Спосіб оптимізації процесу різання

Изобретение относится к металлообработке и может служить для выбора оптимальных режимов резания. Цель изобретения - повышение точности и производительности путем выбора оптимальных параметров процесса резания. На фиг.1 показаны функции производительности и себестоимости (критерия оптимальности) процесса обработки в зависимости от скорости резания; на фиг.2 - принципиальная схема, реализующая способ. Анализ функций производительности П = f1(V) и себестоимости G = f2(V) процесса обработки металлов показывает, что одинаковому приращению аргумента ΔV соответствуют также приращения критериев оптимальности ΔП и ΔG. Относительные значения производительности и себестоимости определяются по формулам DП dп = = [f1( V + D V ) - f1( V )] : f1 (V ); П DC dc = = [f 2 ( V + DV ) - f 2 ( V )]: f2 ( V ). C Отношение δп/δс > 1 для скоростей, лежащих левее V0, и меньше 1 правее V0. Функциональные зависимости Π = f1(V) и G = f 2(V) непрерывные, поэтому отношение δп/δс также непрерывно во всем диапазоне приращения. При этом существуе т оптимальная скорость резания V0, в которой отношение относительных значений δп и δс равно 1. Способ позволяет в каждом временном интервале определить значение отношения δп ≠ δс, указывающее на степень соответствия режимов обработки их оптимальным значениям. Так, если это отношение больше 1, необходимо изменить режимы обработки (например, скорость резания или подачу) в сторону его уменьшения до значения, равного 1. В то же время, если отношение δп/δс меньше 1, необходимо осуществить корректировку управляющих сигналов для приближения его к 1. Отсюда оптимальные режимы обработки соответствуют сочетанию себестоимости и производительности, при которых lim dn / dc = 1. DV ®0 Способ осуществляется следующим образом. Перед началом обработки детали в оперативное запоминающее устройство процессора 1 управляющей ЭВМ из внешнего запоминающего устройства 2 предлагается с помощью терминала технолога 3 вид обработки, требуемые показатели обработка детали, заготовки инструмента и станка, на котором производится обработка, необходимые технико-экономические показатели. В соответствии с программой (стратегией) поиска вектора оптимизирующи х переменных определяют по априорным данным о процессе резания исходные управляющие, параметры (скорость резания, подачу, сечение среза), которые через цифроаналоговый преобразователь 4 и исполнительные механизмы станка 5 реализуются в системе СПИД 6. В процессе обработки детали по командам, поступающим из формирователя 7 временных интервалов, например таймера, на вход блока 8 нормализации, в качестве которого используют преобразователь сигналов, снимаемых с датчиков, преобразуемых в напряжение, сигналы от датчиков температуры 9, например искусственной термопары, сил резания 10, представляющих собой измерительные преобразователи 11 усилий вибраций, например акселерометры подачи 12 и скорости резания 13, в качестве которых используют та хометры и датчики 14 сечения среза, например датчик контроля получаемого диаметра, через коммутатор 1,5 и аналого-цифровой преобразователь 16 поступают в вычислительное устройство. В течение данного временного интервала по текущей информации о процессе резания определяют величину текущего износа инструмента, а также состояние системы СПИД и уточняют область допустимых значений параметров процесса резания, заданную ограничениями по точности обработки, параметрам качества поверхностного слоя детали, прочности режущей части инструмента, устойчивости процесса резания и возможностям, металлорежущего станка и по окончанию временного интервала определяют в соответствии с предлагаемой стратегией (программой) поиска (фиг.1) вектор управляющи х переменных (скорость резания, подачу и сечение среза), обеспечивающий в данный момент времени оптимальные значения выбранным критериям оптимальности в допустимой области. В начале последующего временного интервала сравнивают относительные значения критериев оптимальности, регистрируют текущие значения параметров резания по информации, полученной от системы СПИД 6 с помощью датчиков 9 - 14 и производят коррекцию управляющих сигналов при помощи исполнительных механизмов станка 5 в зависимости от величины отношения относительных значений критериев оптимальности. По окончанию реализации корректирующи х сигналов по командам из формирователя 7 временных сигналов в оперативную память ЭВМ поступает информация о текущи х значениях параметров процесса резания и последовательность управления повторяется.