CS213149B1

CS213149B1 - Variable tracking meter

Info

Publication number: CS213149B1
Application number: CS808652A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Mirsch; Miroslav Ruzicka
Original assignee: Miroslav Mirsch; Miroslav Ruzicka
Priority date: 1980-12-09
Filing date: 1980-12-09
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Vynálezem je zapojení variabilního sledovacího měřidla určeného pro řízení obrábění na obráběcích strojích, zejména na bruskách· Variabilní sledovací měřidlo sestává ze snímací hlavice, výhodonooovacího obvodu, mikropočítače a m ěřidla» Umožňuje nahradit řadu vyráběných typů typem jediným, snadno modiflkovatelným· Uspořádání dovoluje realizovat veškeré nastavovací prvky 1 indikaci průběhu obrábění v analogové oblasti, i když je s ohledem na možnost snadné modifikace vnitřní řešení v oblasti číslleové»The invention is a variable tracking gauge circuit designed for controlling machining on machine tools, especially on grinders. The variable tracking gauge consists of a scanning head, a gain control circuit, a microcomputer and a gauge. It allows replacing a number of manufactured types with a single, easily modifiable type. The arrangement allows all adjustment elements and indication of the machining progress to be implemented in the analog area, although, with regard to the possibility of easy modification, the internal solution is in the digital area.

Description

Vynález se týká zapojení variabilního sledovacího měřidla určeného pro řízení obrábění na obráběcích strojích, zejména na bruskách oBACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the use of a variable tracking gauge for controlling machining on machine tools, particularly grinding machines

Oblast využití sledovacích měřidel je velmi široká· Tomu také odpovídá široká škála vyráběných typů· Jednotlivé typy se od sebe liší jednak řešenou měřící úlohou - měření vnějších hladkých ploch, přerušovaných ploch, vnitřních ploch, přerušované měření apodo a tomu odpovídající snímací hlavicí a potřebnými pomocnými vstupy, jednak použitým algoritmem vyhodnocování - komparační vyhodnocování s pevně nastavenými hladinami, optinialisační vyhodnocovací algoritmy, adaptivní vyhodnocovací algoritmy apod. a jednak způsobem napojení na řízený obráběcí stroj - způsob stavby povelových impulsů, řazení časových prodlev apod.Field of application of monitoring gauges is very wide · This corresponds to a wide range of manufactured types · Individual types differ from each other by solved measuring task - measurement of external smooth surfaces, intermittent surfaces, internal surfaces, intermittent measurements etc. and corresponding sensor head and necessary auxiliary inputs , firstly used evaluation algorithm - comparative evaluation with fixed levels, optinialisational evaluation algorithms, adaptive evaluation algorithms etc. and second way of connection to controlled machine tool - way of building command pulses, time delay shifting etc.

Jednou ze závažných nevýhod stávajících sledovacích měřičel projevující se zvláště u jejich výrobců je skutečnost, že není možno sjednotit vyráběné typy. ačkoliv je jejich základní struktura značně podobná a u všech typů snímacích hlavic bývají shodná i měřicí čidla, protože odlišnosti v oblasti měřicích úloh, vyhodnocování i napojení na obráběcí stroj vyžadují u každého typu bud nějaký jednoúčelový blok nebo vedou na zcela protichůdně zapojené standartní bloky.One of the serious disadvantages of the existing tracking meters, especially in the case of their manufacturers, is the fact that it is not possible to standardize the manufactured types. Although their basic structure is very similar and measuring sensors are the same for all types of sensor heads, because the differences in measuring tasks, evaluation and machine tool connection either require a single-purpose block for each type or lead to completely opposed standard blocks.

Tyto nevýhody odstraňuje variabilní sledovací měřidlo podle vynálezu, sestávající zt snímací hlavice, vyhodnocovacího obvodu, mikropočítače a měřidla.Jeho podstata spočívá v tom, že výstup vyhodnoeavacího obvodu, jehož vstup je připojen ke snímací hlavici, je spojen s měřicím vstupem převodníku, jehož referenční vstup je propojen s analogovým výstupem zadávací části a jeho přepínací vstup je napojen na přepínací bránu mikropočí tače. Komparační výstup převodníku je připojen na přerušovací vstup mikropočítače, dvou hodnotový výstup zadávací části je spojen a jeho nastavovací bránou, výstup modifikačního bloku je propojen s jeho modifikační bránou a výstup řídícího bloku, jehož blokovací vstup je propojen s blokovací svorkou a klíčovací vstup s klíčovací svorkou je npojen na vstupní bránu mikropočítače, který je dále spojen prostřednictvím indikační brány s odporovou maticí mající na svém vstupu zapojeno měřidlo.Dále je napojen přes povelovou bránu na vstup povelového bloku, jehož pomocný výstup je vyveden na spínací svorku a hlavní výstup je propojen s řídícími obvody obráběcího stroje.These disadvantages are overcome by the variable tracking meter according to the invention, consisting of the sensor head, the evaluation circuit, the microcomputer and the meter. Its essence is that the output of the evaluation circuit, whose input is connected to the sensor head, it is connected to the analog output of the input part and its switching input is connected to the switching gate of the microcomputer. The comparator output of the converter is connected to the interrupt input of the microcomputer, the two value output of the input part is connected and its setting gate, the output of the modification block is connected to its modification gate and the control block output. it is connected to the input gate of the microcomputer, which is further connected through the indicator gate with a resistive matrix having a meter connected at its input. It is also connected via the command gate to the input of the command block. machine tool circuits.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá zejména v tom, že umožňuje nahradit prakticky celou škálu vyráběných typů typem jediným, který je pro konkrétní použití velice snadno modifikova telný.Navíc použité uspořádání dovoluje realizovat veškeré nastavovací prvky i indikaci průběhu obrábění v analogové oblasti i když je s ohledem na možnost snadné modifikovatelnosti vnitřní řešení v oblasti číslicové.Řešení těchto prvků v analogové oblasti je totiž pro lidské vnímání podstatně názornější a zvláště analogová indikace poskytuje obsluze nepoměrně víc informací o průběhu obrábění než obdobné informace v číslicové formě.In particular, the progress achieved by the invention is that it makes it possible to replace virtually the entire range of types produced with a single type which is very easily modifiable for a particular application. Moreover, the configuration used makes it possible to realize all adjusting elements and indication the possibility of easy modifiability of the internal solution in the digital field. The solution of these elements in the analogue area is much more obvious for human perception and especially the analogue indication provides the operator disproportionately more information about the course of machining than similar information in digital form.

Předložený vynález je znázorněn na připojeném výkrese, který představuje blokové schéma variabilního sledovacího měřidla.The present invention is illustrated in the accompanying drawing which is a block diagram of a variable tracking meter.

Variabilní sledovací měřidlo sestává ze snímací hlavice 2, vyhodnocovacího obvodu 3 , mikropočítače 5 a měřidla 10. Výstup vyhodnocovacího obvodu 3, jehož vstup je připojen ke snímací hlavici 2, je spojen s měřícím vstupem 41 převodníku 4. Jeho referenční vstup 42 je propojen s analogovým výstupem 61 zadávací části 6. Jeho přepínací vstup 43 je napojen na přepínaoí bránu 52 mikropočítače 5. Komparační výstup 44 převodníku 4 je připojen na jeho přerušovací vstup 51, dvouhodnotový výstup 62 zadávací části 6 je spojen s jeho nastavovali branou *>£. Výstup modifikačního bloku 11 je propojen s jeho modifikační bránou 5$ a výstup řídícího bloku 7, jehož blokovací vstup 71 je propojen s blokovací svorkou 13 a klíčovací vstup 72 s klíčovací svorkou 14 je napojen na vstupní bránu 56 mikropočítače 5. Ten je dále spojen prostřednictvím indikační brány 5^ s odporovou maticí 9 mající na svém výstupu zapojeno měřidlo 10 a dále je napojen přes povelovou bránu 57 na vstup povelového bloku 8, jehož pomocný výstup 82 je vyveden na spínací svorku 15 a hlavní výstup 81 je propojen s řídícími obvody obráběcího stroje 12.The variable tracking meter consists of the sensor head 2, the evaluation circuit 3, the microcomputer 5 and the meter 10. The output of the evaluation circuit 3, the input of which is connected to the sensor head 2, is connected to the measurement input 41 of the converter 4. Its switching input 43 is connected to the switching gate 52 of the microcomputer 5. The comparator output 44 of the converter 4 is connected to its interrupt input 51, the two-valued output 62 of the input part 6 is connected to its setting gate *> £. The output of the modification block 11 is connected to its modification gate 5 and the output of the control block 7, whose blocking input 71 is connected to the blocking terminal 13 and the keying input 72 to the keying terminal 14 is connected to the input gate 56 of the microcomputer. an indicator gate 5 with a resistive nut 9 having a meter 10 connected at its output and further connected via a command gate 57 to the input of the command block 8, the auxiliary output 82 of which is connected to the switching terminal 15 and the main output 81 connected to the control circuits of the machine tool 12.

213 149213 149

Výchozí signály pro variabilní sledovací měřidlo jsou získávány ze snímací hlavice 2, která spojitě snímá rozměr obrubku 1, případně základní údaj, není-li snímací hlavice 2 v dotyku s obrobkem 1. Signál ze snímací hlavice 2 se upraví ve vyhodnocovacím obvodu 3 a je zaveden do měřícího vstupu 41 převodníku 4·The initial signals for the variable tracking meter are obtained from the sensor head 2, which continuously senses the dimension of the rim 1, or a basic indication if the sensor head 2 is not in contact with the workpiece 1. The signal from the sensor head 2 is adjusted in the evaluation circuit 3 and to measuring input 41 of converter 4 ·

Další činnost zařízení se provádí v číslicové oblasti a je určována a řízena mikropočítačem 5, který disponuje souborem programů pro řešení jednotlivých fází pracovního cyklu ve všech modifikacích a podprogramů pro řešení elementárních a pomocných činností.Further operation of the device is performed in the digital area and is determined and controlled by a microcomputer 5, which has a set of programs for solving individual phases of the working cycle in all modifications and subroutines for solving elementary and auxiliary activities.

Po připojení napájení přijme nejprve mikropočítač 5 prostřednictvím své modifikační brány S4 informaci z modifikačního bloku 11 v jaké modifikaci má celé zařízení pracovat,Tato informaoe je pro danou konkrétní aplikaci pevná a zadává ji uživatel zařízení např.prostřednictvím zkratovacích spojek na pomocné svorkovnici.Po sejmutí modifikace přejde mikropočítač 5 do pracovního stavu, kdy provádí v pravidelně se opakujících cyklech střídavě sběr vstupních informací a jejich zpracování.After the power supply is connected, the microcomputer 5 receives, via its modification gateway S4, information from the modification block 11 in what modification the entire device should work. This information is fixed for the particular application and entered by the user of the device. the microcomputer 5 enters the operating state, in which it regularly collects input information and processes it in regularly repeated cycles.

Sběr vstupních informací zajišťuje převodník 4, který je řízen dvouhodnotovými signály přiváděnými na přepínací vstup 41 z přepínací brány £2. Tyto signály orientují činnost převodníku 4 buď na měřicí vstup 41 nebo na referenční vstup 42, kam jsou prostřednictvím analogového výstupu 6l_ přiváděny signály z analogových zadávacích obvodů, jež jsou součástí zadávací části 6. Takové zadávací obvody je možno realizovat např- poteneiometry připojenými na konstantní napětí.The input information is collected by a converter 4, which is controlled by two-valued signals supplied to the switching input 41 from the switching gate 42. These signals orient the operation of the converter 4 either to the measuring input 41 or to the reference input 42, to which the analog input circuits 6, which are part of the input part 6, are fed via analog output 61. Such input circuits can be realized by constant voltage potentiometers .

V převodníku 4 se,převede analogový signál na dvouhodnotový tak, že výsledkem převodu je časový postup mezi řídicími signály na přepínacím vstupu 43 a výstupním signálem na komparačním výstupu 44. Do mikropočítače 2 je výsledek převodu přenesen prostřednictvím přerušovacího vstupu 51. V mikropočítači 5 je časový posuv převeden již přímo na číslo např.pomocí čítače napojeného na pevný kmitočet.In the converter 4, the analog signal is converted to a two-valued one so that the conversion results in a time sequence between the control signals at the switch input 43 and the output signal at the comparator output 44. The microcontroller 2 transmits the conversion result via interrupt input 51. The feedrate is converted directly to a number, eg by means of a counter connected to a fixed frequency.

Soubor vstupních informací je doplněn dvouhodnotovými signály nesoucími informace o činnosti řízeného obráběcího stroje, které se přivádějí na blokovací svorku 13 a na klíčovací svorku 14 . Zpracováním těchto signálů je zajišťována součinnost variabilního sledovacího měřidla s pracovními cykly řízeného stroje.Signál na blokovací svorce 13 určuje interval praoovního cyklu a odvozuje se od něj, kdy mají být do řídicích obvodů obráběcího stroje 12 do dávány přes hlavní výstup 81 povely. Signál na klíčovaoí svorce 14 určuje platné měřicí in tervaly mohou-li nastat vlivem řízeného obráběcího stroje vzájemné pohyby mezi obrobkem 1 a snímací hlavioí 2. Na základě tohoto signálu se v příslušné fázi nezpracovávají hodnoty sejmuté s měřicího vstupu 41« Oba výše uvedené signály se zpracovávají v řídicím bloku 7, který má za úkol převést je na úrovně nevhodné pro mikropočítač £, do kterého jsou zadávány prostřednictvím vstupní brány 56. S ohledem na variabilitu je způsob kódování informací z těchto vstupů zahrnut jako jeden z prvků v Informaci o realizované modifikaci.The input information set is complemented by two-valued signals carrying information about the operation of the machine tool being driven to the locking terminal 13 and the keying terminal 14. The signal at the blocking terminal 13 determines the cycle time of the cycle and derives from it when commands are to be given to the control circuits of the machine tool 12 via the main output 81. The signal at the keying terminal 14 determines the valid measuring inverters if, due to the machine tool being controlled, the relative movements between the workpiece 1 and the sensor head 2 can occur. in the control block 7, which has the task of converting them to levels unsuitable for the microcomputer 6 to which they are inputted via the gateway 56. With respect to variability, the method of encoding information from these inputs is included as one of the elements in the Modification realized information.

V dobč, kdy není mikropočítač 2 zaměstnán stykem s převodníkem £, je prováděno zpracování vstupních signálů. Základní forotou zpracování je zobrazení signálu z měřícího vstupu 41 na měřidle 10» Tato činnost se provádí prostřednictvím indikační brány 53. ¹¹⁶ kterou je přivedena vhodně zakódovaná informace odvozená z číselné hodnoty tohoto signálu. Signály z indikační brány 53 ze převedou v odporové matici 2 ^do analogové oblasti a výsledek je Již přímo použitelný pro měřidlo 10« Obdobného postupu je možno s výhodou použít i k zobrazení signálů ze zadávací části 6 přiváděných na referenční vstup 42. Výhodnost tohoto postupu spočívá v tom, že signály ze zadávací části 6 jsou obvykle mezními hodnotami pro signál na měřicím vstupu 41 a jejich zobrazení na stejné stupnici velice názorně ukazuje, kde jsou tyto meze umístěny.At the time when the microcomputer 2 is not in contact with the converter 6, the processing of the input signals is performed. The basic form of processing is the display of the signal from the measurement input 41 on the meter 10. This operation is performed by means of the indicating gate 53, ^116, by which the appropriately encoded information derived from the numerical value of the signal is fed. The signals from the signaling gate 53 are converted ^{into the} analogue region in the resistive matrix 2 and the result is already directly applicable to the meter 10 ' that the signals from the input portion 6 are usually limit values for the signal at the measurement input 41 and their display on the same scale illustrates very clearly where these limits are located.

Žádost, aby měřidlo zobrazovalo signály z referenčního vstupu 42 místo signálu S měřícího vstupu £1 se zadává do mikropočítače 2 přes nastavovací bránu 22» ^ktua J^sott prostřednictvím dvouhodnotového výstupu 62 přiváděny signály z dvouhodnotových zadávacích obvodů, jež jsou součástí zadávací části 6. Takové zadávací obvody je možno realizovat např.tlačítky přiřazenými vždy k příslušnému analogovému zadávacímu obvodu.The request for the meter to display signals from reference input 42 instead of signal S of measurement input 41 is input to microcomputer 2 via adjusting gate 22 ^ktua j ^sott via two-valued output 62 to supply signals from two-valued input circuits which are part of input part 6. Such input The circuits can be realized eg by buttons assigned to the respective analog input circuit.

Analogové veličiny by bylo možno zobrazovat na měřidle 10 i přímo bez mezistupně mikropočítače 2· Řešení s mikropočítačem 2 ná ale některé vlastnosti, které není možno přímouAnalog quantities could be displayed on the meter 10 even without the microcomputer 2 intermediate. · Solution with microcomputer 2 but some features that are not possible

213 149 vazbou dosáhnout· Je to možnost libovolných měřítkových i funkčních transformací a realizace nelineárních průběhů např. logaritmický průběh. Tato vazba dále prohlubuje základní koncepční záměr - maximální variabilitu zařízení.• It is the possibility of arbitrary scale and functional transformations and realization of nonlinear waveforms, eg logarithmic waveform. This link further deepens the basic conceptual concept - maximum variability of the equipment.

Hlavní částí Zpracování vstipních signálů je realizace vlastního algoritmu měřící Úlohy. Jeho konkrétní podoba je dána zvolenou modifikací a použitým souborem programů v mikropočítači £. Vždy dochází ke srovnání signálu z mařícího vstupu 41 příp, jeho diferencí se signály z referenčního vstupu 42 nebo s hodnotami uloženými v paměti mikropočítače £ , které mohou být získány z výše uvedených signálů buď v předcházející části pracovního cyklu, nebo v minulých pracovních cyklech a statisticky zpracovány. Na základě těchto srovnávacích operací se vydává prostřednictvím povelová brány 57 stavová informace,která ee dále zpracovává v povelovém bloku 8·The main part of the processing of input signals is the realization of the algorithm measuring tasks. Its particular form is given by the selected modification and the set of programs used in the microcomputer 6. There is always a comparison of the signal from the measurement input 41 or its difference with the signals from the reference input 42 or with the values stored in the memory of the microcomputer 8, which can be obtained from the above signals either in the previous part of the duty cycle or in the previous duty cycles and statistically processed. Based on these comparative operations, status information is output via command gate 57, which is further processed in command block 8.

Povelový blok 8 provédí převod dvouhodnotových signálů přicházejících z povelové brány 57 mikropočítače £ na úrpven vhodnou pro ovládání navazujících částí. Signály pro ovládání pomocných elektromechanických obvodů měřicí hlavice £ jsou vyvedeny přes pomocný výstup 82 na spínací svorku 15» Povely pro řidiči obvody obráběcího stroje jsou vyvedeny na hlavní výetup 81·The command block 8 converts the two-valued signals coming from the microcomputer command gate 57 to a device suitable for controlling the downstream parts. The signals for the control of the auxiliary electromechanical circuits of the measuring head 8 are led through the auxiliary output 82 to the switching terminal 15. The commands for the machine tool driver circuits are brought to the main output 81 ·

Variabilní Sledovací mě řidlo dle vynálezu je možno využít mimo základní aplikaci, kdy je zajišťována výroba obrobků stejného rozměru i v aplikacích, kdy snímací hlavice 2 snímá mimo obrobek 1 i rozměr odpovídajícího protikusu a podle tohoto protikusu je individuálně vyroben rozměr obrobku 1. Další možnou aplikací je tzvonásledná kontrola· Při tomto způsobu kontrply se snímací hlavice 2 dotýká již hotového obrobku 1 a variabilní sledovací měřidlo ovládá funkce nebo řídí program při obrábění dalšího kusu·Variable Tracking Gauge according to the invention can be used outside the basic application, where the production of workpieces of the same size is provided also in applications where the sensor head 2 senses outside of the workpiece 1 also the dimension of the corresponding counterpart and according to this counterpart individually dimension of workpiece 1. In this way, the sensor head 2 touches the finished workpiece 1 and the variable tracking gauge controls the functions or controls the program when machining the next piece.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Variable tracking meter consisting of a sensor head, an evaluation circuit, a microcomputer and a meter, characterized in that the output of the evaluation circuit (3), the input of which is connected to the sensor head (2), is connected to the measurement input (41) of the converter (4). the reference input (42) is connected to the analog output (61) of the input part (6) and its switching input (43) is connected to the switching gate (52) of the microcomputer (5) and connected to its interrupt input (51) (44) the converter (4), the two-valued output (62) of the input part (6) is connected to its adjustment gate (55), the output of the modification block (11) is connected to its modification gate (54) and the output of the control block (7) whose blocking input (71) is connected to the blocking terminal (13) and the keying input (72) with the keying terminal (14) is connected to the input gate (56) of the microcomputer (5), which is further connected via by means of an indicator gate (53) with a resistive nut (9) having a meter (10) connected at its output and further connected via a command gate (57) to the input of a command block (8) whose auxiliary output (82) is led to a switching terminal (15) and the main output (81) is connected to the machine tool control circuits (12) ·