Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Самоорганизующиеся системы управления способны воспринимать и классифицировать информацию, поступающую в них из внешней среды, и самостоятельно разрабатывать программы переработки информации, оценивать эффективность этих программ по конечным результатам и зацомн- Рис. ХЗ. Принципа»льивс схсюм сыстсю ЧПУ. 1 «х«ст«»ь«а: Ь с«мсс»Г««1 «гющ««с»: Ф вЂ” с«юссахч«ющ«а«» пать оптимальные программы для дальнейшего использования в аналогичных ситуациях и в соответствии с условиямн и задачами управления перестраивают свою собственную структуру. Очевидно, что в таких системах связи между элементами заранее жестко не предопределяются, а устанавливаются в результате приспособления к условиям работы станка.
Самообучакепиеея системы управления станков — это системы, в которых в процессе работы, наладки и подготовки к работе станка в управляющем устройстве происхо'дит постепенное накопление данных о характеристиках работы системы. Это накопление информации производится в блоке памяти системы управления. В этих системах программа работы управляющего устройства определяется вычислительной машиной, которая обрабатывает всю информацию об управляемом процессе и постепенно вырабатывает алгоритм для классификации ситуаций, соответствующих определяемым параметрам выполняемого технологического процесса. Эта задача представляет собой процесс распознавания образов, причем термин «образ» соответствует здесь термину «ситуация» или «состояние».
На рис. 2.9 представлены принципиальные схемы рассматриваемых систем управления. Адаптивная система управления (рис. 2.9, а) имеет постоянную структуру в процессе работы имеются лишь управляющие воздействия или параметры системы управления. Сигнал х через уст- ройство ввода УВ и управляющее устройство УУ вызывает перемещение системы «Станок». Перемещение 5 рабочего органа станка происходит после коррекции в системе датчика обратной связи ДОС.
Информация поступает также в логический блок ЛБ, где производится анализ контролируемых параметров, сравнение нх с заданными, предварительное формирование команд. Блок адаптации АБ на основе информации от ЛБ вырабатывает стратегию управления и воздействует на управляющее устройство с целью максимально возможной оптимизации процесса обработки и его конечных результатов. Адаптивные системы управления позволяют автоматически компенсировать такие возмущающие воздействия, как колебание припусков, твердости, глубины резания, ошибок положения и перемещения, а также автоматически приспосабливаться к режиму (выбирать оптимальный режим). Эти системы позволяют также учитывать в процессе управления упругие деформации, изменение мощности и других параметров.
В самоорганизующейся системе (рис. 2.9, б) происходит непрерывный контроль процесса обработки. С помощью ЛБ в зависимости от условий обработки дается команда на подключение того или иного блока адаптации: АБм АБ„ ...., АБ„. Эти блоки подбираются таким образом, чтобы охватить максимальный спектр возможных сочетаний режимов обработки, материалов инструмента и детали, состояния УУ и технологической системы станка. В самообучающуюся систему (рис.
2.9, в) в отличие от обычного станка с ЧПУ включается еще дополнительный блоь (, состоящий из ЛБ, АБ и устройства памяти УП. По мере функционирования системы накапливается положительный опыт работы, который используется для направленного изменения алгоритма с целью достижения экстремума выбранного критерия оптимальности функционирования системы. На рис. 2.10 представлена система управления одношпиндельного токарного полуавтомата модели 1Б732ФЗ с адаптивным управлением.
Обрабатываемая деталь 4 приводится во вращение алек. тродвигателем б, а подача суппорта с резцовой головкой 3 осуществляется ходовым винтом 2 продольной подачи. Измеряемым возмущением здесь служит изменение силы резания, происходящее вследствие изменения условий обработки. Колебания силы резания приводят к пропорционально- му изменению мощностп электродвигателя главного движения 5, что регистрируется датчиком б. Возникший сигнал через усилитель 7 передается в схему сравнення 8, где он сравнивается с сигналом зада- 2 ющего устройства 9 силы резания. Разность сигналов датчика 6 и устройства 9 после усилителя у 10 поступает в устройство программного управления 11 станка. После этого сигнал адаптации суммнруется с сигналом прогРаммы и пос рис, я.!О Принпнпиальная кииематн.
тупает вшаговый комму- ческая схема токаРного полуавтомата татор 12, шаговый двн- модели 1Б732ФЗ с адаптивным управгатель 1З, гидроусилитель И и редуктор 15, вращающий ходовой винт и сообщающий рабочую подачу продольному суппорту 1, Таким образом, в зависимости от знака разности сигналов датчика б н задающего устройства 9 увеличивается нли уменьшается рабочая продольная подача, на которую влияет сила резания, измеряемая датчиком 6. Это позволяет обрабатывать детали практически при постоянной силе резания, сводя к минимуму разброс упругих деформаций в технологической системе, приводящих к погрешностям обработки; максимально использовать мощность станка; упрощать программирование; повышать стойкость инструмента.
В зависимости от принципа работы самонастраивающиеся системы делят на 2 группы: предельного управления (рис. 2.11, а) и оптимального управления (рис, 2,11, б). В процессе обработки детали на станках с ЧПУ предель. ного управления (рис.
2.11, и) по заданной программе управления (ПУ) определяются один нли несколько параметров, характеризующих процесс, на который действуют возмущения 1, и сравниваются в регуляторе с заданными граничными нли предельнымн значениями (Г13). Возникающее рассогласование в значениях этих величин устра- 3 няется изменением подачи 5 и скорости резания о на величины таЗ и сьо. Наибольшее применение получают более простые системы управления с регулируемой подачей 5 (рис. 2.12). Примерамн служат фрезерование с переменным прин пуском, подреэка торцов, отрезка и разрезка деталей при использовании полной мощности станка ()( ~1%), максимально допустимой нагрузки при резании (Мр) ~ (Мр) Рр ~ (Рр)) т. д.
( Прн обработке детали Рпс. 2.11. Структурные схемы са- на станках с ЧПУ с примемопрпспосаблнпагопгпхсп систем: пением систем оптимально- а — препельного управления; б — опта. ГО уираВЛЕНИИ (Сы. РИС. 2.!1, б) по заданной программе управления (ПУ) производят автоматическое определение сочетания скорости о и подачи Б для обеспечения экстремального значения целевой функции Ф процесса обработки (точности, производительности нли себестоимости обработки) при наличии технических ограничений (ТО) и действия возмущающих воздействий( (колеба- Рпс.
2.12. Примеры обработка детелеа и графики пвменеппв подача З и тавпспмостп от длины обработки 1г а — с переменной глубяной рееанне; б — обработка петела с рехамм прнпуском ае участках и с необработанным участком ний припуска, твердости материала заготовки, режущих свойств инструмента и др.). Оптимизатор варьирует регулируемые параметры о и Я путем введения поправок Ьо н АЗ до тех пор, пока значение целевой функции Ф не попадает в оптимальную зону.
Возмущения ~, которые будут смещать оптимальную зону, также компенсируются системой управления. Примерами применения систем оптимального управления могут служить: станок фирмы «Вепс((хр (США), в основу работы системы которого положен критерий производительности; фрезерный станок с системой, разработанной в Пизанском университете (Италия), где оптимизируется стоимость снятия стружки. 2,5. Структура компоновок станков с ЧПУ Структурная формула компоновки — определенная последовательность символов, обозначающих блоки компоновки, раскрывающая координатную принадлежность и способ сопряжения блоков. Для станков с ЧПУ применяется система обозначения осей координат ИСО (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
