SU1211696A1 - Программное устройство дл поддержани посто нства скорости резани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  и вычислительной технике и может быть использовано дл  поддержани  посто нства скорости резани  при обработке на токарных станках с числовым про граммным управлением и других станках . Оснащенных датчиками положени  суппорта, например станках с цифровыми отсчетными устройствацк. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повьшение точности . Устройство содержит блок задани  программы, счетчик импульсов, пер- вьй делитель частоты преобразователь частота - напр жение, двигатель привода шпиндел , двигатель привода , суппорта, блок управлени  двигателем привода суппорта, датчик положени , первьй счетчик, дешифратор, perHCTpj шифратор, второй делитель частоты, элемент ИЛИ, генератор импульсов, формирователь импульсов, первый элемент И, первьй блок синхрониза ции, второй элемент И, второй блок синхронизации. Введение дешифратора, регистра, шифратора, второго делител  частоты, элемента ИЛИ, двух эле-, ментов И, двух блоков синхронизации, формировател  импульсов и второго счетчика импульсов обеспечивает стабилизацию скорости резани  токарных станков различного типа, 4 ил. i (Л § to Од со о

Description

Мзобпетение относитс  к автомати- ijecKCJM;/ управлению и вычислительной тамилке и может быть использовано длк поддержани  посто нства скорости резани  при обработке на токарных станках с числовым программным управлением и других станках, оснащенных датчиками положени  суппорта, например станках с цифровыми отсчетным устройствами.

Цель изобретени  - расширение фунциональных возможностей устройства и повышение его точности.

На фиг. 1 приведена функциональна схема предлагаемого устройства} на фигt 2 схема дешифратора (10) и регистра (11); на фиг, 3 - таблица истинности шифратора; на фиг. 4 - график аппроксимированной зависимости п f(R),

Устройство состоит из блока 1 задани  программь, счетчика 2 импульсов , первого делител  3 частоты, преобразовател  4 частота - напр жение , двигател  5 привода шпиндел , двигател  6 привода суппорта, блока

7управлени  двигателем, датчика 8 положени , первого счетчика 9, дешифратора 10, регистра П, шифрато™ ра 12, второго делител  13 частоты, элемента ИЛИ 14, генератора 15 импульсов , формировател  16 импульсов, первого элемента И 17, первого блока 18 синхронизации, второго элемента

И 19 и второго блока 20 синхронизации .

Дешифратор 10 (фиг, 2) состоит из второго элемента И 21 и проводников дл  св зи выходов счетчика 9 импульсов с регистром II на четыре состо ни , содержащим шесть третьих элементов И 22 на два входа, трех RS-триггеров 23, двух четвертьпс элементов И 24 и 25 на три входа и одного п того элемента И 26 на два входас

Блок задани  программы состоит из набора переключателей (не показано ) разделенных на группы :: скорость суппорта 5 код оборотов, кнопка Пуск и кнопка Подготовка,

8качестве блока заданий программы может также использоватьс  система числового программного управлени ,напри™ мер, Н-22, и др.

Сущность работы устройства со стоит в замене вычислительной операции п п - обороты шпиндел  в минуту; R - радиус обработки в мм; V - скорость резани  в мм/мин,

2 ТТ . При этом указанна  вычислительна  операци  замен етс  операцией п , K|R, где К) - коэффициент наклона аппроксимирующих отрезков пр мых , дл  поддержани  посто нства

наклона аппроксимирующих отрезков пр мых. Дл  поддержани  посто нства контурной скорости на уровне 2% от заданной достаточно функцию п Кзаменить четырьм  отрезками пр мой

63 .. 18

с коэффициентами К 7Т К 7Т К

Ь4 64 7- ,, г -. К, -- и точками сопр жени 

6 If 1 6ч

R 100 мм, R , 70 мм, R., 40 мм.

Устройство работает следующим образом.

После включени  питани  блок 1 задани  программы на информационных выходах вырабатывает коды Ноль. Эти

коды поступают на информационные ВХОДЕ , блока 7 управлени  двигателем, и сче1 Чика 2 импульсов. Затем блоком 1 задани  программы вырабатываетс  сигнал Запись на выходе Два, который поступает на входы управлени  записью информации блока управлени  двигателем и счетчика 2. При этом нулевой код скорости суппорта преобразуетс  блоком 7 управлени  двигателем в нулевое напр жение, что обеспечивает останов двигател  6 суппорта.

Нулевой код числа оборотов шпиндел  поступает в счетчик 2 импульсов и на его выходах устанавливаетс  потенциал логического нул , код нул 

пос 1 упает на входы делител  3 частоты , на выходе которого управл юща  последовательность импульсов отсутствует .

Таким образом, на вход преобразо-

вател  4 частота - напр жение информационные сигналь не поступают и двигатель 5 шпиндел  остановлен. После останова двигателей 5 и 6 с помо- гаью блока 1 задани  программы путем

задани  кодов скорости суппорта на первом информационном выходе и сигналов записи на втором управл ющем выходе привод т в дв1тжение двигатель 6 суппорта. Это происходит благодар 

тому, что в блок 7 управлени  двигателем записываетс  выбранный оператором код скорости, которьй преоб- разуе  с  в управл ющее напр жение на

3

выходе блока 7 управлени  двигателем Блок 1 задани  программы вырабатывает код скорости до совмещени  режущей кромки резца с осью шпиндел , после чего путем выработки кода Ноль на информационном выходе и сигнала Запись на выходе управл ющего блока 1 задани  программы движение суппорта прекращаетс , После вывода режущей кромки резца в указанную исходную позицию блок 1 задани  программы вьфабатывает сигнал начальной установки. Этот сигнал поступает на вход установки нул  счечика 9 импульсов и вход записи состо ни  Четыре регистра 11. Сигнал состо ни  Четыре с выхода d регистра 11 поступает на щифратор 12, где преобразуетс  в код 11111 1 в соответствии с таблицей истинности на фиг. Л, JTOT код поступает на входы второго делител  13 частоты и устанавливает минимальный коэффициент делени 

к -±з . ,

Описанные операции выполн ютс  один раз после включени  питани . Далее режущую кромку резца вывод т в позицию начала обработки заготовки путем задани  скорости подачи суппорта на соответствующем информационном выходе блока 1 задани  программы в сопровождении сигнала Запись на управл ющем выходе этого блока. При выходе в начальную точку обработки из исходной позиции с выходом датчика 8 положени  на счетчик 9 импульсов (реверсивный двоично- дес тичный счетчик) будут поступать импульсы, каждый из которых соответствует определенному изменению радиуса , например 1 мм. При достижении радиуса, соответствующего точке сопр жени  аппроксимирующих отрезков 4 и 3, на фиг. 4 в счетчике импульсов 9 будет код 40, который фиксируетс , дешифратором 10, и на вход b регистра 11 поступит сигнал, который установит регистр 11 в состо ние Три, что соответствует сигналу на выходе И регистра.

При этом на выходе дешифратора 12 установитс  код 010010 в соответствии с таблицей на фиг. 2, что соответствует коэффициенту делени 

18

делител  13 частоты. При

дальнейшем перемещении суппорта дви-

116964

гателем 6 от датчика 8 положени  бу- .дут продолжать поступать импульсы на счетчик 9 импульсов и регистр 11, при достижении счетчиком 9 кодов 70

5 и 100 соответственно будут устанавливатьс  сигналы на выходах f и g регистра 11, а с помощью шифратора 12 на входы делител  13 будут поступать коды 111000 или 010000,

10 что соответствует коэффициентам делени  делител  Kj гг и К,(,

Таким образом, при достижении заданного исходного радиуса начала

обработки делитель частоты будет установлен на один из четырех коэффициентов делени , соответствующих радиусу обработки на фиг. 4.

В исходной точке начала обработки от блока 1 задани  программы по шине на счетчик 2 поступит начальный код числа оборотов шпиндел ,

рассчитанный по формуле п ;г

ли Krt

где RH - начальный радиус обработки.

По сигналу Запись на выходе блока 1 задани  программы код числа оборотов запишетс  в счетчик 2, а с его выходов заданный начальный код числа оборотов проступает на входы делител 

3 частоты . На вход делител  3 частоты.от генератора 1 5 импульсов через формирователь 16 импульсов поступают импульсы

с частотой следовани  f f

бг

-max

где - максимальна  частота, соответствующа  максимальному числу оборотов шпиндел , например 2000 об/мин может соответствовать 2000 Гц. Последовательность , импульсов с выхода делител  3 частоты поступает на преобразователь 4 частота - напр жение и на его выходе устанавливаетс  напр жение, соответствующее заданному числу оборотов дви- гател  5, В зависимости от текущего радиуса обработки на выходах второго делител  13 частоты будут возникать импульсы с соответствующим коэффицит ентом делени . Эти импульсы поступают на первые входы элементов И. 17 и 19, на вторые входы которых поступают импульсы от датчика 8 положени  соответственно по каналам плюс или минус в зависимости от направлени  движени  суппорта. Если движение производитс  в направлении увеличени  радиуса обработки, то работает элемент И 19,

При этом импульсы с его выхода поступают на блок 20 синхронизации, где синхронизируютс  импульсом с второго выхода формировател  16 им- пульсов, этот импульс на полпериода сдвинут по отношению к импульсу на входе делител  3 частоты, С выхода блока синхронизации 20 импульсы поступают на вход Вычитание счет- чика 2 и при движении в пределах одного аппроксимирующего участка Сфиг. А) производитс  линейное умень шение кода счетчика 2 импульсов и, соответственно,коэффициента делени  делител  3, вх:ледствие чего управл ющее напр жение на выходе блока 4 уменьшаетс , и двигатель 5 шпиндел  снижает обороты.

При переходе на другой аппрокси- нирующий отрезок на фиг, 4 коэффициент делени  делител  13 частоты измен етс  в соответствии с таблицей на фиг, 3, измен етс  частота следовани  импульсов на входах счетчика 2 импульсов и, следовательно, измен  етс  частота вращени  двигател  5 шпиндел  в соответствии с графиком на фиг, 4, Аналогично работает устройство и при уменьшении радиуса, при этом импульсы коррекции кода от делител  13 частоты поступают на вхо Сложение счетчика 2 импульсов чере элемент И 17 и блок 18 синхронизации

Работа дешифратора 10 и регистра 11 по сн етс  на фиг, 2,

Сигнал.начальной установки поступает на R-входы триггеров 23 и устанавливает их в состо ние R, Состо ние R всех триггеров расти- фровьшаетс  элементом И 27 н на выходе ЗГ регистра 11 вырабатываетс  сигнал состо ни  Четыре, Соответствующий положению суппорта на 4-ом аппроксимирующем отрезке графика (фиг, 4), Состо ние Четыре сохран етс  до момента достижени  счетчиком 9 кода Сорок, Сигнал Сорок с выхода счетчика 2 импульсов передаетс  на входы элементов И 22 При движении в сторону увеличени  радиуса на второй вход элемента И 22 поступают импульсы, вследствие чего на выходе элемента И 22 вырабатываетс  сигнал, который переводит триггер 23, в состо ние S, При этом сигнал с выхода элемента И 24 исчезает, а по вл етс  сигнал на вы

s 0 15

5

0

5

ходе элемента И 25 который соответствует нахождению суппорта на третьем отрезке адпроксимирующей ломаной на фиг, 4, С помо щью элемента И 21 дешифруетс  состо ние Семьдес т , состо ние Сто, и непосредственно передаетс  с выхода счетчика 9 на вход с регистра 1 1 ,

Таким образом, по мере увеличени  радиуса будут последовательно переходить в состо ние S триггеры 23 и на выходах блока 11 будут последовательно возникать сигналы принадлежности к одному из отрезков аппроксимирующей ломаной по фиг, 4, При движении в сторону уменьшени  радиуса триггеры 23 последовательно будут переходить в состо ние R, так как в этом случае от дешифратора 10 сигналы будут передаватьс  элементами 23, 22г и 22б ,

Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет расширенные функциональные возможности, так как обеспечивает стабилизацию скорости резани  токарных станков различного типа, как станков с программным управлением, так и станков, оснащенных цифровыми отсчетными устройствами.

Устройство применимо дл  оснащени  как станков с управл емым дви- га1:елем станка, так и станков с коробкой передач, а этом случае не используютс  делитель 3 частоты и преобразователь 4 частота - напр жение ,а дл  переключени  ступеней используютс  вьЕХОды счетчика 2,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Программное устройство дл  поддержани  посто нства скорости резани , содержащее генератор импульсов и первьй делитель частоты, подключенный выходом к входу преобразовател  частота - напр жение, св занного выходом с входом двигател  привода шпиндел , а также блок управлени  двигателем, св занный первым и вто- рым вых,одами соответственно с пр мым и реверсивным входами двигател  привода суппорта, подключенного выходом к входу датчика положени , соединенного первым и вторым выходами соответственно с суммирующим и вычитающим входами первого счетчика импульсов , подключенного сбросовым входом к первому управл ющему выходу блока задани  программы, св занного вторым управл ющим выходом с управл ющим входом блока управлени  двигателем, а первым информационным выходом - с информационным входом блока управлени  двигателем, отличаю™ щ е е с   тем, что, с целью рас ширени  функциональных возможностей устройства и повышени  его точности в него введены дешифратор, регистр, шифратор, второй делитель частоты, элемент ИЛИ, два элемента И, два блока синхронизации, формирователь импульсов и второй счетчик импульсов подключенный выходами к управл ющим входам первого делител  частоты, сбросовым входом к второму управл ющему выходу блока задани  программы , информационным входом к второму информационному выходу блока задани  программы, а суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходам первого и второго блоков синхронизации , подключенных первыми входами

   0

   5

   0

   к первому выходу формировани  импуль сов, а вторыми входами к выходам соответственно первого и второго эле ментов И, св занных первыми входами с выходом второго делител  частоты, соединенного импульсным входом с выходом элемента ИЛИ, а управл ющими входами с выходами шифратора, ключенного входами к выходам регистра , св занного сбросовым входом со сбросовым входом первого счетчика импульсов, первым и вторым управл ю-- щими входами соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, с суммирующим и вычитающими входами первого счетчика импульсов и с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, а входами с выходами дешифратора, подключенного входом к выходу первого счетчика импульсов, причем выход генератора импульсов соединен с входом фор- мировател  импульсов, подключенного вторым выходом к импульсному входу первого делител  частоты.

   Фиг.З

   п о51мин

   2000

   I

   200 RMM

   Составитель Н, Горбунова

   Редактор Ю. Середа Техред С.Мигунова

   638/51 Тираж 837Подписное :

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Корректор Л. Патай