4.8 Самоприспособляющиеся (адаптивные) системы управления

Разработка и применение самоприспособляющихся систем управления (СПСУ) явилась следующим логическим шагом в автоматизации процессов обработки после разработки систем ЧПУ, на базе которых они в основном строятся.

В СПСУ обеспечивается три потока информации, два – как в САУ замкнутого типа и третий – через логические устройства или адаптивные блоки (рис. 4.14,а).

В системах осуществляется сбор и переработка информации о возмущениях, возникающих в процессе обработки на станках, что используется для оптимизации этого процесса.

Основные источники возмущений (f – на рис. 4.14,а) при обработке на станках следующие: износ режущего инструмента, изменение сил резания и сил трения, неоднородность припуска обрабатываемой детали, нестабильность температуры, автоколебания, непостоянство упругих перемещений несущей системы станка.

В простейшем виде адаптивное управление осуществляется системами автоматического регулирования по небольшому числу параметров, часто – даже по одному важнейшему параметру. В таких системах – самоприспособляющихся системах предельного управления – ставится цель ограничить допустимой величиной (Н – на рис. 14, а) значение какой-либо погрешности или значение силового фактора.

Например, в одной из систем адаптивного управления процессом продольного точения на токарном станке (рис. 4.14,б) регулируемой величиной является подача S. В адаптивный блок вводятся: предельно допустимые мощности N_max и подачи S_max, и регулирование производится на основе сравнения фактически потребляемой станком мощности N_факт с N_max. Здесь обеспечивается использование полной мощности станка.

В более сложных системах производится регулирование скорости резания и подачи.

В самоприспособляющихся системах оптимального управления производится логическая переработка информации о возмущениях в процессе обработки и на этой основе – изменение режимов резания (v, S) по выбранным заранее критериям оптимизации (Н – см. рис. 4.14,а) с учётом ограничений, в пределах которых использование критериев имеет смысл. Выбранный критерий может быть экономическим (минимум приведённых затрат, минимум технологической себестоимости, максимальное использование оборудования во времени и т.д.), точностным, либо характеризующим степень совершенства работы механизмов станка.

5 Станки токарной группы

Детали, представляющие собой тела вращения, в технологических машинах составляют порядка 40 %. В этой связи станки токарной группы, основное назначение которых – обработка различных поверхностей на телах вращения (рис. 5.2), являются самыми многочисленными.

В условиях единичного (индивидуального) и мелкосерийного производства широко используются универсальные токарные неавтоматизированные станки и полуавтоматы с ЧПУ. В условиях массового и серийного производства используются универсальные токарные автоматы и полуавтоматы с различными системами управления (кулачковыми, копировальными механическими, следящими и др.)¹ и специализированные станки.

Универсальные станки предназначены для обтачивания наружных цилиндрических, конических и фасонных поверхностей; растачивания внутренних цилиндрических и конических поверхностей; подрезания торцев; сверления, зенкерования и развертывания отверстий. На некоторых типах станков возможно нарезание резьб резцами, метчиками и плашками.

К специализированным относят станки, предназначенные для обработки валков прокатных станов (вальцетокарные); колёс и осей вагонов (колёсотокарные, осетокарные); коленчатых и распределительных валов автомобилей; затылков у зубьев дисковых и червячных фрез и иных режущих инструментов (токарно-затыловочные); других деталей.