Пристрій для адаптивного керування процесом металообробки

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в устройстве автоматического управления режимами металлообработки, поддерживающих на заданном уровне критерий управления технологического объекта, например мощности резания. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для адаптивного управления процессом металлообработки, содержащее блок задания, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход сумматора соединен с входом электропривода подачи, подключенного выходом с входом датчика скорости привода подачи, и с входом редуктора привода подачи, выход редуктора соединен со станком, который содержит электродвигатель привода шпинделя станка, который содержит электродвигатель привода шпинделя станка, который содержит датчик мощности, выход которого подключен через сумматор к пороговому элементу, и в него введена статическая модель процесса металлообработки [1]. Однако это устройство недостаточно повышает устойчивость системы при требуемом качестве металлообработки. Технической задачей изобретения является создание такого устройства для адаптивного управления процессом металлообработки, в котором за счет подключения выходного сигнала блока статической модели процесса металлообработки к входу порогового элемента достигается подавление колебательного характера процесса металлообработки при значительных изменениях коэффициента резания и снижается ошибка стабилизации мощности резания, что позволяет улучши ть качество обработки. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для адаптивного управления процессом металлообработки, содержащее блок задания, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход сумматора соединен с входом электропривода подачи, подключенного выходом к входу датчика скорости привода подачи, и к входу редуктора привода подачи, выход редуктора соединен со станком, который содержит электродвигатель привода шпинделя станка, который содержит датчик мощности, выход которого подключен к пороговому элементу, и в него введена статическая модель процесса металлообработки. Согласно изобретению выход датчика скорости привода подачи соединен с входом статической модели процесса металлообработки, выход которой подключен к опорному входу порогового элемента и является источником опорного напряжения, что позволяет достичь подавление колебательного характера процесса металлообработки, уменьшить статическую ошибку стабилизации мощности резания, улучшает качество обработки. Использование выходного сигнала блока статической модели процесса металлообработки в качестве опорного напряжения порогового элемента позволяет повысить устойчивость и уменьшить ошибку устройства адаптивного управления. На чертеже представлено устройство для адаптивного управления процессом металлообработки. Устройство содержит блок 1 задания, сумматор 2, электропривод 3 подачи, редуктор 4 привода подачи, станок 5, электродвигатель 6 привода шпинделя станка, датчик 7 мощности, пороговый элемент 8, статическую модель 9 процесса металлообработки, датчик 10 скорости привода подачи. Процесс резания металла может быть описан передаточной функцией где Рр - мощность резания; wП - скорость электродвигателя привода подачи; Кр - коэффициент передачи процесса резания; Тр - постоянная времени процесса резания. Коэффициент передачи процесса резания при фрезеровании где Ср - коэффициент, учитывающий условия резания; tp - глубина фрезерования; п ш ~ скорость шпинделя; В - ширина фрезерования; D - диаметр фрезы; Ζф - число зубьев фрезы; хр. q v - показатели степени. Коэффициент резания Кр изменяется в соответствии с (2) в десятки раз, что в режиме стабилизации мощности резания приводит к неустойчивой работе станка. Для сохранения устойчивости работы системы требуется соответствующая перенастройка коэффициента передачи Крм статической модели процесса резания. Устройство работает следующим образом. С блока 1 задания через сумматор 2 поступает сигнал U y на вход электропривода 2 подачи. Угловая скорость электропривода 2 подачи через редуктор 4 воздействует на процесс резания на станке 5. Сигнал коррекции UK на выходе блока 9 статической модели процесса металлообработки: где Крм - коэффициент передачи статической модели процесса, поступает на опорный вход порогового элемента 8. Сигнал Uдм датчика скорости шпинделя поступает на пороговый элемент 8 и сравнивается с напряжением коррекции UK. Таким образом, сигналы, поступающие на вход электропривода подачи равны Где U3 - напряжение задания; Uтс - напряжение технологической обратной связи; Uдм - напряжение датчика 7 активной мощности шпинделя. При увеличении мощности Рр резания возрастает сигнал Uдм на выходе датчика мощности. При Uдм > Ucp сигнал управления на входе электропривода подачи U y = =U3-Uтс уменьшается. Соответственно уменьшается и скорость wП электропривода подачи; следовательно уменьшается сигнал Uк = Ucp на выходе статической модели процесса металлообработки. Это ведет к дальнейшему увеличению напряжения 1Лс технологической обратной связи. Таким образом, чувствительность системы стабилизации мощности резания оказывается более высокой, чем в обычных системах. Изменяя глубину технологической обратной связи, можно варьировать величину статической ошибки. При такой настройке значительно повышается устойчивость системы стабилизации мощности резания, снижается статическая ошибка, повышается качество обработки.