Полная версия

Главная arrow Техника arrow Вопросы автоматизации в машиностроении

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Технологические процессы обработки

Автоматизированные системы управления металлообработкой строятся с учетом информационных признаков (рис. 3.1).

Вид обработки

Ї

Точение

Сверление Шлифование Фрезерование Строгание

1 1

__ і і

Цель управления процессом металлообработки |

1

.гг

їх:. г:

Г 1 і 1 1

Управляющие воздействия

а>

о

= 5

А

А

2

я х

§ Iі

X

о

І ?

8 *

Скорость привода

Скорость привода

Положение

шпинделя

подачи

инструмента и детали

Контролируемые параметры

Рис. 3.1. Классификация систем металлообработки

Целью автоматизированного управления могут быть: повышение производительности обработки, точности и качества обрабатываемой поверхности, снижение себестоимости обработки, обеспечение надежности работы, максимальное использование технических возможностей станка и режущего инструмента и т.п. При разработке системы невозможно получить максимальные значения всех параметров, поэтому на практике прибегают к компромиссному варианту, выбирая самую необходимую для данного технологического процесса цель оптимизации.

Объектами управления в процессе металлообработки являются основные технологические процессы: резание, сверление, фрезерование, строгание, шлифование.

Точение осуществляется на токарных станках за счет вращения обрабатываемого изделия (главное движение) и перемещения резца (движение подачи). Окружная скорость изделия в точке соприкосновения резца с обрабатываемой поверхностью детали называют скоростью резания, измеряемую в об/мин, ее определяют по формуле

V = 9,55ти/исои = 30с1ио)и ,

где с1и - диаметр обработки, м; соы- угловая скорость изделия, рад/с.

Величина подачи определяется перемещением резца, приходящимся на один оборот изделия. Глубина резания представляет собой разность радиусов обрабатываемого и обработанного изделия. В процессе обработки происходит износ обрабатывающего инструмента, который можно разбить на три периода: 1) приработка; 2) нормальный износ; 3) усиленный износ, заканчивающийся «посадкой» инструмента или его поломкой. Износ инструмента, при котором срок его службы получается наибольшим, а расход наименьшим, называют оптимальным, он обеспечивает минимальную стоимость инструмента, отнесенную на деталь. По достижении износа инструмент требует переточки. Время работы инструмента между двумя переточками называют периодом стойкости (Г). Параметры обработки, полученные в результате исследований, связаны между собой формулой:

V =

(3.2)

где Су - коэффициент, характеризующий вид и условия обработки, а также материал режущей части резца; 5 - подача, мм/об; - глубина резания, мм; Т - стойкость резца, мм; ху, ух, ш - показатели степени,' зависящие от свойств обрабатываемого материала, материала резца и вида обработки соответственно.

При снятии стружки резцом возникает усилие, которое может быть разложено на три составляющие по соответствующим осям декартовой системы координат:

Р = ^р} + /='- + /^2 , (33)

где 7^- главная касательная сила, действующая в направлении траектории главного движения, преодолеваемая шпинделем станка и называемая усилием резания; /^-радиальная сила, действующая нормально к обработанной поверхности и создающая давление на суппорт; - осевая сила, действующая в направлении подачи.

Расчет силы резания производится по формуле

Р2 = С// /V* » (3-4)

где Ср - коэффициент, характеризующий материал детали, резца и вид токарной обработки; хР,уг,п - показатели степени. Коэффициенты и показатели выбираются по соответствующим справочникам режимов резания.

По аналогичным формулам можно рассчитать силы резания по другим осям, но приближенно можно принять /^ «0,4^ , Ру «0,3/г2.

Усилие Рп, действующее на механим подачи, помимо собственного усилия подачи Рх , содержит также составляющие Р: и /у

(3.5)

Рп=Рх + ц(^г + Ру)

где ц- коэффициент трения направляющих. Мощность резания ( кВт)

(3-6)

Мощность подачи (кВт)

. (з.7)

60

Скорость подачи всегда меньше скорости резания, следовательно мощность подачи во много раз меньше мощности резания и составляет относительно последней 1 ...0,5 %.

В автоматизированном производстве применяется соответствующее оборудование, позволяющее получать высокую производительность при неизменных качественных характеристиках изделия. Так, токарный автомат модели СБ 6500 (рис. 3.2) позволяет обрабатывать прутковые заготовки диаметром - до 20 мм, наибольшая продольная подача прутка - 80 мм, наибольший ход поперечных суппортов - до 20 мм, диапазон

частот вращения шпинделей - от 250 до 300 об/мин. Подобные автоматы широко используются в электротехнической и электронной промышленности для производства элементов коммутирующих изделий, в машиностроении - для производства крепежных изделий.

Автомат токарный шестишпиндельный прутковый мод. СБ600

Рис. 3.2. Автомат токарный шестишпиндельный прутковый мод. СБ600

Расточка применяется для чистовой, черновой и алмазной обработки отверстия на токарных и расточных станках. Для расточки резцы оснащают пластинами из быстрорежущих сталей, твердых сплавов и ограненного технического алмаза, закрепляют в специальных оправках. Скорость, силу и мощность резания при растачивании можно определять по тем же формулам, что и для точения.

Сверление производится за счет вращательного движения инструмента (сверла или детали) и его продольного перемещения (движения подачи). Окружную скорость на периферии сверла V (м/мин) называют скоростью резания или сверления. Перемещение сверла на один оборот вдоль своей оси определяет подачу. Так же как и при сверлении, скорость подачи определяется по эмпирической формуле:

С (1

V = --?!?- (3.8)

Тт3Уг

где Су - коэффициент, зависящий от материала детали и сверла; & -диаметр сверла, мм; Т - стойкость сверла, мин; 5 - подача, мм/об; у„г* «-показатели степени, зависящие от материала детали и диаметра сверла.

Момент резания (Н м) определяется по формуле

(3.9)

Л/V-1(Г3 ,

откуда, зная угловую скорость сверла, рассчитывают мощность резания (кВт):

Р=Мас103. (3.10)

Сила (Н), преодолеваемая механизмом подачи при сверлении, также определяется по эмпирической формуле:

Гх = СР(1гсгяУг (3.11)

Так же как и для точения, все эмпирические коэффициенты выбираются по справочникам.

Фрезерование производится вращающейся фрезой, имеющей несколько режущих лезвий (зубьев), каждое из которых за счет поступательного перемещения фрезы относительно детали снимает стружку в пределах определенного угла поворота фрезы, а затем вращается вхолостую. Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы. Перемещение детали относительно инструмента называют движением подачи.

Под скоростью резания V (м/мин) понимают окружную скорость на периферии фрезы, которую определяют по эмпирической формуле:

ад}

у = м .. ,пк „ (3.12)

*

где С„д,т,п, х^к - соответственно показатели степени и коэффициент, зависящие от материала детали и режущей части фрезы, вида обработки и охлаждения; (1ф - диаметр фрезы, мм; - подача на зуб, мм; В -ширина фрезерования, мм; г - число зубьев фрезы.

Усилие резания (Н) определяют по формуле

К = сг(р ВгПф^ф , (3.13)

где и* - частота вращения фрезы (об/мин), =3Оо) ,/х

Коэффициенты и показатели степени для определения режимов резания выбираются из соответствующих справочников.

Строгание можно рассматривать как точение участка бесконечно большим диаметром. Деталь при этом должна совершать возвратно-поступательное движение относительно резца. Снятие стружки происходит во время рабочего хода, при обратном ходе она совершает движение вхолостую. Скорость перемещения детали относительно резца V (м/мин) называется скоростью резания. Продольное движение резца - главное движение. Перемещение резца за один двойной ход стола перпендикулярно главному движению называют движением подачи в (мм/мин). Глубиной резания называют величину на которую резец углубляется в деталь за один рабочий ход. Скорость, силу и мощность резания можно определить по тем же формулам, что и для точения.

Шлифование производится, как правило, абразивными кругами, в которых каждое зерно круга выступает как отдельный резец, снимая стружку в пределах определенного угла поворота. Главным движением при шлифовании является вращение шлифовального круга, движением подачи - поступательное перемещение круга относительно детали.

Различают плоское шлифование, при котором обрабатывается плоская поверхность, и круглое шлифование, при котором обрабатывается поверхность тела вращения. Плоское шлифование может осуществляться периферией или торцом шлифовального круга. На шлифовальных станках стол может иметь прямоугольную или круглую форму. Прямоугольный стол совершает возвратно-поступательное движение (продольная подача) и поперечное дискретное перемещение (поперечная подача). На шлифовальных станках с круглым столом одним из движений является вращение деталей с магнитной плитой и столом с определенной угловой скоростью, другим движением подачи является перемещение шлифовального круга в радиальном направлении относительно стола, а также перемещение на врезание.

Режимы резания при шлифовании назначаются по эмпирическим таблицам, составленным на основании экспериментальных данных.

При круглом наружном и внутреннем шлифовании изделие получает вращение с некоторой угловой скоростью, как правило, в сторону, противоположную вращению шлифовального круга. Относительное перемещение шлифовального круга вдоль оси вращения детали представляет продольную подачу вп-

Скорость резания при шлифовании V (м/с) определяется окружной скоростью шлифовального круга и равна примерно 20...30 м/с. При этом допускается наибольшая глубина шлифования (р = 0,05...0,005 мм. При силовом шлифовании обеспечивается глубина резания до 10 мм.

В процессе шлифования абразивные зерна притупляются, что при постоянной подаче влечет за собой увеличение мощности шлифования и образование пр иже го в на поверхности детали. Для устранения этих явлений круг правят, срезая слой абразива и вводя в работу новые зерна с новыми режущими кромками. Время работы круга между двумя правками называют периодом стойкости Т (мин).

При плоском шлифовании периферией круга период стойкости может быть рассчитан по формуле

(3.14)

Т =-?—Г*,Л2

где Су - коэффициент, зависящий от скорости резания; - скорость движения стола (продольная подача), м/мин; эпп - поперечная подача в долях ширины шлифовального круга; звр - подача на врезание на ход стола, мм/ход; к/, к2 - коэффициенты, зависящие соответственно от обрабатываемого материала и диаметра шлифовального круга.

При плоском шлифовании за счет увеличения нагрузки на зерна происходит их частичное разрушение и образование новых режущих кромок - круг работает с самозатачиванием. При этом необходимо контролировать силу резания, не допускать критического режима обработки, при котором наступает вырывание абразивных зерен.

Кроме перечисленных выше основных методов металлообработки, существуют и другие, в частности методы обработки без снятия стружки (электрофизические, электрохимические, электролучевые и Т.П.). Эти методы не так широко применяются в автоматизированном производстве, и при необходимости с выбором режимов для них можно ознакомиться в специальной литературе, например [23].

Обработку на металлорежущих станках стремятся производить при оптимальных значениях скорости резания и подачи, т.е. при оптимальных режимах резания. Оптимальным называется такой режим резания, при котором достигается наилучшее сочетание параметров резания, обеспечивающих некоторый объективный критерий, базирующийся на физико-технологических и экономико-производственных факторах механической обработки.

При обработке металлов резанием происходят сложные физико-механические процессы, явления пластических деформаций, сопровождающиеся температурными изменениями, структурными превращениями в обрабатываемых металлах и режущих сплавах, находящихся в определенной зависимости друг от друга. Эти зависимости и закономерности пока еще не выявлены, поэтому в теории резания используются формулы, полученные в результате экспериментов.

Функциональную зависимость между стойкостью, скоростью резания, глубиной резания и подачей можно выразить формулой

гг _ и Т_

уИт^/м, (3.15)

Наибольшее влияние на стойкость инструмента оказывают скорость резания, подача и в меньшей степени - глубина резания. На стойкость влияют также некоторые факторы, выраженные коэффициентом

, (3.16)

где Су - скоростной коэффициент, зависящий от материала детали и инструмента; кг кч к^ к^ - постоянные, зависящие от геометрических параметров инструмента; К,. км, кс кс„- постоянные, зависящие от состояния материала детали; кИ - постоянная, зависящая от износа инструмента; к„ -постоянная, зависящая от охлаждения.

Увеличение V,5,/р приводит к уменьшению периода стойкости. Эти постоянные, а также постоянные, входящие в (3.16), находятся в тесной связи между собой. Такой комплекс физико-технологических факторов не остается неизменным, а находится под воздействием условий резания. Жесткая функциональная связь между переменными резания носит вероятностный характер, поэтому реальная стойкость может отличаться от расчетной. Тем не менее на практике полагают, что формула (3.15) отражает основные, достаточные для расчетов факторы, определяющие обрабатываемость и резание металлов.

Кроме приводимой целевой функции существуют и ограничивающие факторы:

  • 1. Ограничение подачи где 5тш и 5^ - соответственно минимально и максимально допустимые подачи инструмента . Они учитывают технологические факторы. Ограничение снизу определяется нарушениями стружкообразования, а ограничение сверху - необходимостью получения заданной шероховатости поверхности.
  • 2,Ограничения на угловую скорость шпинделя

СО

<С0™^0)

стпип—^ ст

сттах >

где (остпип, ®Стт*х - соответственно минимально и максимально допусти-мые угловые скорости вращения шпинделя станка. Ограничения по скорости определяются также диапазоном регулирования скорости шпинделя отдельного станка. Минимальная угловая скорость определяется параметрами стружкообразования, максимальная - нагревом режущего инструмента.

3.Ограничение по стойкости инструмента. Стойкость при уменьшении скорости резания асимптотически стремится к предельному значению, которое и определяет максимальное значение стойкости. Максимальное значение стойкости не имеет предела, однако работа на малых периодах стойкости требует частой смены инструмента, поэтому вводят ограничение на стойкость:

пип.

Т^Т,

Ограничение по мощности привода станка

Рсг&’та*; Рэ<Ри ,

где Ра,- мгновенное значение мощности привода станка; Ртах, РЭН- соответственно максимально допустимая, эквивалентная и номинальная мощности электропривода станка.

Для определения режима резания необходимо выбрать критерий оптимальности (целевую функцию). Если принять, что основным показателем процесса является производительность П, то при токарной обработке

#= уэи

где /р - глубина резания.

Производительность при фрезерной обработке

П=9,55 Вю^р.

При шлифовальных работах показатель производительности близок к показателю производительности при фрезеровании.

Критерий оптимальности Птп (целевая функция) может быть получен, если учесть общую стоимость съема припуска за период стойкости инструмента. Для токарной обработки

ггу('М'Ур(/Х> ± где /- время, мин; (о=1см+К/Е - дополнительное время, мин, К - затраты, связанные с эксплуатацией режущего инструмента за период стойкости (выражаются в денежных или условных единицах), Е - заработная плата персонала и затраты на эксплуатацию станка за 1 мин работы, /с„ - время смены инструмента, мин.

Полагая параметры резания неизменными во времени, получаем

ПТ'П=У$Т/(Т.

При тех же критериях оптимальности для фрезерной обработки

Пфс = 9,55 В(йф з1/(к!+к2уь) ,

где Л/ - стоимость станко-минуты, у.е./ мин; + к3тах2 - затра

ты на инструмент за период стойкости, у.е.; к3 - максимально допустимый износ инструмента, мм); у*=/('Вш(о<^ Т) - скорость износа инструмента.

Зависимость износа от параметров резания определяется степенной функцией

, (3.,7)

где XI,.... х5 - показатели степени из таблиц режимов резания.

Допуская, что износ инструмента определяется одинаково при одной и той же стойкости Т как для переменных, так и для постоянных режимов резания, и аппроксимируя по методу наименьших квадратов, получаем

Пфс - 9,55 ВъфД^Т/^Т+кд.

Расчет оптимальных параметров процесса обработки можно автоматизировать, использовав для этого специальное математическое программное обеспечение, например МаШСАО . А полученные параметры оптимальности позволяют построить самонастраивающуюся систему управления режимами обработки.

При разработке схемы управления появляется необходимость в идентификации процесса металлообработки, т.е. построении его математической модели. Она требуется для выбора соответствующего этому процессу алгоритма управления и синтеза автоматизированной системы управления, построения корректирующих устройств.

Математическая модель, отражающая связь управляющих воздействий с контролируемыми технологическими параметрами, может быть построена на базе эмпирических зависимостей, применяемых для расчетов режимов резания. Для токарной обработки усилие резания определяется по формуле (3.4).

Процесс обработки рассматривается как безынерционный стационарный. Приняв за выходную величину главную силу резания при точении, а за входную величину - продольную подачу, определим передаточную функцию процесса продольного точения:

(3.18)

Н {р) = ^-

' s(p) (Tpl + )(Тр2 +1) »

где kz - коэффициент передачи объекта; Тр!, Тр2 - постоянные времени процесса резания.

Величина постоянных времени процесса резания может быть найдена по зависимости

ТР1Р2= 0,5т(0,5 + А ±т/(0,5 + Л)2-0,33),

где х=Мпш - время запаздывания на один оборот шпинделя, с (пш - частота вращения шпинделя об/с); A=kjcy?y +k,kykxax,kyd){kx,ky - коэффициенты передачи процесса резания по приращению толщины срезаемой стружки по координатам соответственно х,у; к^~ коэффициент, определяемый углом заточки резца; к^дх, ку,ду - коэффициенты упругой деформации, определяемые податливостью системы «станок-приспособле-ние-инструмент-деталь» по координатам х, у соответственно ).

Поскольку в выражении (3.18) часто Тр » Тр2 , последней величиной можно пренебречь и передаточную функцию записать в виде

Нр(р)*

к.

ТрХ + 1

(3.19)

Пренебрегая податливостью системы СПИД, расчет постоянной времени резания можно упростить и принять ТР1=1/пш=х.

Аналогично можно представить передаточные функции и других процессов резания: фрезерования, сверления, строгания, шлифования.

Приведенная модель не учитывает динамику процесса резания. В необходимых случаях передаточная функция процесса обработки может быть представлена одним или двумя последовательно соединенными апериодическими звеньями.

Возрастающие требования к точности обработки вызывают необходимость управления упругими перемещениями системы СПИД путем изменения режимов резания (подачи, скорости, глубины), а следовательно, и скоростей соответствующих электроприводов. Модель металлообработки в этом случае должна базироваться на динамике системы СПИД, контуром обратной связи в которой является процесс резания. При этом изменения твердости заготовки и ширины срезаемого слоя Ъ приводят к колебаниям усилия Ру, и происходят вынужденные колебания упругого перемещения инструмента у относительно статического значения по нормали к поверхности резания (рис. 3.3). При этом отклонение силы, действующей в упругой системе точения, от ее статического значения

Ару=ту^-+Ьу^;уу » (32°)

где Су - коэффициент жесткости упругой системы станка в направлении оси у, Иу - коэффициент демпфирования; ту - приведенная мас

Физическая модель процесса точения с учетом упругой системы СПИД с одной степенью свободы

Рис. 3.3. Физическая модель процесса точения с учетом упругой системы СПИД с одной степенью свободы

са подвижной части суппорта. Сила Д/^, является одним из выходных воздействий для узла, показанного на рис. 3.3.

Толщина а и ширина Ь срезаемого слоя связаны с подачей и глубиной резания зависимостями а=з 5/л<р;

где ф- главный угол в плане резца.

Полагаем, что вынужденные колебания упругого перемещения приводят к эквивалентному по силовому эффекту изменению толщины срезаемого слоя (подачи) на Аау . При этом

<*ДЕ..

ку(Ал,-у-Аау) = Тр-^+АРу , (3.21)

где кр - коэффициент отношения радиальной силы резания к статистической толщине срезаемого слоя; Тр - постоянная времени процесса резания, Тр ~ —(а- статическая толщина срезаемого слоя, соответствующая

постоянной подаче, усадка стружки).

Модель (алгоритм функционирования), построенная по зависимостям (3.19) и (3.21), показана на рис. 3.4.

Определяя размеры упругого перемещения у при помощи этой модели, управляющее устройство должно вырабатывать такое управляющее воздействие Дяу, чтобы система была устойчивой, а погрешность обработки за счет у - минимальной при возмущающем воздействии Да3 .

Более точно модель упругой системы станка в процессе резания может быть построена, если учитывать размерный износ инструмента. В качестве примера рассмотрим построение модели упругой системы шлифовального станка при учете размерного износа шлифовального круга (рис.3.5).

При шлифовании с поперечной подачей путь поперечного суппорта /с затрачивается на съем припуска 1д, компенсацию линейного износа шлифовального круга 1ик и компенсацию упругих деформаций системы СПИД 1У'д согласно выражению

1с=1д+1к±1у.д

Продифференцировав это выражение, получим

(3.22)

Аналоговая модель процесса точения с учетом упругой системы СПИД с одной степенью свободы

Рис. 3.4. Аналоговая модель процесса точения с учетом упругой системы СПИД с одной степенью свободы

Л Л сИ Ж

или

Ve=V + V с »

и.К

Физическая модель процесса шлифования с учетом упругой системы

Рис. 3.5. Физическая модель процесса шлифования с учетом упругой системы

СПИД

где УсУл vUtK , уУшд - скорости изменения соответственно

Аппроксимируя зависимость Уц* =/(у^ выражением

V«.* =Я/(Уд+Ы

где а,, а2 - коэффициенты аппроксимации, и полагая, что 1у д3Уд,

У*

Л

или

на основании (3.22) получаем

где а3 - коэффициент пропорциональности.

Уравнение (3.23), полагая а 1,0^0 для бесконечно малых величин, запишем в операторной форме: ,х ~..

Ус(р)=Уд(р)( +а,+а3р).

Тогда передаточная функция процесса шлифования

нлр)^--1--

О»

VАр) 1 + а,+а3/>

ув=^+а,(уа2)+а,

сії

  • 9
  • (3.23)

или , разделив числитель на знаменатель, получим

"Лр) =

К

тср+1

9

где кс~/(1 +а;) - коэффициент передачи; Тс-а^( +а^ - постоянная

времени процесса резания.

Полученная упрощенная математическая модель процесса шлифования, где в качестве выходной переменной принята скорость съема припуска, а в качестве входной переменной - скорость перемещения суппорта, представляет собой апериодическое звено первого порядка.

Скорость износа круга укк и скорость изменения упругих деформаций Уу'О в общем случае зависят от двух переменных:

V.., = /(^*)

(3.26)

где сі*=сіК/(іК'Нач - относительное изменение диаметра шлифовального круга.

Подставив зависимости (3.26) в приращениях в виде суммы двух составляющих, одна из которых зависит от уд , а другая - от сі*, и линеаризируя их путем разложения в ряд Тейлора, получим (пренебрегая членами, содержащими вторые производные и выше) в операторной форме

АУи.к (р)=а4ГЬд(р)-а5Асі*(р);

&Уу,д (р)=а6^(р)-а7Ы*(р),

где а4, а5 - коэффициенты, характеризующие скорость износа шлифовального круга; а6, а7 - коэффициенты, характеризующие жесткость системы СПИД. Знаки «минус» перед вторыми слагаемыми приведенных уравнений учитывают то, что дополнительная связь по диаметру круга принимается отрицательной.

Линейный износ шлифовального круга

О

(3.27)

где /„ - текущее машинное время обработки.

(3.28)

Текущее значение диаметра шлифовального круга

~ ^к.иоч 2/и1(

Выражения (3.27) и (3.28) в приращениях и в операторной форме можно представить в виде

(3.29)

где ах=21к нач - коэффициент пропорциональности.

На основании полученных выражений можно записать передаточную функцию объекта (процесса шлифования с учетом размерного износа шлифовального круга):

Д»,(р) Т{р1+2Тдр+

где 1^=05/(05+0407) - коэффициент передачи системы; Т]=/а5ан -

постоянная времени, характеризующая скорости износа шлифовального круга в зависимости от его диаметра; Т2 = л68(<з2 +а^а7) -

постоянная времени системы; у=1 +04+0503 - безразмерный

коэффициент.

Между радиальным усилием резания и скоростью съема припуска при заданной режущей способности шлифовального круга, характеризуемой коэффициентом кр, существует линейная зависимость: ^=Ар/.. Тогда, если пренебречь размерным износом шлифовального круга (полагая, что в пределах обработки детали он не превышает 2...3% начального диаметра), получается упрощенная модель системы в виде апериодического звена первого порядка:

9

яс0,)=?М._Ь_

МР) 1 + 7>

где Тс=а^(+а) - постоянная времени; кс=Щ(+а4) - коэффициент передачи

Модель системы без учета размерного износа круга для случая, когда выходной (регулируемой) величиной является радиальное усилие резания показана на рис. 3.5. Величина / учитывает возмущение, вызываемое изменениями свойств шлифовального круга.

Математические модели металлообработки дают возможность совершенствовать технологические процессы резания путем анализа характера изменения во времени входных и выходных переменных для построения систем управления этими процессами.

Аналоговая модель процесса шлифования с учетом упругой

Рис. 3.6. Аналоговая модель процесса шлифования с учетом упругой

системы СПИД

Изображенные на рис. 3.5 и 3.6 аналоговые схемы позволяют разрабатывать на их основе простые и надежные адаптивные электронные схемы управления. В качестве входных сигналов они используют значения тока или напряжения, получаемые от соответствующих датчиков, а выходным является сигнал, подаваемый на вход исполнительного механизма, как правило, электропривода главного движения или подачи станка.

Современные программные средства позволяют разрабатывать и исследовать схему управления, не прибегая к физическому моделированию. Различными фирмами-производителями программного обеспечения выпускаются специальные пакеты для проектирования, расчета и моделирования работы электронных схем [7], пример использования одного из них приведен на рис. 3.7. В состав пакета, кроме вышеперечисленных инструментальных средств, входят необходимые, постоянно обновляемые, базы технических и эксплуатационных данных как пассивных, так и активных компонентов радиоэлектронных устройств. Моделирование механических устройств при помощи подобных пакетов основано на использовании метода аналогий. Применение вышеуказанных пакетов обусловлено тем, что работа в них не требует специальной подготовки. Сами пакеты требуют минимальное количество ресурсов ПЭВМ, что позволяет выполнять моделирование достаточно сложных механических устройств.

Моделирование работы электронной схемы при помощи программного пакета Electronics Workbench

Рис. 3.7. Моделирование работы электронной схемы при помощи программного пакета Electronics Workbench

Использование пакета MATLAB позволяет более полно смоделировать процесс резания, но работа с ним требует специальной подготовки.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>