Система оптимального управления процессом токарной обработки на станках с ЧПУ

• Автор: Троценко, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: 0
• Количество страниц: 204 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СИСТЕМ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ.

1.1. Показатели оптимальности процесса токарной обработки .

1.2. Системы предельного регулирования

1.3. Поисковые и беспоисковые системы оптимального управления.

1.4. Постановка задач исследования.

ГЛАВА П. ИССЛВДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ КАК

ОБЪЕКТА ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ.

2.1. Построение и исследование области управления

с учтом основных технических ограничений

2.2. Алгоритмы расчта и оптимального управления процессом токарной обработки .
2.3. Определение необходимых условий экстремума показателя оптимальности . бб
2.4. Обеспечение достаточных условий минимума себестоимости обработки
ГЛАВА Ш. РАЗРАБОТКА СИСТЕШ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ПРОЦЕССОМ ТОКАРНОл ОБРАБОТКИ СОУПТО
3.1. Определение условий инвариантности системы
оптимального управления.
3.2. Оценка устойчивости системы управления .
3.3. Анализ статических характери стик .
3.4. Исследование динамического качества СОУПТО
ГЛАВА 1У. ЭКСПЕШЫЕНТАЛЬНОЕ ЙССЛЩШШ СОУПТО ПА
СТАНКАХ С ЧПУ . 1
4.1. Экспериментальное исследоваш1е процесса оптимизации токарной обработки
4.2. Расчт параметров СОУПТО
4.3. Исследование устройства для измерения радиальной составляющей силы резания
4.4. Методика испытаний системы оптимального управления и анализ результатов .
Основные выводы
Литература


Указанные системы управления при обеспечении заданной точности обработки не позволяют одновременно повысить производительность оборудования. Для повышения производительности и точности обработки применяются системы управления упругими перемещениями,в которых стабилизация размера динамической настройки Ад производится путём изменения минутной подачи инструмента. Ври изменении припуска (или других возмущающих параметров) подача должна меняться так, чтобы максимально допустимая по точности обработки (или прочности инструмента) сила резания оставалась постоянной. Рис. Структурная схема системы адаптивного управлення статической настройкой. РисД. З. Структурная схема системы управления размером динамической настройки. Рис. Структурная схема адаптивной системы управления к станку мод. КС2ШЯ2. Максимально допустимую для данных условий обработки подачу определяют,исследуя силовые ограничения,налагаемые прочностными возможностями и жёсткостью системы СПИД. Важнейшими силовыми ограничениями являются ограничения на подачу,допустимую жёсткостью обрабатываемой заготовки,жёсткостью резца,прочностью державки резда,прочностью режущих пластин резца,прочностью механизма подачи станка. Из выражения (I. На рис. С помощью динамометрического узла I в процессе резания непрерывно измеряется величина размера динамической настройки. С датчика динамометрического узла сигнал,пропорциональный размеру динамической настройки, подаётся на сравнивающее устройство 3, на который подаётся такке сигнал с задатчика 2, соответствующий заданной величине размера динамической настройки Ад . Получаемый в результате сравнения сигнал рассогласования поступает на усилитель 4 и далее на исполнительный механизм 5,осуществляющий бесступенчатое регулирование продольной подачи [п ,] . ЧПУ мод. К$0С, оснащённому устройством управления типа СС1- фирмы АкаЫ [и] Исходными данными для работы системы являются: заданная сила Р3 , мощность резания А/3, механическая контурная подача 5к на оборот заготовки. Значение подачи определяется предельными возможностями системы СПИД. Согласно алгоритму работы системы управления при обработке в каждый I -й момент времени в систему вводится информация о фактически действующей силе Рф1 и мощности А/фс резания. Она перерабатывается в системе и в 1+1 -й момент времени задаётся новое значение подачи $1+1 . Система регулирует до тех пор,пока не будет обеспечено равенство фактического и заданного значений силы резания. Если в процессе обработки детали равенство Л/^Л/ф будет достигнуто раньше, чем Р3-Рф, то дальнейшее повышение подачи системой блокируется. Это ликвидирует перегрузку станка по мощности. Срг- коэффициент,зависящий от условий обработки; % УРг - показатели степени. Структурная схема системы управления (рис. Д1 силы резания,устройство ЗУ1,задающее силу резания, устройство СУ1,сравнивающее фактическую силу резания с заданной, и аналогичные устройства для мощности резания (Д2, ЗУ2, СУ2). Кроме того,система содержит генератор ИИ тактовых импульсов и исполнительное устройство ИУ. Д1. Сигнал датчика Ьи , пропорциональный силе Рф , поступает на сравнивающее устройство СУ1,куда от ЗУ1 подается также сигнал Иг, соответствующий силе Р3 . В зависимости от соотношения этих сигналов устройство СУ1 выдаёт сигналы А и В по следующему алгоритму: если Ц», то А=0, В=0; если и,>иг ,то А=1, В=0; если ы,<аг, то А=0, В=1. В зависимости от сигналов А и В устройство ИУ, получая импульс ГТИ,соответственно изменяет коэффициент К,значение которого определяет фактическую подачу. При токарной обработке всегда существуют ограничения, накладываемые энергетическими возможностями приводов станка. ЭпгНп, Этал , Птіп, Птах - предельно допустимые для конкретного станка значения чисел оборотов и подач. Эффективность системы управления оценивали по повышению производительности при точении деталей из поковок с переменным припуском. Применение системы позволяет в 1,4 раза сократить машинное время и в ряде случаев уменьшить количество проходов. СУ2 выдаёт сигнал С=0,который поступает в ИУ и запрещает дальнейшее увеличение подачи Эс .