Управление точностью обработки

Для повышения точности обработки необходимо управлять упругими перемещениями элементов системи СПИД. Управление точностью обработки может осуществляться двумя методами – по выходным данным или по входным данным.

Управление точностью по выходным данным выполняется путем систематических замеров обрабатываемых поверхностей с последующей периодической поднастройкой станка. Для автоматизации этого процесса используются приборы активного контроля и автоподналадчики.

При применении автоподналадчиковмомент необходимойподнастройки определяется в период работы станка, без его остановки, путем отсчета машинного времени или фактического пути резания, или устанавливается с помощью регулярных измерений истинных размеров обрабатываемых заготовок контактными или бесконтактными измерительными устройствами.

Автоподналадчик дает исполнительным органам станка сигнал для перемещения инструмента на определенную величину, компенсирующую влияние систематических переменных погрешностей. Эта величина в основном зависит от средней интенсивности износа и затупления инструмента.

Управление точностью обработки по входным даннымпозволяет уменьшить погрешности, вызванные случайными факторами (неравномерность припуска, твердости и т.п.). Поле рассеяния размеров значительно сокращается при достижении стабильности силы резания. Это достигается регулированием подачи, скорости резания, жесткости, мощности и др.

Стабильность силы резания наиболее эффективно достигается изменением подачи. Управление подачей может осуществляться рабочим вручную или с помощью системы автоматического регулирования (САР). При обработке заготовки с повышеннойвеличиной припуска и твердости рабочий или САР соответственно уменьшают величину подачи, а при обработке следующей заготовки (отдельного участка заготовки) с меньшей величиной припуска на обработку – увеличивают ее.

На рис. 2.9. показана блок-схема САР рабочего размера динамической настройки на вертикально-фрезерном станке [3].

Величина упругого изменения рабочего размера Аропределяется принятыми режимами обработки и при настройке системы СПИД устанавливается задатчикомЗУ. Отклонение составляющей силы резанияРхизмеряется датчикомД и в виде электрического сигналаU₁подается через усилитель в сравнивающее устройствоСУ. В сравнивающем устройстве, после сопоставления полученного сигнала с заданным, определяются величина и знак рассогласования, и в виде электрического сигналаU₃, через усилитель, подаются в управляющее устройство УУ серводвигателя.

В соответствии со знаком рассогласования последний поворачивает в ту или иную сторону движок реостата, включенного в электросхему бесступенчатого изменения частоты вращения ротора электродвигателя, изменяющего величину подачи стола станка. Изменение подачи происходит до тех пор, пока не будет достигнута заданная величина составляющей силы Р_х с погрешностью, определяемой зоной нечувствительности системы автоматического управления .

Применение многоконтурных систем автоматического регулирования с соответствующими программными устройствами позволяет осуществлять управление одновременно несколькими параметрами процесса резания. Особенно перспективно их использование на станках с ЧПУ, управляемых от ЭВМ и микропроцессоров.

При использовании систем автоматического управления поле рассеивания размеров сокращается в 2…3 раза, а основное технологическое время – на 20…30%.

Основным недостатком использования подачи для управления упругими перемещениями является получение большей шероховатости поверхности детали, чем при обработке с постоянной подачей.