где CPz – константа, зависящая от свойств обрабатываемого материала, по сути своей представляющая удельную силу резания, приходящуюся на единицу площади поперечного сечения среза, Н/мм2; tp – глубина резания, мм; S – подача, мм/об, V – скорость резания, м/мин; KP – общий коэффициент, представляющий собой произведение частных коэффициентов, учитывающих конкретные условия резания; Cθ – коэффициент, выражающий зависимость теплоотдачи от обрабатываемого материала и условий резания; φ – главный угол в плане, градусы. Степени x, y, z, m, n, q – являются вещественными числами, показывающими степень влияния каждого из параметров режима резания соответственно на силу резания и температуру в зоне резания [].
Модель ПТ должна быть многомерной (S, V, tp – управляющие параметры; Pz, θ – управляемые параметры) и многорежимной (обеспечить исследование, например, чернового и чистового режимов резания).
Эти обстоятельства приводят к необходимости поиска принципиально новых подходов к решению задачи построения моделей ПТ, позволяющих обеспечить требуемую для САУ многомерность, многорежимность, многосвязность (большое число параметров ПТ находятся в сложных взаимосвязях, не поддающихся формализации) и нелинейность ПТ. В данном примере предлагается метод нечеткого моделирования Такаги – Сугено [] в качестве решения проблемы построения модели в данных условиях. Суть данного метода сводится к аппроксимации нечеткими множествами нелинейных компонентов модели и всех компонентов, точное определение которых либо затруднительно, либо приводит к значительному усложнению модели. Аппарат нечеткой логики Такаги–Сугено позволяет аппроксимировать трудноформализуемые компоненты модели и вместе с тем обеспечивает требуемые качества многомерности, многосвязности и т. д.
Цель управления определяется требованиями оптимальности переходных процессов выходных координат Pz, θ на всех режимах функционирования системы (по быстродействию и перерегулированию), поддержанием постоянства значений Pz = const и θ = const для каждого режима резания и минимумом ошибок рассогласования между преобразованными измерительной системой сигналами EPz(t), Eθ(t) выходных координат Pz, θ соответственно, и заданных воздействий uPz, uθ :
Схему САУ процесса точения можно представить в следующем виде (рис. 1).
На рис. 1 блоки задания 1, 2, 3 предназначены для подачи задающих напряжений upz(t), uθ(t) ,utp(t) соответственно. САУ режимами резания представляет собой два ПИД-регулятора для регулирования координат Pz ,θ и адаптивной надстройки в виде нечеткого регулятора, который выполняет функцию настройки ПИД-регуляторов и формирования управляющего напряжения для привода поперечной подачи на определенный режим резания. Настройка ПИД-регуляторов осуществляется подачей соответствующих коэффициентов.
Модернизация токарного станка с ЧПУ модели HOESCH D
... диагностики. В настоящее время токарный станок модели, Рисунок 1.1 - Расположение основных ... станке выполняются от отдельных электродвигателей. 1.1 Анализ объекта модернизации Модернизаци, Таблица 1.1 - Основные технические характеристики станка Наименование параметра ... в продольном направлении - координата "Z". Привод поперечной подачи ... Максимальная, главная составляющая усилия резания, кг 15000 Ход ...
Данная САУ режимами резания, которая обеспечивает оптимальное формирование режимных параметров процесса точения (ПТ) для чернового и чистового режимов резания в реальном режиме времени, что позволяет сэкономить время на переналадку станка и повысить эффективность ПТ. Обеспечение постоянства значений параметров Pz, θ и рациональная настройка режимных параметров ПТ позволяют улучшить качество выпускаемой продукции повысить технико-экономические показатели ПТ. Используемая при разработке алгоритма управления нечеткая модель ПТ позволяет значительно снизить неопределенность ПТ путем использования двух измеряемых координат (Pz и θ) вместо обычной одной и учета зависимостей Pz (S, V, tp ) и θ(S, V, tp ), что в свою очередь позволяет повысить точность САУ. Однако главный недостаток этой модели: громоздкость и значительные требования к вычислительным ресурсам. Поэтому представленную нечеткую модель ПТ будет затруднительно использовать во встраиваемых автоматических системах управления. Главным предназначением данной модели является применение в исследовании процесса точения и в разработке алгоритмов управления для систем управления ПТ. Эта особенность модели и наличие таких особенностей, как многомерность и многорежимность, практически полностью исключают возможность использования классических методов управления, адаптивных методов управления с эталонной моделью, а также использование всевозможных наблюдателей состояния системы.
3.2 Система адаптивного управления процессом обработки деталей на станках с ЧПУ
Следующей рассмотрим систему адаптивного управления процессом обработки деталей на станках с ЧПУ.
При обработке детали резанием на инструмент воздействуют факторы различной природы: механическая нагрузка, электрические токи, вибрации, химические воздействия, упругие деформации ТОС, наростообразование. Все это приводит к интенсивному износу конструктивных элементов резца и, даже, к его поломке. Что ведет к снижению точности, качества, продуктивности или к появлению брака, что несет за собой экономические убытки и большую себестоимость обрабатываемых деталей [ 7 ].
Следовательно, для улучшения параметров качества, точности, себестоимости обрабатываемых деталей стоит использовать систему адаптивного управления режущим инструментом, непосредственно в процессе обработки, что даст возможность выявлять момент предшествующий поломке инструмента, для своевременной его замены.
Система адаптивного управления процессом резания должна обладать высокой точностью информации о зоне резания и состоянии инструмента, в реальном времени отслеживать степень износа, ЭДС пары инструмент-деталь, и силе, действующей на инструмент. Система должна работать стабильно, а также с низкой вероятностью ложной оценки состояния режущего инструмента и сбоев в системе автоматизированного контроля процесса обработки детали. Реализация данной системы должна быть таковой, чтоб ее можно было применить без особых конструктивных изменений приводов станка и технологической обрабатывающей системы (ТОС) [ 8 ].
Системы адаптивного управления роботами
... сил резания и износа абразивного инструмента. Система управления адаптивного модуля абразивной зачистки, анализируя степень шероховатости поверхности, может принять решение о повторном цикле обработки текущего участка детали или дать команду роботу переместить ...
Согласно исследованиям проведенным в Национальном техническом университет Украины, наиболее подходящим по информационным параметрам, на основе которых можно судить о состоянии обрабатывающего инструмента, есть ЭДС резания и сила резания.
Исходя из этого, система адаптивного управления процессом резания основана на измерении возникающих ЭДС резания и силы резания, которые возникают в процессе обработки естественным образом.
Основным параметром для контроля является ЭДС резания, что возникает в следствии повышения температуры в зоне резания, так как увеличение ЭДС свидетельствует об увеличении контакта инструмент-деталь (КИД), что в свою очередь говорит об увеличении износа инструмента.
Система адаптивного управления процессом обработки деталей имеет 2 контура контроля. Первый контур контроля является подсистемой быстрого аварийного отключения приводов станка, которая в случае превышения допустимой силы резания посылает команду на безопасный отвод резца из зоны резания и отключение приводов станка. Второй контур является подсистемой оценки и прогнозирования износа инструмента на основе сигналов ЭДС резания.
На рисунке (рис. 2) показана блок – схема устройства, реализующего предложенную систему адаптивного управления.
В соответствии с предлагаемой системой в процессе обработки измеряют сигналы термоэдс, и ЭДС упругих перемещений технологической системы с помощью датчиков 1, отделяют постоянные и переменные составляющие сигналов, измеряемых в блоке 2, который может быть выполнено в виде электронного фильтра. Постоянные составляющие подают в блок управления 3, где формируют управляющие команды на изменение режимов резания, а переменные с помощью преобразователя 4, который может быть выполнен в виде когерентного оптического процессора, превращают во взаимокоррелирующие функции, которые считываются в устройстве 5, а затем подают в блок коррекции 6, которым формируют корректирующие команды на смену режимов резания. Команда корректировки на изменение режимов резания попадает в блок управления 3, где создаются команды управления приводами станка.
Использование предлагаемого способа позволяет с высокой степенью точности по ряду параметров получить более точную информацию о скорости износа режущего инструмента в процессе обработки и тем самым наиболее полно использовать инструмент по его свойствам устойчивости, что в конечном итоге позволяет повысить производительность обработки деталей на станках с ЧПУ и снизить себестоимость обрабатываемых деталей.
3.3 Система управления гидравлических машин на примере термопластавтомата
И последней является система управления гидравлических машин на примере термопластавтомата.
Основные функции системы:
