной параметр детали, например размер, превышает величину (От для различных технологических систем, то в дальнейшем в рассмотрении будут участвовать все намечаемые варианты операции технологического процесса. Если же о),. > б, данный вариант может быть исключен из дальнейшего рассмотрения или же для его намечаются способы уменьшения сОт- Ими могут быть следующие увеличение жесткости системы СПИД, разбиение заготовок на группы по припуску и твердости с внесением соответствующих поправок в размер статической настройки при обработке последующей группы [3],, использование системы автоматического управления, например, за счет изменения разме ра статической или динамической настроек [36]. Итак, если рассматриваемые варианты операции технологического процесса обеспечивают условие < б, требуется перейти к расчету оптимального допуска на размерную настройку и поднастройку системы СПИД. [c.403]

Управление точностными параметрами деталей может осуществляться применением САУ за счет изменения размера статической, а также динамической настройки. При первом способе в процессе обработки автоматически изменяется расстояние между базами станка, несущими обрабатываемую деталь, и режущим инструментом на величину погрешности АЛд размера динамической настройки с учетом знака путем, например, смещения режущего инструмента. В этом случае процесс обработки с точки зрения силового режима мало чем отличается от обычной обработки, так как параметры режима резания сохраняются постоянными. При втором способе управление точностью осуществляется посредством изменения одного или нескольких параметров режима резания (подачи, скорости, геометрии резания), а также жесткостью системы СПИД. Изменение параметров режима резания (и особенно подачи) способствует в определенной степени стабилизации силового режима. Весьма важным в этом случае является выявление функциональной связи между регулируемыми и регулирующими параметрами, например, между упругими перемещениями системы СПИД в направлении получаемого размера и подачей. [c.415]

В условиях автоматизированного производства к точности механической обработки предъявляются более высокие тре бования. Важнейшим из них является стабильность точности обработки во времени, достигаемая при тщательном учете всех факторов, влияющих на технологический процесс, и создании систем автоматического управления с автоматическими регулирующими устройствами. Погрешности обработки, вызываемые упругими деформациями системы СПИД в результате нестабильности силы резания, могут быть значительно уменьшены за счет повышения и выравнивания жесткости системы СПИД, повышения точности заготовок с однородными механическими свойствами материала, уменьшения допустимой величины износа режущего инструмента. [c.92]

Для сокращения погрешностей, возникающих в кинематических цепях системы СПИД, можно использовать также систему адаптивного управления размером динамической настройки фд. Стабилизировать размер динамической настройки фд кинематической цепи можно, как это выше было рассмотрено, за счет сохранения крутящего момента, действующего во время обработки. Это может быть достигнуто путем изменения рабочей подачи. В тех случаях, когда изменение величины рабочей подачи вызывает опасное увеличение нагрузки на зуб фрезы или большую шероховатость обрабатываемой поверхности, одновременно с возрастанием рабочей подачи повышается и скорость резания. Управляя размером динамической настройки фд кинематической цепи системы СПИД, одновременно с повышением точности достигается и увеличение производительности обработки. Это дало наиболее эффективные результаты при нарезке косозубых зубчатых колес, при которой момент резания в период врезания непрерывно возрастает, а в период выхода фрезы убывает до величины момента холостого хода. Следовательно, обработка с увеличенной подачей в момент начала обработки (и надлежащей скоростью резания) и постоянно убывающей до величины, установленной для периода установившегося резания, а затем с постепенно. возрастающей подачей до первоначальной величины, позволяет сократить машинное время в среднем до 30%. Стабилизация размера динамической настройки фд позволяет при этом повысить точность обработки на один класс и увеличить размерную стойкость фрез до 30%. Управлять размером динамической настройки фд кинематической цепи можно также и путем изменения жесткости или упругого закручивания ее звеньев. [c.30]

Для устранения точки перегиба упругой характеристики в области значений подач, используемых при управлении в процессе обработки, рекомендуется создавать предварительный натяг или изменять жесткость одного или нескольких звеньев системы, включаемых в размерную цепь. В качестве примера на рис. 3.22 показан упругий резцедержатель, изменяя жесткость которого, меняют упругую характеристику системы СПИД. [c.201]

Процесс резания может быть представлен определенными дифференциальными уравнениями, описывающими движение системы, содержащей инерционные массы и характеризующейся некоторыми конечными жесткостями и конкретными коэффициентами вязкого (скоростного) трения. Наличие масс и нелинейностей усложняет рассмотрение протекания процесса, однако, как показывает опыт, в ряде случаев вполне возможно пренебрежение влиянием масс. При этом условии процесс, в основном, определяется упругими деформациями и вязким трением. Что касается нелинейностей, то при малых отклонениях система СПИД может быть линеаризована, если в ней нет существенных нелинейностей, например, зазоров, свободного хода и др. Поскольку в режиме автоматического управления, как правило, осуществляется стабилизация процесса и усилие резания поддерживается по возможности постоянным, то в системе СПИД неизбежен некоторый натяг, что в известной степени исключает существенные нелинейности и позволяет из-за малости отклонений рассматривать систему линеаризованной. При этих условиях качественная сторона процесса оказывается описанной достаточно верно что касается количественной оценки, то здесь следует быть осторожным, так [c.435]

Однако при управлении процессом с целью его стабилизации приходится учитывать не номиналы перемещений, а их отклонения от номинала, что требует использования измерительных устройств, по крайней мере, на порядок более чувствительных, чем в случае, когда необходим контроль лишь номинальных значений. Если, таким образом, номинальные значения перемещений определяются сотыми долями миллиметра, то их поддержание с точностью до 5—10% вполне возможно путем непосредственного контроля перемещений с помощью существующих средств. В ряде случаев, когда жесткость узлов системы СПИД относительно велика, необходимо изыскать пути для контроля отклонений упругих перемещений от номинальных значений. При оснащении САУ шлицешлифовального станка, предназначенной для стабилизации радиальной составляющей усилия резания [35, 36], было принято решение об измерениях упругих перемещений заднего центра, измеренная жесткость которого оказалась равной примерно 19 800 Н/мм ( 200 кгс/мм). Расчеты, а затем и эксперимент показали, что при полном использовании мощности привода шлифовального круга = 2,8 кВт) даже при равномерном [c.443]

Управление жесткостью системы может осуществляться также путем упругих деформаций отдельных деталей целых узлов системы СПИД или системы в целом. На рис. 13 схематически показано управление упругими деформациями шпиндельной головки 1 вертикальнд-фрезерного станка, к которой прикладывается сила с помощью гидравлических домкратов 2. В ряде случаев упругие деформации системы СПИД создаются с помощью специальных устройств, поворачивающих узлы или детали в пределах упругих деформаций для обеспечения требуемой точности относительных поворотов поверхностей обрабатываемых деталей. Управление жесткостью системы СПИД позволяет повысить точность обработки, сохранив все остальные особенности обычной обра-боткиу т= е. переменную нагрузку, постоянную шероховатость поверхности и т. д. Повышение точности позволяет, в ряде случаев, сократить количество проходов и тем самым увеличить производительность обработки на данной и последующей операциях. [c.27]

Второй метод управления упругими перемещениями системы СПИД заключается в сокращении отклонений размера динамической настройки Ад, т. е. поля рассеяния Ыг путем стабилизации силы, порождающей упругие перемещения, т. е. получения = onst. Это можно сделать только или в случае постоянства жесткости / системы СПИД (/ = onst), или при относительно небольших ее изменениях, влиянием которых можно пренебречь. Сила, вызывающая упругие перемещения в системе СПИД в направлении размера, получаемого в результате обработки деталей, порождается силой резания и, следовательно, ее можно рассматривать как функционально связанную с силой резания Р, т. е. Ра = f P)- Следовательно, для стабилизации силы Ра необходимо надлежащим образом управлять величиной силы резания Р. Последняя, как известно, 332 [c.332]

По назначению системы ЧПУ разделяют на управляющие траектории движения исполнительных органов и на управляющие режимом работы (рис. 84). Системы, управляющие траекториями движения, обеспечивают соответствие скорости и направления перемещений расчетным данным комбинацию совместной и независимой работы агрегатов, последовательность их включения. Системы, управляющие режимами работы, или системы адаптивного управления предназначены для оптимизации скорости резания и подачи, силы резания, точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Адаптивные самонастраивающиеся системы управления осуществляют автоматический поиск оптимальных параметров процесса об-рабогки с учетом жесткости системы СПИД, изменения припуска на обработку, твердости обрабатываемого материала и др. [c.114]

Управление с целью уменьшения погрешности обусловленной действием систематических факторов, изменяющихся по определенному закону за время обработки одной детали, требует знания закономерности изменения этих факторов. К таким факторам относятся переменная по длине жесткость системы СПИД смещение баз, например линии центров, от требуемого положения износ инструмента температурные деформации в процессе обра ботки детали и ряд других. При этом основным источником информации, определяющей характер изменения рассматриваемых факторов, как правило, являются непосредственно показатели точности обработанной детали. [c.167]

Рис. 3.37. Блок-схема системы автоматического управления по программе жесткостью системы СПИД токарно-винторезного станка 1А62

Погрешности, вызываемые температурными деформациями системы СПИД, с одной стороны сказываются на изменении размера статической настройки, а с другой — на изменении размера динамической настройки системы СПИД, что связано с изменением динамической жесткости системы СПИД. Кроме того, к изменению точностных показателей деталей приводят температурные деформации самих деталей. Наиболее радикальным средством борьбы с такого рода погрешностями следует считать применение систем автоматического управления, которые позволяют на всех этапах операции технологического процесса управлять точностными параметрами обрабатываемых деталей. Для того чтобы наиболее эффективно использовать САУ, необходимо прав йльно встраивать в систему СПИД соответствующие чувствительные элементы (датчики), что позволит наиболее полно оценить температурные деформации и внести соответствующие поправки в ход технологического процесса. [c.257]

Токарно-винторезный станок 1А62, оснаш/енный САУ упругими перемещениями путем изменения жесткости системы СПИД [36 ]. Система автоматического управления предназначена для изменения при обточке детали величины относительного упругого перемещения резца и детали по длине прохода в соответствии с заданной программой. Описание основных узлов системы управления, ее работы и результаты испытаний приведены в гл. 3. Токарно-винторезный станок, оснащенный САУ, при обработке деталей с равномерным припуском надежно обеспечивает точность геометрической формы в продольном сечении за один проход в пределах 0,01 — [c.535]

Система автлматического программного управления величиной упругих перемещений [36]. Исследование процесса круглого шлифования показало, что при обычном шлифовании происходит накопление погрешностей формы в продольном сечении, порождаемых непостоянством жесткости системы СПИД по длине обработки. Как было установлено исследованиями, предотвращение возникновения и накопления систематических погрешностей геометрической формы возможно путем программного управления силой резания или ее составляющей. С этой целью имевшаяся в станке 3151 САУ для продольного шлифования была оснащена программным устройством, позволяющим менять величину заданной радиальной силы по длине обработки (рис. 8.13). Носителем программы явля-ляется копир, перемещающийся вместе со столом станка. Копир при своем движении поворачивает рукоятку задатчика, установленного на станке. Были составлены три цикла шлифования 1 — обычное черновое шлифование с последующим обычным выхаживанием 2 — ускоренное врезание—черновое шлифование при постоянной радиальной силе — отскок круга — чистовое шлифование при постоянной силе [c.539]

Внутришлифовальный станок ЗА240 с САУ. При внутреннем шлифовании методом продольных проходов наблюдается значительная погрешность геометрической формы отверстия в продольном сечении. Эта погрешность объясняется значительным колебанием упругого перемещения из-за колебания радиальной силы при входе и выходе круга из отверстия и малой жесткости системы СПИД. Система автоматического управления предназначена стабилизировать величину радиальной силы Рг путем регулирования продольной подачи с целью повышения точности и производительности обработки. Динамометрическое устройство для измерения величины Р показано на рис. 8.16. Под действием силы возникающее упругое перемещение шпинделя 1, сидящего в упругой подвеске, измеряется индуктивным датчиком 2. Упругая подвеска выполнена в виде двух пар колец 5 и В каждой паре кольца соединены между собой симметрично расположенными упругими перемычками. Кольцо большого диаметра закреплено в отверстии шлифовальной бабки 5, второе кольцо устанавливается на шпиндель. На втором кольце имеется хвостовик с периодически расположенными продольными разрезами, заканчивающимися отверстиями. Продольные разрезы с отверстиями делят конический хвостовик на ряд легко, деформируемых в радиальном направлении секторов. При навинчивании гайки секторы конического хвостовика равномерно деформируются, обеспечивая определенную величину затяжки меньшего кольца на фартуке. Вращение на шпиндель передается через разгруженный шкив 6, сидящий на подшипниках фланцевой втулки 7. Фланцевая втулка закреплена на кронштейне 8, расположенном на шлифовальном суппорте. Таким образом, усилие натяжения ремня воспринимается суппортом и не деформирует стакан шпинделя. На шпиндель передается только крутящий момент при помощи муфты 9. [c.542]

Отмеченные причины заставили искать новых, более действенных форм управления ходом процесса обработки, с более полным учетом величины и числа возмущающих воздействий. В результате исследований, проведенных в Московском станкоинструментальном институте и в других организациях, было установлено, что общее число контуров регулирования процесса обработки по возмущающим воздействиям может быть значительно сокращено суммарным учетом большей части возмущающих воздействий. Это достигается в результате управления велишной сил резания и жесткостью системы СПИД, при помощи поддержания постоянного отношения текущих зиаче- [c.156]

Исходной посылкой при описании динамики системы СПИД является то, что сумма всех сил, действующих в рассматриваемой локальной системе, должна быть равна нулю, т. е. = О-В ряде случаев удобно рассматривать уравнение моментов, например, при управлении процессом по току двигателя привода главного движения, в случаях, когда необходим учет значительных моментов инерции, сравнительно малых крутильных жесткостей и пр. При рассмотрении баланса сил весьма наглядным может быть представление системы СПИД в виде некоторой совокупности упруго-деформированных консолей, стремящихся спрямиться по мере съема металла. [c.436]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...