Под управлением эффективностью обработки подразумевается управление рабочим процессом с целью достижения требуемого качества деталей с наименьшими затратами.

Управление эффективностью обработки осуществляется на основе решения задачи оптимизации технологической операции в условиях действия возмущений на рабочий процесс. Возмущениями являются переменные глубина резания и ширина фрезерования (рис. 5.4), разнотвердость обрабатываемого материала и.т.д.

В общем случае оптимизация технологической операции – выбор такой структуры и параметров, которые обеспечивают достижение заданного качества при экстремальном значении принятого критерия оптимизации (минимальной себестоимости, максимальной производительности). При проектировании оптимальной технологической операции, оптимизации подлежат как структура (последовательность обработки поверхностей), так как и параметры обработки (t, s, v). Однако обычно управление эффективностью обработки осуществляется на основе только параметрической оптимизации, так как применение станков с ЧПУ позволяет технически достаточно просто автоматизировать изменения s и v в ходе рабочего процесса.

Адаптивные (самоприспособляющиеся) сис­темы управления обеспечивают автоматичес­кое приспособление процесса обработки заго­товки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям. Это приспособление осуществляется на основе информации, полу­чаемой системой управления непосредственно в процессе обработки заготовок.

Адаптивные системы управления делят на две группы – системы предельного и оптимального управления.

Адаптивные системы предельного управления обеспечивают постоянное значение заданных па­раметров процесса резания при действии раз­личных возмущений (рис. 1.7).

Наибольшее применение получили адаптив­ные системы предельного управления, в которых регулируемой величиной является только пода­ча S.

Предельные значения параметров, которые задаются данной системе при управлении обра­боткой, определяют на основе предваритель­ного исследования процесса обработки.

Рис. 1.7. Адаптивная система предельного управления

Адаптивные системы оптимального управле­ния (рис. 1.8) при обработке заготовок осу­ществляют автоматический поиск и автома­тически поддерживают такое сочетание скорос­ти резания V и подачи S, которое обеспечивает экстремальное значение целевой функции H об­работки (точность, производительность или се­бестоимость обработки) при наличии техничес­ких ограничений и действии возмущающих воздействий (колебаний припуска, твердости материала заготовки, режущих свойств инст­румента и др.). Техническими ограничениями являются максимальные и минимальные значе­ния параметров, допустимые на данном станке (Smax, Smin, n_{шп max}, n_{шп min}, максимально допустимая глубина резания, уровень вибрации и др.).

Рис. 1.8. Адаптивная система оптимального управления

Основой для построения адаптивных систем управления является математическая модель управляемого процесса обработки, аналитичес­ки задающая систему технических ограниче­ний области поиска оптимальных режимов ре­зания и выражающая зависимость критерия оптимальности от параметров процесса обра­ботки.

Измеряемыми параметрами, характеризую­щими процесс обработки, могут быть сила ре­зания, вибрации, температура в зоне реза­ния, крутящий момент на шпинделе, мощность приводного двигателя и др.

Наиболее информативным показателем про­цесса резания является изменение силы реза­ния, которое обусловлено совместным влиянием изменения припуска на обработку, колебания твердости обрабатываемого материала, затупле­ние режущего инструменту и др.