Описание принципа функционирования системы автоматического назначения режимов точения для станков с ЧПУ

Назначение: автоматическое назначение оптимальных режимов резания на токарных станках с ЧПУ на основе измерения ЭДС резания. Область применения: машиностроение, авиастроение, автомобилестроение, энергетика, образовательные и научные организации. Основные технико-экономические характеристики: - подключение через RJ45 и/или цифровые вход/выход; - работа распространёнными системами ЧПУ; - встроенный веб-интерфейс для ввода параметров и управления системой; - использование автоматизированных алгоритмов оптимизации. Описание технологии: Конструктивно система автоматического назначения оптимальных режимов резания на токарных станках с ЧПУ на основе измерения ЭДС резания состоит из двух модулей, один из которых является управляющим и отвечает за управление процессом и оптимизацию режимов обработки. Второй - измерительный модуль служит для измерения ЭДС резания в процессе пробного прохода. Принцип работы устройства состоит в следующем. Управляющий модуль служит для управления алгоритмом работы, а также связи УЧПУ и измерительного устройства. Подключение к УЧПУ осуществляется при помощи RJ45 кабеля и двух проводников: цифрового входа и выхода. При включении устройства запускается сервер веб-интерфейса, служащий для ввода оператором начальных параметров обработки, таких, как сечение державки, физико-механические свойства материала, технологические ограничения станка и другие. Измерительный модуль устанавливается в свободное место револьверной головы токарного станка с ЧПУ, и подключается при помощи двух проводников, один из которых электрически соединен с модифицированной державкой, которая обеспечивает электроизоляцию от корпуса станка, а второй проводник подключен к корпусу станка, тем самым образуя измерительную цепь. Неотъемлемой частью системы адаптивного управления режимами обработки является металлорежущий инструмент, адаптированный для измерения ЭДС резания пары заготовка-инструмент. Последовательность работы с системой: в УЧПУ станка оператор вносит коды управляющих программ основной обработки и пробного прохода. После запуска программы управление осуществляется в автоматическом режиме управляющим модулем. Первым этапом совершается пробный проход, в ходе которого на заранее заданных скорости резания, подачи и глубине резания выполняется обработка небольшого участка заготовки (10…20 мм), во время обработки осуществляется измерение ЭДС резания пары заготовка-инструмент аналого-цифровым преобразователем, полученные значения отправляются в управляющий модуль. Управляющий модуль на основе заранее внесенных параметров обработки и полученных значениях ЭДС выполняет расчет оптимальных режимов обработки с учетом заданных ограничений и критерия оптимизации. Для определения оптимальных режимов резания в устройстве используется алгоритм решения задач линейного программирования симплекс методом. Среди основных ограничений при расчете являются: технологические возможности станка, заданное качество поверхности, прочность и жесткость инструмента. Результатом расчета являются численные значения скорости резания (м/мин) и подачи (мм/об), которые вносятся в область пользовательских переменных УЧПУ станка. В теле основной управляющей программы считываются оптимальные значения режимов резания и выполняется обработка детали. Следует отметить, что положенный в основу принцип работы реализуем на токарных станках с различными системами ЧПУ. Разработаны системы для токарного обрабатывающего центра с устройством ЧПУ Okuma OSP-P30 и токарного станка под управлением системы Siemens 808D.