Горобец И А Голубов Н В Болтян А В Огинский А Г Адаптивная система управления токарным с ЧПУ станком

Главная страница ДонНТУ Портал магистров ДонНТУ

Автобиография Автореферат Перечень ссылок Индивидуальное задание Отчет о поиске Электронная библиотека

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТОКАРНЫМ С ЧПУ СТАНКОМ

Горобец И. А., Голубов Н. В., Болтян А. В., Огинский А. Г. (ДонГТУ, г. Донецк, Украина)

Источник: Инженер. Студенческий научно-технический журнал. Донецк: ДонНТУ, 2005. № 6. – с. 54-56

Urgent task of a machine-building complex is the development and creation ц adaptive devices of management of the equipment with program manage met the device, which is developed, allows conduct under continuous measurment and correction of submission of the tool.

      Одной из актуальных задач современного машиностроительного комплекса является разработка и создание адаптивных устройств управления оборудованием с ЧПУ. Это позволяет не только повысить стойкость режущего инструмента в 2-3 раза [1], но и снизить динамическую напряженность, повысить производительность станков с ЧПУ за счет использования рациональных режимов резания. При этом адаптивное устройство управления должно учитывать состояние технологической системы, характер процесса обработки и другие входные параметры, влияющие изменение режимов резания механической обработки.
      Однако, поскольку на процесс обработки заготовки оказывают влияние множество изменяющихся факторов, то заранее затруднительно ввести в программу обработки заготовки рациональные режимы резания. Для непрерывного управления режимами резания в процессе механический обработки заготовки на станке с ЧПУ предлагается функциональная схема адаптивного устройства управления (АУУ), работающего следующим образом. Сенсор устройства С осуществляет сбор информации о параметрах процесса резания. Далее системой контроля СК производится оценка полученной информации и выявление отклонений от исходных данных, а система диагностики СД – определение причины отклонений. После этого системой принятия решения СПР осуществляется выработка корректирующего воздействия для ликвидации выявленных отклонений и ввод корректирующего воздействия системой программного управления СПУ.
      Важной задачей АУУ является определение мгновенных усилий резания при обработке заготовки.
      Изменение силы резания при равенстве прочих параметров определим как

где

– колебание припуска заготовки;

– колебания поверхности заготовки.
      Из приведенных двух факторов наибольшее влияние на изменение силы резания оказывает колебание припуска. Наибольшую актуальность этот вопрос имеет при черновой обработке заготовки на токарных станках с ЧПУ.
      Авторами исследовалась величина и закон распределения плотности вероятности общего припуска для штампованных заготовок. Так, для заготовок типа седло отопительного котла был установлен общий припуск и характер его изменения.
      Проверка гипотезы о распределении плотности вероятности припуска осуществлялась с помощью критерия Пирсона. Расчеты показали, что с вероятностью 0,95 можно принимать Гауссовский закон распределения плотности вероятности случайной величины общего припуска на штампованую заготовку. Следовательно, сила резания при черновом точении таких заготовок будет также случайной величиной распределенной по случайному закону. Принимаем величину силы резания в качестве информационной характеристики АУУ. При этом, для обеспечения максимальной производительности станка, используем адаптивное устройство предварительного регулирования.
      Учитывая рекомендации [1] в качестве управляемой величины целесообразно принять продольную подачу. Тогда закон изменения продольной подачи S:

где C_v – постоянная скорости резания, t – глубина резания, v – скорость резания, a, x, x, n, d, y, m – показатели степени.
При тангенциальной составляющей силы резания

получим S=C_p f(t), где

      Поскольку в адаптивном устройстве управления целесообразно учитывать мгновенную величину сил резания, то в качестве сенсорного yстройства используем специальный тензометрический преобразователь, выполненный в виде втулки, на поверхностях которого закреплены тензорезисторы.
      В предлагаемой конструкции сенсорные устройства служат опорами подшипникам вала инструментальной револьверной головки токарного с ЧПУ станка.
      Конструктивные параметры тензометрического устройства позволяющие производить измерение усилий, определяются нелинейной зависимостью:

        где δ – толщина стенки втулки,
         R – расчетный корпус кольца,
        W_u – момент сопротивления изгибу.
      Но

где D, d – средний и наибольший диаметры проточек измерительного кольца.
С другой стороны

        где M_u – изгибающий момент в сечении измерения кольца,
        [σ]u – допускаемое по чувствительности тензорезисторов напряжение изгиба. Решив нелинейное уравнение третьей степени, определим значение конструктивного параметра δ.Так, для станка модели 16К20Ф3 при использовании модели подшипника №46215 ГОСТ 831-54 величина δ из стали 30ХГСА ГОСТ 4543-74 составляет 2 мм.
      Таким образом, разработанная методика позволяет, учитывая действительные мгновенные значения сил резания, повысить производительность станков с ЧПУ за счет использования рациональных режимов резания и рассчитать конструктивные параметры тензометрических устройств управления параметрами режимов резания станка.

Список литературы

1. Старков В. К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством. – М.: Машиностроение, 1989. – 296 с.

2. Нелинейная корреляция и регрессия. / С. Н. Воловельская, А. И. Жилин, Г. А. Кулиш, В. Б. Сивый – К.: Техника, 1971. – 216 с.

3. Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Прикладные задачи теории вероятности. – М.: Радио и связь, 1983. – 416 с.

Биография Результаты поиска Ссылки по теме Автореферат Креативность студентов Электронная библиотека

Главная страница ДонНТУ Портал магистров ДонНТУ