Во всех САдУ, обеспечивающих управление тех­нологическим процес-сом относительно одного или нескольких регулируемых параметров, осо-бенно важным является системати­ческое получение информации, харак-теризующей истинное состоя­ние процесса в каждый момент времени. По-лучаемая текущая информация должна иметь комплексный характер и не-прерывно поступать во время выполнения процесса. Информация должна обладать минимальным временем запаздывания, так как, напри­мер, заго-товки, как правило, обрабатывают на высоких режимах резания и процесс изменения рабочих нагрузок и образования погрешностей обработки про-исходит в десятые и сотые доли секунды.

Во время обработки состояние технологической системы харак­теризует комплекс параметров; точность детали δ; мощность N , потребляемая на ре-зание, сила тока I в электродвигателе глав­ного привода; действующие в си-стеме нагрузки, в том числе сила резания Р и крутящий момент M_КР и по-рождаемые ими упругие перемещения y_Δ = A_Д; температурный режим сис-темы Ө⁰; интен­сивность h износа режущего инструмента; уровень вибра-

27

ций μ и характер стружкообразования. Эти параметры являются перемен-ными состояниями технологической системы и образуют век­тор ее сос-тояния Т:

Т = (δ, N , I , Р, М_КР, A _д , Ө⁰, h , μ,...).                   (5)

Основными возмущающими факторами являются: колебания глубины резания t , твердости Н материала заготовки; переменная жесткость j_т.с сис-темы; различная режущая способность h_З инструмента. Эти факторы обра-зуют соответствующий вектор Ф:

Ф = (t , H , j_т.с., h_З,…).                                  (6)

В процессе регулирования воздействие на технологическую систему осуществляется через переменные, к которым относятся S , υ , А_с. В ряде случаев в качестве переменных управления используют j_т.с технологи-ческой системы или геометрию реза­ния, изменяемые посредством специ-ально встраиваемых датчиков, а также колебания, специально налагаемые на элементы системы. Указанные переменные образуют вектор управле-ния U:

U = (S, υ, А_с, j_т.с, ...).                                 (7)

В зависимости от требуемой точности обработки, технологи­ческих воз-можностей системы, условий нормального протекания процесса на состав-ляющие векторы Ф, U накладывают некоторые ограничения, которые либо определяют область допустимых зна­чений переменных, либо устанавлива-ют дополнительные зависимости между переменными состояния и управ-ления.

Динамометрический узел для САдУ растачиванием отверстий

На токарных станках с ЧПУ

Выше при описании процессов механической обработки с помощью дифференциальных уравнений типа (5) в качестве параметра, определяю-щего силу резания, был принят прогиб резца .

Для определения сил резания при растачивании отверстий использова-ны собственные упругие перемещения оправки 3, неподвижно закреплен­ной винтами 6 в корпусе 7 сменного инструментального блока (Рис.18). Внутри оправки 3 установлен с зазором стержень 4; на нем смон­тированы индуктивный бесконтактный датчик, имеющий катушку индуктивности 9, установленную на регулировочной втулке 8, и якорь 14 в виде винта с дис-

28

ковой головкой. Воздушный зазор h между катушкой и якорем регули-руется вращением последнего и фиксируется гайкой 15. В паз корпуса 7 вмонтирована электри­ческая схема 16 с автономным источником питания, имеющая выход через разъем 13, установленный на крышке 12, на катуш-ку датчика или через радиомодем (10, 11) к внешнему приемнику. Гайка 5 служит для регулирования вылета L расточного резца. В отверстии оправ-ки 3 смонтирован виброгаситель 1. При врезании резца 2 в заготовку под действием составляющих Р_х, Р_у оправка 3 упруго прогибается относитель-но торца (сече­ние I–I) корпуса 7 на величину

     y_oxy = P_yL³/3EJ + P_xRL²/2EJ,                                 (8)

где L – расстояние от вершины режущих кромок до сечения I–I; R – рас-стояние от вершины инструмента до оси оправки; Е – модуль упругости; J – момент инерции сечения оправки.

Рис. 18. Динамометрический узел для САдУ растачиванием

отверстий на токарных станках с ЧПУ

Так как стержень 4 жестко связан с оправкой 3, то он пере­мещается вместе с последним без прогиба из-за наличия зазора между ними. Вслед-ствие перемещения правого конца стержня с катушкой 9 изменяются за-зор h и индуктивность катушки.