CS233256B1 - Zapojení vstupní části bloku korekci tepelných deformací rámu obráběcích strojů pro CNC systémy - Google Patents

Abstract

Zapojení vstupní části je určeno pro analogo-číslicový převov výstupních údajů z jednoho nebo dvou diferenčních teploměrů, uloženi výsledků periodicky prováděných převodů do výstupních registrů a přenos číslicových údajů soustředěných v registrech na sběrnici dat' CNC systému. Zapojení vstupní části obsahuje dva bloky diferenčních teploměrů, blok dvoukanálového analogo-číslicového převodníku, dva bloky adresovatelných registrů, blok řízeni činnosti převodníku a blok dekodéru adres a ovládacích signálů. Vstupní část má charakter universální, autonomně pracující periferie, .jejíž činnost je modifikovatelná adresami, přijatými ze sběrnice adres a ovládacích signálů CNC systému.

Description

Zapojení vstupní části je určeno pro analogo-číslicový převov výstupních údajů z jednoho nebo dvou diferenčních teploměrů, uloženi výsledků periodicky prováděných převodů do výstupních registrů a přenos číslicových údajů soustředěných v registrech na sběrnici dat' CNC systému. Zapojení vstupní části obsahuje dva bloky diferenčních teploměrů, blok dvoukanálového analogo-číslicového převodníku, dva bloky adresovatelných registrů, blok řízeni činnosti převodníku a blok dekodéru adres a ovládacích signálů.

Vstupní část má charakter universální, autonomně pracující periferie, .jejíž činnost je modifikovatelná adresami, přijatými ze sběrnice adres a ovládacích signálů CNC systému.

233 256

Vynález se týká zapojeni vstupní části bloku korekci tepel ných deformaci ránu obráběcích strojů v rámci CNC systémů.

Blok korekci tepelných deformaci rámu obráběcího stroje je určen pro kontlnuelnl generaci korekčních polohových údajů do posuvných souřadnic NC stroje s cílem eliminovat vliv tepelných deformaci rámu stroje na výslednou přesnost obráběné součásti.

Tepelné deformace rámu stroje, jež vzniknou v důsledku změ ny teploty rámu stroje vzhledem k teplotě okolního prostředí, jež je způsobena např. vývinem tepla v převodových skříních, ohřevem hydraulických zařízeni a pod·, nepříznivě zhoršuji pracovní přesnost stroje. U konvenčních obráběcích strojů, jejichž pracovní cyklus je řízen člověkem jsou tepelné deformace eliminovány přímo obsluhou na základě proměřováni obráběné součásti během pracovního cyklu stroje. U NC strojů pracujících v automatickém režimu a u bezobslužných obráběcích strojů je možnost zásahy obsluhy do pracovního cyklu omezena event. úplně vyloučena. Tyto stroje pak musí být vybaveny zařízením, jež je schop no rovněž automaticky eliminovat nepříznivý vliv tepelných deformaci na pracovní přesnost stroje.

Je známe řada způsobů a zařízeni řešlcieh problematiku potlačeni vlivu tepelných deformaci na pracovní přesnost stroje.

Princip činnosti prvé skupiny těehto zařízeni spočívá v teplotní stabilizaci rámu stroje. Této stabilizace je dosahováno umístěním stroje v klimatizovaném prostředí, konstrukčními úpravami zamezujícími přestup tepla ze zdrojů ne rám stroje a aplikaci specielních chladicích zařízeni a okruhů, zabudovanými do rámu stroje a odvádějícími vyvíjené teplo. Nevýhodou těch to způsobů a zařízeni jsou komplikované konstrukce stroje, znač né Investiční náklady a zvýšená energetická náročnost stroje

233 256 vybaveného chladicími zařízeními. Ke konstrukčně ukončeným strojům pak navíc tato zařízeni nelze většinou dodatečně použit.

Princip činnosti druhé skupiny metod e zařízeni spočívá ve využiti čidel aktivní kontroly, jež koriguji nestaveni nástrojů v závislosti na výsledku proměřeni rozměrů obrobku v pracovním nebo mimo pracovní prostor stroje, event. v závislosti na výsledku proměřeni nastaveni nástrojů v pracovní poloze. Hlavni nevýhodou těchto zařízeni je nekontlnuelnl činnost a zhoršeni výrobní produktivity stroje, neboť měřici časy jsou z hlediska produktivity ztrátové časy.

Jsou známa 1 korekční zařízeni pracující kontlnuelně, jež jsou zabudována bu3 přímo v rámu stroje, nebo pro svou Činnost využívají přídavných analogových zpětnovazebních zapojeni v regulátorech pohonů posuvných zařízeni stroje. Existuji 1 zařízeni využívající pro svou činnost číslicový řídicí systém.

Nedostatkem zařízeni zabudovaných v konstrukci stroje je komplikovanost konstrukce a omezená oblast použiti na specielní případy, nedostatkem zařízeni zasahujících do regulátorů pohonů posuvů je opět vázanost na specielní provedeni regulátorů a prakticky omezená možnost kontroly těchto zařízeni řídicím NC systémem a nevýhodou známých zařízeni Integrovaných v rámci CNC systémů je vázanost na určitý typ CNC systému a těsné propojeni s konstrukční strukturou systému.

Většinu z uvedených nedostatků řeší zapojeni vstupní části bloku korekci tepelných deformaci rámu obráběcích strojů v rámci CNC systémů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, Že výstup bloku prvního diferenčního teploměru je zapojen na první vstup bloku dvoukanálového analogo-č1sllcového převodníku, na jehož druhý vstup je zapojen výstup bloku druhého diferenčního teploměru, na třetí vstup bloku dvoukanálového analogo-č1sllcového převodníku je zapojen první výstup bloku řízeni činnosti převodníku, jehož druhý výstup je zapojen na čtvrtý vstup bloku dvoukanálového analogo-č1sllcového převodníku, přičemž na první vstup bloku řízeni činnosti převodníku a na třetí vstup bloku adresovatelného registru prvního kanálu je zapojen první výstup bloku dekodéru adres a ovládacích signálů, jehož druhý výstup je zapojen jak na druhý vstup bloku řízeni činnosti převodníku, tak na třetí vstup bloku adresovatelného registru druhého kanálu a

233 2S6 na třetí vstup bloku řízeni činnosti převodníku je zapojen třetí výstup bloku dekodéru adres a ovládacích signálů/ jehož vstup je Informačním kanálem zapojen ne sběrnici adres a ovládacích signálů bloku CNC systému, na jehož sběrnici vstupních dat je Informačním kanálem zapojen výstup bloku adresovatelného reg1- . stru prvního kanálu, na jehož druhý vstup je zapojen druhý výstup bloku dvoukanálového analogo-člslicového převodníku, jehož první výstup je Informačním kanálem zapojen jak na první vstup bloku adresovatelného registru prvního kanálu, tak na první vstup bloku adresovatelného registru druhého kanálu, na jehož druhý vstup je zapojen třetí výstup bloku dvoukanálového analogočlslícového převodníku, výstup bloku adresovatelného registru druhého kanálu je Informačním kanálem zapojen na sběrnicí vstupních dat bloku CNC systému.

V paměti CNC systému je uložena předem ^změřená závislost teplotních deformaci v posuvných souřadných osách stroje na změně teploty v určitém místě stroje vůči teplotě okolí a softwarová část bloku korekce tepelných deformaci v závislosti na datech, převzatých ze vstupní části bloku korekce tepelných deformaci generuje příslušné korekční polohové údaje do posuvných os NC stroje.

Vstupní část bloku korekce tepelných deformaci má charakter autonomně pracující univerzální periferie, jež je použitelná jako samostatné periferní zařízeni pro všechny typy CNC systémů vybavené externími vstupy na adresovou a datovou sběrnici CNC systému. Zapojení vstupní části bloku korekce tepelných deformaci je univerzální pro různé druhy NC strojů 1 CNC systémů pro jejich řízeni.

Zapojeni vstupní části bloku korekce tepelných deformaci rámu obráběcího stroje pro CNC systémy podle vynálezu je možno výhodně použit pro CNC systémy jak na bási mikroprocesorů, tak universálních minipočítačů bez nároků na hardwarové úpravy CNC systémů a je ho možno aplikovat dodatečně 1 u vývojově ukonče„ ných CNC systémů.

Přiklad zapojeni vstupní části bloku korekci tepelných deformaci rámu obráběcích strojů v rámci CNC systémů je uveden na obrázku, který představuje blokové schéma.

Na obrázku je výstup bloku 1 prvního diferenčního teplomě4

233 25β ru zapojen na první vstup 301 bloku 3. dvoukanálového analogoč1slicového převodníku, na jehož druhý vstup 3 02 je zapojen výstup bloku £ druhého diferenčního teploměru, ne třetí vstup 303 bloku £ dvoukanálového analogo-č1slicového převodníku je zapojen první výstup 41 bloku £ řízení činnosti převodníku, jehož druhý výstup ££ je zapojen na čtvrtý vstup 30£ bloku £ dvoukanálového analogo-č1sl1cového převodníku, přičemž na první vstup 401 bloku £ řízeni činnosti převodníku a na třetí vstup 83 bloku £ adresovatelného registru prvního kanálu je zapojen první výstup 51 bloku £ dekodéru adres a ovládacích signálů, jehož druhý výstup 52 je zapojen jak na druhý vstup £0£ bloku £ řízeni činnosti převodníku, tak na třetí vstup 93 bloku £ adresovatelného registru druhého kanálu a na třetí vstup 403 bloku £ řízeni činnosti převodníku je zapojen třetí výstup 53 bloku £ dekodéru adres a ovládacích signálů, jehož vstup je Informačním kanálem propojen se sběrnici £ adres a ovládacích signálů bloku £ CNC systému, na jehož sběrnici 10 vstupních dat je Informačním kanálem zapojen výstup bloku £ adresovatelného registru prvního kanálu, na jehož druhý vstup 82 je zapojen druhý výstup 32 bloku £ dvoukanálového analogo-č1slicového převodníku, jehož první výstup 31 je Informačním kanálem zapojen jak na první vstup 81 bloku £ adresovatelného registru prvního kanálu, tek na první vstup 91 bloku £ adresovatelného registru druhého kanálu, na jehož druhý vstup 92 je zapojen třetí výstup 33 bloku £ dvoukanálového analogo-č1slicového převodníku, výstup bloku £ adresovatelného registru druhého kanálu je informačním kanálem zapojen na sběrnici 10 vstupních dat bloku £ CNC systému.

Zapojeni vstupní části bloku korekci tepelných deformaci rámu stroje v rámci CNC systémů podle obrázku funguje následovně.

Výstupní stejnosměrná napětí z bloků £ a £ diferenčních teploměrů, jež jsou úměrná teplotním rozdílům dvou míst rámu stroje vůči teplotě okolí, jsou v bloku £ dvoukanálového analogočíslicového převodníku opakovaně s vlastni repetici převodníku převáděna do číslicové formy např. v binárním kódu.

Výsledky převodů jsou zapisovacími pulsy generovanými převodníkem /druhý a třetí výstup z bloku převodníku £/ přepisovány do adresovatelných registrů £ a £ prostřednictvím druhých vstupů ££ a ££ adresovatelných registrů · Výsledek převodu údaje

233 256 z bloku 1 prvního diferenčního teploměru do bloku 8 adresovatelného registru prvního kanálu, výsledek převodu údaje z bloku 2 druhého diferenčního teploměru do bloku 9 adresovatelného registru druhého kanálu· V případě, že není CNC systémem požadován přenos dat z adresovatelných registrů, nejsou výstupy registrů na datovou sběrnici 10 připojeny. V této fázi pracuje vstupní část zcela autonomně· Př1 požadavku na přenos dat je CNC systémem činnost vstupní Částí následovně modifikována· ffld1c1m procesorem je na sběrnici £ adres a ovládacích signálů nastavena příslušná povelová adresa, např· na požadavek přenosu dat prvního kanálu· Adresa je dekódována blokem 5, dekodéru adres a první výstup 51 z bloku £ dekodéru adres jednak prostřednictvím bloku £ řízeni činnosti převodníku zajisti přerušeni zápisu výsledků převodu do bloku £ adresovatelného registru prvního kanálu prostřednictvím druhého výstupu 32 bloku £ anelogo-člsllcového převodníku tak, že je zachován první ukončený převod po obdrženi povelové adresy e současně prostřednictvím třetího vstupu 83 bloku £ adresovatelného registru prvního kanálu /adresový vstup/ je připojen výstup tohoto registru na sběrnici 10 vstupních dat do bloku £ CNC systému. Po převzetí dat SNC systémem je na sběrnici £ adres a ovládacích signálů povelová adresa zrušena, což způsobí odpojeni výstupu bloku adresovaného registru od sběrnice 10 vstupních dat do bloku £ CNC systému a obnoveni zápisu výsledku převodů do bloku adresovatelného registru prvního kanálu. Př1 adresaci druhého kanálu je Činnost vstupní části bloku korekci tepelných deformaci analogická, jako v případě adresace prvního kanálu.

Zapojení vstupní části bloku korekce tepelných deformaci rámu obráběcích strojů v rámci CNC systémů je možno s výhodou využit na různých typech NC obráběcích strojů a je ho možno dodatečně aplikovat i u vývojově ukončených CNC systémů, aniž by bylo nutné provádět konstrukční úpravy strojů a CNC řídicích ~ systémů· Vstupní část má charakter periferního zařízeni, ovládaného standartnlmí komunikačními prostředky CNC systému a progra* movým doplňkem v rámci firmware CNC systému· ff E D R ff T VYNÁLEZU

233 258

1. Zapojeni vstupní části bloku korekci tepelných deformaci rámu obráběcího stroje pro CNC systémy^ vyznačené tím, že výs-

Claims (3)

1. 233 258

   1. Zapojeni vstupní části bloku korekci tepelných deformaci rámu obráběcího stroje pro CNC systémy^ vyznačené tím, že výstup bloku /1/ prvního diferenčního teploMěru je zapojen ne první vstup /301/ bloku /3/ dvoukanálového analogo-č1sllcového převodníku, ne jehož druhý vstup /302/ je zapojen výstup bloku /2/ druhého diferenčního teploMěru, ne třetí vstup /303/ bloku /3/ dvoukanálového analogo-člslIcového převodníku je zapojen první výstup /41/ bloku /4/ řízeni činnosti převodníku, jehož druhý výstup /42/ je zapojen na čtvrtý vstup /304/ bloku /3/ _tdvoukanálového antlogo-č1sltéového převodníku, přtčenž ne první vstup /401/ bloku /4/ řízeni činnosti převodníku e ne třetí vstup /83/ bloku /8/ adresovatelného registru prvního kanálu je zapojen první výstup /51/ bloku /5/ dekodéru adres a ovládacích signálů, jehož druhý výstup /52/ je zapojen jak ne druhý vstup /402/ bloku /4/ řízeni činnosti převodníku,tek na třetí vstup /93/ bloku /9/ adresovatelného registru druhého kanálu e na třetí vstup /403/ bloku /4/ řízeni činnosti převodníku je zapojen třetí výstup /53/ bloku /5/ dekodéru adres e ovládacích signálů, jehož°vstup je Informačním kanálem propojen se sběrnici /6/ adres a ovládacích signálů bloku /7/ CNC systému, na jehož sběrnici /10/ vstupních dat je Informačním kanálem zapojenvýstup bloku /8/ adresovatelného registru prvního kanálu, na jehož druhý vstup /82/ je zapojen druhý výstup /32/ bloku /3/ dvoukanálového analogo-člslIcového převodníku, jehož prýnl výstup /31/ je Informačním kanálem zapojen jak na první vstup /81/ bloku /8/ adresovatelného registru prvního kanálu, tak na první vstup /91/ bloku /9/ adresovatelného registru druhého kanálu, na jehož druhý vstup /92/ je zapojen třetí výstup /33/ bloku /3/ dvoukanálového enelogo-č1sllcového převodníku, výstup bloku /9/ adresovatelného registru druhého kanálu je Informačním kanálem zapojen na sběrnici /10/ vstupních dat do bloku /7/ CNC systému·
2. 2. Zapojeni podle bodu 1, vyznačené tím, že číslicová část bloku /3/ dvoukanálového analogo-č1sl1eovéhó převodníku je společná pro oba kanály převodníku.

   233 256
3. 3. Zapojeni podle bodu 1 a 2^vyznačené tím, že výstupy bloků /8/ a /97 adresovatelných registrů jsou na sběrnici /10/