lekzii (832105), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Адаптивные системы управления

Есть ОС по процессу обработки

Рисунок 6

ТС – технологическая система

Возмущения:

1. Износ РИ

2. Колебания припуска

3. Колебания HRC (твердости) и наличие твердых включений, которые могут привести к поломке инструмента

4. ТС неопределенна с точки зрения ее параметров (жесткости, температурных деформаций, какой уровень вибраций). Параметры ТС могут меняться и неизвестно как это влияет на процесс обработки.

Как определять скорость резания, подачи? Используются эмпирические формулы.

Рисунок 7

Получаем такую заготовку. Надо снять неравномерный припуск. Попадем на максимальный припуск – будет повышенный износ инструмента. Может быть твердое включение, которое может привести к его поломки. А если по максимальному припуску судить, то теряем производительность. Возьмем средний припуск.

Берем постоянную подачу

Как сделать так, чтобы все учесть. Разработаны адаптивные системы управления (самоподнастраивающиеся системы)

Определение по ГОСТ:

Адаптивное управление – ЧПУ станком, при котором обеспечивается автоматическое приспособление процесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям.

Применение адаптивных систем:

1. Повысить точность обработки

2. Появляются новые материалы (космос, оборонная промышленность, оптика). Металлические и композиционные, которые надо обрабатывать. Есть материалы, которые позволяют вести обработку без охлаждающей жидкости (не нанося ущерб износу режущего инструмента). Есть жаропрочные материалы. Необходимость обработки новых материалов, по которым нет данных по правильной обработке (как сталь 45, сталь 40Х)

3. Предохранительные от поломки режущего инструмента.

4. Не надо рассчитывать величину подачи. Система сама определяет какую подачу взять и регулирует ее в процессе обработки. Упрощается процесс программирования. Но такие системы сложные, дорогие.

2 группы адаптивных систем:

1. Адаптивные системы предельного управления

2. Адаптивные системы оптимального управления. Управление по какому-то предельному параметру. Чтоб не была выше установленной (чтоб не было поломки) и ниже – чтоб не было потери в производительности. Если повышается сила резания, уменьшение подачи – значит меняется сила резания. Заказываем оптимальную силу резания.

Задача системы – получение предельного параметра.

Критерии:

1) как организовать обработку с минимальной себестоимостью (расход инструмента

2) максимальная производительность

1. Максимальная точность

Их решает 2ая группа. Адаптивная система оптимального управления. Таких систем мало. Сначала надо разработать математическую модель, потом надо разработать алгоритм. Используется в особых видах производства, где деньги не считают. Где надо обрабатывать.

Лекция 16

Нужна адаптивная система, т.к.:

1. Неизвестные режимы резания

2. Колебания припуска

3. Меняется твердость заготовки

1 группа. Критерий – предельное значение параметра (сила резания)

2 группа. Оптимальное управление. Оптимизировать какие-то получаемые параметры. Обеспечить максимально возможную производительность при таких-то ограничениях или максимально возможная точность.

1 группа

Рисунок 1

Возмущение: изменение припуска, изменение режима резания, изменение параметров технологической системы

Устанавливаем предельное значение P. Измеряем действительное P. Устанавливаем регулятор, который проводит сравнение сил резания. Засчет регулирования силы резания и подачи добиваемся нужной силы резания.

Рисунок 2

Какую подачу брать? Максимальную – потеря в производительности, когда малые припуски, но выигрываю в стойкости (не будет повышенного износа, поломки). Если возьмем по минимуму, выигрываем в производительности, но проигрываем в стойкости. Можно брать по среднему припуску (немного теряем производительность, немного стойкость). Но против твердого включения не выстоит. Лучше брать адаптивную систему. Подача меняется, чтобы выдержать постоянную силу резания.

Рисунок 3

Адаптивные системы оптимального управления

Рисунок 4

Недостаточно мерить только силу резания (надо знать как расходуется инструмент, время обработки). Надо измерять несколько параметров процесса обработки. Измеряем силу резания, температуру нагрева, вибрации.

Задаем критерий оптимальности.

Допустим, критерий оптимальной производительности (взяла фирма бендикс)

Рисунок 5

Подбираем подачу и скорость резания, чтобы производительность была оптимальная.

- скорость съема металла

- норма накладных расходов

– время смены инструмента

- величина амортизации режущего инструмента

- скорость износа режущего инструмента

- максимально допустимый износ режущего инструмента

Трудности:

Создание ИП, которые будут измерять информацию (желательно не косвенно)

Высокая мощность должна быть

Необходимость разработки критерия

Лекция 17

Порядок проектирования станков с ЧПУ

1. Выбор и обоснование типовых деталей с учетом возможностей станка.

Выбор по конфигурации, по материалу. Лучше брать максимально сложную деталь, чтобы загрузить полностью возможности ЧПУ.

1. Разработать ТП обработки детали

Определить V, S, диапазон частот вращения шпинделя n, диапазон рабочих подач S.

При расчете брать диапазон материалов (Al, сталь, чугун).

Определяем мощность двигателей N, крутящий момент M и осевую силу P.

Выбираем электродвигателя для ГД, ПП и прочих узлов.

Рисуем схемы обработки.

Определяем характеристики станка

- количество координат

- одновременно управляемые координаты

- максимальная обрабатываемая длина

- диапазон обрабатываемых диаметров

- диапазон рабочих подач

- диапазон частот вращения

- скорость холостых ходов

- точность станка

1. Определяем технические/технологические характеристики станка

Берем готовый/стандартный РИ. Это удешевляет производство и упрощает наладку.

1. Выбор типа станка

Токарные, многоцелевые (с вертикальной, с горизонтальной компоновкой)

1. Разработка функционально-кинематической схемы

- привод главного движения

- привод подачи

и т.п. – все движения

1. Составление функций управления

ТЗ на разработку систем ЧПУ

1. Система ЧПУ

Конструктивная схема

Используем модульный принцип построения станка (ШВП, РГ, инструментальный механизм)

Это увеличивает качество и надежность станка

1. Техническое диагностирование, коррекция, система датчиков

Рисунок 1

Какую УЧПУ взять (в порядке убывания):

1. Функциональные возможности

2. Фирма

3. Стоимость

ЭД

1. Регулируемый

2. Нерегулируемый

ИП

1. Обратная связь с круговым или линейным ИП

2. Блокировочные/предохранительные ИП

На практике 3 варианта изготовления СЧПУ:

1. Самостоятельное решение станкостроительной фирмы (выбор двигателей, системы ЧПУ)

2. Фирма УЧПУ (все подберет фирма-изготовитель УЧПУ)

3. Фирма сама делает УЧПУ, ИП, ЭД (используется например для очень больших станков, специфических станков)

УЧПУ

1. Компоновка

2. Цвет

Модульный принцип построения станка

Рисунок 2

1 вариант – много готовых механизмов/деталей

2 вариант – есть специальные комплектующие (для самолетов, для шпинделей)

3 вариант – появились спец фирмы, которые выпускают направляющие (качения, скольжения, гидростатические), ходовой винт-гайка (любого размера), револьверные головки для токарных станков.

Достоинства:

1. Сроки

2. Высокое качество, надежность и дешевизна модулей

Эксплуатация станков с ЧПУ, особенности их обслуживания и ремонта

Рисунок 3

1. Станок с ЧПУ сложное устройство, включающее гидравлику, пневматику и т.п.

2. 3 смены

3. Работает на завышенных режимах V,S

4. Разные станки (шлифовальные, многоцелевые и т.п.)

5. Малый опыт эксплуатации

- слабая ремонтная база

- должны ставить в специальных приспособлениях (правильный фундамент, термоконстантное помещение

- необходимо следовать требованиям (смазка)

Но можно проводить:

- техническое диагностирование

- новые материалы, повышающие надежность, долговечность станков

Эксплуатация станков с ЧПУ

Проблемы:

1. Транспортировка и монтаж станков с ЧПУ

2. Настройка и наладка

3. Проверка геометрической и кинематической точности (новые параметры надо проверять)

4. Техническое обслуживание и ремонт

5. Консервация

Контролируем:

1. Геометрические параметры

2. Кинематическая точность

3. Дополнительные проверки

Дополнительные проверки:

1. Измерение точности позиционирования рабочего органа

Перемещение стола туда-сюда будет иметь разброс

Рисунок 4

1. Контроль точности образцов-деталей

Рисунок 5

Задача – обработать конкретную деталь

Лекция 18

Системы технического обслуживания и ремонта станков с ЧПУ

Главное – техническое обслуживание, а не ремонт (когда регулировать, заменить масло и т.п.)

ГОСТ 18322-78 Системы технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения

ТО может быть трех видов:

1. Контроль технического состояния станка

2. Восстановление работоспособности

3. Профилактический осмотр

Цель последнего – недопустить отказы работы стана

ТО:

1. Организовать так техническое обслуживание при заданном режиме какие показатели надежности

2. Заданы показатели надежности – определить систему технического обслуживания

Виды отказов:

Характеристики

Список файлов лекций