CS223345B1 - Zařízení pro pohon a řízení honovací nebo lapovací jednotky pro opracování válcových otvorů - Google Patents

Abstract

Zařízení pro pohon a řízení honovací, resp. lapovací jednotky je určeno pro ovládání jednotky pro opracování válcových otvorů, přičemž jednotka vykonává axiální a rotační pohyb a zajišťuje rozpínání honovacíhó, resp. lapovacího nástroje. U jednotky je axiální pohyb nástroje a jeho rozpínání zajištěno uzavřenými obvody polohové zpětné vazby s pohony pomocí hydraulických válců, jejichž písty jsou spojeny se snímači polohy. Řízení pohybů v pracovním cyklu se provádí systémem vlečné regulace.

Description

Vynález se týká zařízení pro pohon a řízení honovací nebo lapovací jednotky pro opracování válcových otvorů, vykonávající axiální a rotační pohyb a rozpínání nástroje.

Známá zařízení pro řízení a pohon honovacích nebo lapovacích jednotek pracují obvykle na mechanickém nebo hydraulickém principu, přičemž někdy bývá axiální pohyb zajišťující oscilaci nástroje řešen na základě jednoho principu a rozpínání nástroje na základě druhého principu. Oscilační pohyb řešený mechanicky bývá zpravidla odvozen od rotačního pohybu přes vhodný mechanický převod. Oscilační pohyb odvozený od hydraulického pohonu bývá zpravidla řešen pomocí hydraulického válce, od něhož je přívod hydraulické kapaliny odvozen od ventilů řízených narážkami. Rozpínání nástroje při mechanickém řešení bývá odvozeno od krokovacího mechanického systému, při hydraulickém řešení bývá rozpínací kužel vtlačován do nástroje nejěastěji stálým nebo programově řízeným tlakem hydraulické kapaliny, zpravidla přes mechanický převod.

Nevýhodou stávajících oscilačních zařízení, odvozených od hydraulických systémů jsou značné rázy v úvratích, nevýhodou mechanických systémů je značná výrobní náročnost převodů a obtížné přeseřizování při změně parametrů oscilace. U oscilačních zařízení pracujících na těchto principech nelze kromě toho zvyšovat výkon obrábění zvýšením axiální rychlosti vzhledem k velkým zrychlením; v úvratích. Nevýhodou známých řešeních rozpínacího zařízení honovacích, respektive lapovacích jednotek je zejména obtížné programové řízení a při použití známých hydraulických řešení obtížné nastavení stabilních pracovních podmínek.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro pohon a řízení honovací nebo lapovací jednotky pro¹ opracování válcových otvorů, vykonávající axiální a rotační pohyb a rozpínání nástroje, přičemž funkční celek pro rozpínání jednotky je spojen s pohyblivou částí funkčního¹ celku pro axiální pohyb, vytvořené podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že rozpínací kužel nástroje je pevně spojen s plstem rozpínacího válce a pohyblivou částí snímače rozepnutí, přičemž nástroj je spojen s rozpínacím válcem a snímačem rozepnutí, které jsou pevně spojeny s pístem oscilačního válce a pohyblivou částí snímače oscilace; snímač osfcllace a oscilační válec jsou upevněny v držáku jednotky a rozpínací válec je hydraulicky spojen s výstupy prvního elektrohydraulického servoventilu, který je spojen s výstupem prvního regulátoru, jehož druhý vstup je spojen s výstupem programového generátoru rozpínání nástroje, který je spojen navzájem s logikou rozpínání nástroje.

Snímač rozepnutí je elektricky spojen s prvním vstupem prvního převodníku, jehož výstup je spojen s prvním vstupem prvního regulátoru a vstupem bloku mezí, jehož výstup je spojen s logikou rozpínání nástroje. Oscilační válec je hydraulicky spojen s výstupy druhého elektrohydraulického servoventilu, který je spojen s výstupem druhého regulátoru, jehož druhý vstup je spojen s výstupem programového¹ generátoru oscilace, který je opatřen druhým vstupem a navzájem spojen s logikou řízení. Snímač oscilace je elektricky spojen s druhým převodníkem, jehož výstup je spojen s prvním vstupem druhého regulátoru, zatímco k logice řízení je připojen ovládacím vstupem kompenzační obvod opatřený pomocným vstupem, jehož výstup je spojen se druhým vstupem prvního převodníku a logika rozpínání nástroje je navzájem spojena s logikou řízení, která je opatřena řídicími vstupy a indikacemi stavů.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá zejména v tom, že zařízení pro pohon a řízení honovací nebo lapovací jednotky umožňuje řízený oscilační a rozpínací pohyb nástroje podle velikosti a tvaru signálů, generovaných v programových generátorech oscilace a rozpínání nástroje, a že velikost a tvar těchto signálů je možno měnit příslušnými ovládacími prvky anebo dálkově na základě například zjištěných rozměrů a tvaru obrobků bez nutnosti zásahu do vlastní honovací nebo lapovací jednotky. Dalším přínosem jei možnost zvýšení axiální rychlosti oproti systémům s mechanickým generátorem oscilace.

Zařízení pro pohon a řízení honovací nebo lapovací jednotky podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném výkrese. Z vlastní honovací nebo lapovací jednotky je na výkrese znázorněn funkční celek pro rozpínání nástroje, sestávající z nástroje 3 s rozpínacím kuželem 301, rozpínacího váb ce 1 a jeho pístu 101 a snímače rozepnutí 2 s jeho pohyblivou částí 201, a funkční celek pro axiální pohyb nástroje, sestávající z oscilačního válce 4 s pístem 401 a snímače oscilace 5 s jeho pohyblivou částí 501.

Rozpínací kužel 301 nástroje 3 je pevně spojen s rozpínacím válcem 1 a snímačem rozepnutí 2, které jsou pevně spojeny s pístem 401 oscilačního válce 4 a pohyblivou částí 501 snímače oscilace 5, přičemž oscilační válec 4 a snímač oscilace 5 jsou upevněny v držáku jednotky 6. Rozpínací válec 1 je hydraulicky spojen s výstupy 71, 72 prvního elektrohydraulického servoventilu 7, který je spojen s výstupem prvního regulátoru 8, jehož druhý vstup 82 je spojen s výstupem programového generátoru 9 rozpínání nástroje, který je spojen navzájem s logikou 12 rozpínání nástroje. Snímač rozepnutí 2 je elektricky spojen s prvním vstupem 102 prvního převodníku 10, jehož výstup je spojen s prvním vstupem 81 prvního regulátoru 8 a vstupem bloku mezí 11, jehož výstup je spojen s logikou 12 rozpínání nástroje. Oscilační válec 4 je hydraulicky spojen s výstupy 141, 142 druhého elektrohydraulického servoventilu 14, který je spojen s výstupem druhého regulátoru 15. Jeho druhý vstup 152 je spojen s výstupem programovaného' generátoru oscilace 17, který je opatřen druhým vstupem 172 a navzájem spojen s logikou řízení 18. Snímač oscilace 5 je elektricky spojen s druhým převodníkem 16, jehož výstup je spojen s prvním vstupem 151 druhého regulátoru 15. K logice řízení 18 je připojen ovládacím vstupem 131 kompenzační obvod 13 opatřený pomocným vstupem 132 a jeho výstup je spojen s druhým vstupem 103 prvního převodníku 10. Logika 12 rozpínání nástroje je navzájem spojena s logikou řízení 18, která je opatřena řídicími vstupy 181 a indikacemi stavů 182.

Zařízení pro řízení honovací nebo lapovací jednotky pracují tak, že na základě technologických podmínek obrábění je předem předvolen vhodný pracovní cyklus. Cyklus se provádí pomocí logiky řízení 18 a je zahájen pomocí řídicích vstupů 181. Z logiky řízení 18 se iniciuje přes první vstup 171 programový generátor oscilace 17, v němž se vytváří signál, který modeluje požadovaný průběh oscilačního pohybu nástroje. Tento signál se přivádí na druhý vstup 152 druhého regulátoru 15. Na první vstup 151 druhého regulátoru 15 se přes druhý převodník 18 přivádí signál ze snímače oscilace 5, který odpovídá poloze pohyblivé části 501 snímače oscilace 5, spojené s pístem 401 oscilačního válce 4. Na výstupu druhého regulátoru 15 je upravený a zesílený rozdíl signálů z jeho' prvního vstupu 151 a druhého vstupu 152, který se přivádí na vstup druhého elektrohydraulického servoventilu 14, z jehož výstupů 141, 142 působí hydraulická kapalina pohyb pístu 401 oscilačního válce 4. Tím je uzavřen obvod polohové zpětné vazby, tj. píst 401 oscilačního válce 4 a tím i připojený nástroj 3 sledují axiální polohu modelovanou signálem z pragramového generátoru oscilace 17 přivedeného na druhý vstup 152 druhého regulátoru 15. Výstupní signál programového generátoru oscilace 17 může být modifikován pomocným signálem na jeho druhém vstupu 172, přičemž tento pomocný signál může být odvozen například od předem změřeného geometrického tvaru obráběného otvoru.

Logika řízení 18 dává povely do logiky 12 rozpínání nástroje, která ovládá programový generátor 9 rozpínání nástroje, na jehož výstupu se modeluje signál, který odpovídá určitému rozepnutí nástroje 3. Tento- signál se přivádí na druhý vstup 82 prvního regulátoru 8. Na první vstup 81 prvního regulátoru 8 se přes první vstup 102 prvního převodníku 10 přivádí signál ze snímače rozepnutí 2, který odpovídá poloze rozpínacího kužele 301 nástroje 3. Na výstupu prvního regulátoru 8 je upravený a zesílený rozdíl signálů z jeho prvního a druhého vstupu 81, 82, který se přivádí na vstup prvního elektrohydraulického servoventilu 7, přes jehož výstupy 71, 72 působí hydraulická kapalina pohyb pístu 101 rozpínacího válce 1. Tím je uzavřen obvod polohové zpětné vazby, tj. poloha připojeného rozpínacího kužele 301 nástroje 3 odpovídá poloze modelované signálem z programového generátoru roz-pínání nástroje 3 přivedeného na druhý vstup 82 prvního regulátoru 8. Skutečně dosažená poloha se vyhodnocuje porovnáním signálu z výstupu prvního převodníku 10 v bloku mezí 11, z něhož je tento vyhodnocený signál přes logiku 12 rozpínání nástroje použit k ovládání dalších fází rozpínání nástroje 3 pomocí výstupu programového generátoru 9 rozpínání nástroje.

Korekce skutečného rozměru nástroje 3 ve vztahu k požadovanému rozměru obráběného otvoru se provádí pomocí kompenzačního obvodu 13, jehož výstup je přiveden na druhý vstup 103 prvního převodníku 10. Kompenzační obvod 13 generuje takový signál, který umožňuje, aby byly vykompenzovány rozdíly rozměru nástroje 3, resp. jeho opotřebení. Povel pro provedení kompenzace se přivádí na povel z logiky řízení 18 přes ovládací vstup 131 komenzačního obvodu 13, anebo- přes jeho pomocný vstup 132. Jednotlivé fáze pracovního cyklu jso-u vyhodnoceny indikací stavů 182 logiky řízení 18, odkud mohou být převzaty pro další řízení případným nadřazeným systémem.

V konkrétním provedení jsou jako snímače rozepnutí 2 a snímač oscilace 5 znázorněny schematicky tzv. indukčnostní snímače. Je zřejmé, že pro stejný účel mohou vyhovět i snímače pracující na jiném fyzikálním! principu.

Obdobně ve schematickém znázornění jsou příslušné snímače umístěny vždy souose s odpovídajícími válci a -písty. Stejného funkčního účinku by se dosáhlo i v případě umístění snímačů mimo osy válců.

Claims (4)

1. PŘEDMÉT

   Zařízení pro pohon a řízení honovací nebo lapovací jednotky pro opracování válcových otvorů vykonávající axiální a rotační pohyb a rozpínání nástroje, přičemž funkční celek pro rozpínání jednotky je spojen s pohyblivou částí funkčního celku pro axiální pohyb, vyznačující se tím, že rozpínací kužel (301) nástroje (3) je pevně spojen s

   VYNÁLEZU pístem (101) rozpínacího-válce (1) a pohyblivou částí (201) snímače rozepnutí (
2. 2j, přičemž nástroj (
3. 3) je spoje-n s rozpínacím válcem (lj a snímačem rozepnutí (2j, které jsou pevně spojeny s pístem (401) o-scilačního válce (4) a pohyblivou částí (501) snímače oscilace (5), přičemž oscilační válec

   22 3 7 (4) a snímač .oscilace (5] jsou upevněny v držáku jednotky {6j, zatímco rozpínací válec (1) je hydraulicky spojen s výstupy (71 a 72) prvního^ elektrohydraulického servoventilu (7), který je spojen s výstupem prvního regulátoru (8), jehož druhý vstup (82) je spojen s výstupem programového generátoru (9) rozpínání nástroje, který je spojen navzájem s logikou (12) rozpínání nástroje a snímač rozepnutí (2) je elektricky spojen s prvním vstupem (102) prvního převodníku (10), jehož výstup je spojen s prvním vstupem (81) prvního regulátoru (8) a vstupem bloku mezí (lij, jehož výstup je spojen s logikou (12) rozpínání nástroje, přičemž oscilační válec (4) je hydraulicky spojen s výstupy (141, 142} druhého elektrohydraulického servoventilu (14), který
4. 4 5 je spojen s výstupem druhého regulátoru (15), jehož druhý vstup (152) je spojen s výstupem programového generátoru oscilace (17) , který je opatřen druhým vstupem (172) a navzájem spojen s logikou řízení (18) a sním,ač oscilace (5) je elektricky spojen s druhým převodníkem (16), jehož výstup je spojen s prvním vstupem (151) druhého regulátoru (15J, zatímco k logice řízení (18) je připojen ovládacím vstupem (131) kompenzační obvod (13) opatřený pomocným vstupem (132), jehož výstup je spojen s druhým vstupem (103) prvního převodníku (10) a logika rozpínání nástroje (12) je navzájem spojena s logikou řízení (18), která je opatřena řídicími vstupy (181) a indikacemi stavů (182).