SU1306700A1 - Устройство дл программного управлени шлифовальным станком - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствал дл  управлени  HOiiepenHoii подачей Н1лиф()ва .чьного станка, lle.ib изобретени  новы- iiieHise точности обработки и уирони ние настройки устроГк тва. Уст юйство содержит .1агчик пере.еи1е11н  7. датчик каждого оборота . 1  нз;1сли  22, регист) сдвига 21, логические элементы И 23, 24, 25, 26, 27, унравл емые ключи 8, 9, 10. б.кжи .хранени  информании 11. 12, 13, сумматоры 14, 15, 16, уси.-1итель 17, у.множитель 18, делитель 19, задатчики опорного напр жени  1 и 2, блоки сравнени  3, 4, 5, , 1огический э.чемент ИЛИ 20. Они нозво. 1 ют в каждом частном цикле обработки дета, П формировать в «авис имости от условий И1, 1и- фован1   ве.1ич(ну иришска на выхаживание д,1Я o6ecneiieHHH заданной точности. 3 и. к с: Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть ис юльзовано в металлооб- рабатываюнлей нромышленности дл  управ- . подачей :илифовального станка.

Це:1ь изобретени  - повышение точности ои аботки и упрощение настройки устрой- cT ia ,а счет адаптивного управлени  ве;1и- чиной припуск , на выхаживание.

На фиг. 1 изображена блок-схема устроив ;ва д:1  программного управлени ; на фи . 2 графики С ьема припуска и скорости (юлачи п1., 1Ы1ого суппорта;на

. Л време 1ные диаграммы напр жений на ;5хода выходах регистра сдвига.

УСТР )ii 1 одержит первый 1 и второй 2 зад. тч1 кп сюрпого напр жени , первый 3, ВТО oil и :ретий Г) блоки сравнени , ис- IIO.I , ггельпы;; блок 6, датчик 7 перемещепи , 1.ервыр 8. в:()рой 9 и третий 10 управл емые к.лочи. перв пй 11, второй 12 и третий 13 блоки х|)ан1 ПИЯ информации, первый 14, BToptjM if) ii третий 16 сумматоры, усили- fi.ib 17, умножитель 18, делите;1ь 19, .логический y. ieMi пт ИЛИ 20, регистр 21 сдвига с п тью выходами А, В, С, D, Е, соответст- licHiio первы- , вторым, третьим, четвертым 11 п тым, длтчик 22 каждого оборота пшин- дел  изде. пш первый 23, второй 24, третий 25, чствер,1Й 26 и п тый 27 логические .1сме1Г1 ы И. первые входы первых четырех пч них 1Л) с вы.ходом датчика 22 кажд()1 о обсфота пипшдел  из.тели  и счет- пым входом регистра 21 сдвига, а первый вход п того с выходом второго блока 4 сравпонии, вторые же ходы - соответственно выхо U1MH А. В, С, D и /Т регистра 21 сдвига, а их выход|1| - соответственно с Bxo.i сброс:) б.юков 11, 12 и 13 хранени  ппформ;1ции, управ. 1ЯЮ1ЦИМ входом первого вп рогп Д и трет1 его 10 управл емых к.поч. if. с иегг ым ходом логического э.че- менг., V . |И .. 0. В1з1ход которого соединен г исп: .iHi: 1мьп1)1м 6.1ОКОМ 6, В второй вход -- с упр..:1в.1ЯК)1цим входом регистра 21 сдвига : 1 |)етьего б.лока 5 сравнени , пер- iibiii вход (лч1 подключеп к второму 1адатчику 2 опорпого панр жени , а вто- Р ;)йк ;ii5ixoj;. .г.тчика 7 Г еремеп|е1Н1 

и Bxo.ujvi iiepBOi i) 8, второго 9 и TpeTi ei o К) управл емых кл1Оче11, выходы которых под- ключепы оотво . ;- вечно к в.ходам первого I 1, 1; и грсгьего 13 блоков хранени  : ии, вь лоды которых соединены Beii io с пс;1вь ми входами lepiso- вТ()рО1Ч) i i сумматоров, с вторым вход..)м ) 14 и вхо.аом си- .1ИТ(., ii 17, . sropMM входом второго cyxiMfi- тора : . х трет - вход которого соединен с выходом уси. 1и 17, а выход с нс)вым .вх(.).чом де. ш 11. . П, вторс  ,.ход которого соеди1Н - с умножнге.1  18, а выход -- I первым входом третьего сумматора 16, второй вход которого подключеп к первому ..адатчпку i опорного напр жепи , а выход - к второму входу второго блока 4 сравнени , при этом выход первого сумма

5

тора 14 соединен с первым и вторым в.ходами умножител  18.

Необходимость введенных блоков вытекает из следующих выкладок. При выхаживании величина припуска во времени измен етс  по соотношению

S(t)Sk + (1)

где S() - текуш,ее значение нрипуска;

S - припуск, который может быть не сошлифован при выхаживании (исчерпан нат г в системе СПИД) т. е. погрешность шлифовани ;

Si, - припуск, снимаемый в процессе выхаживани  нри

Т - посто нна  времени системы СПИД;

t -- текущее вре.м  выхаживани .

новую неременную в COOTHOHICВведем ние (1). По;1ожим

/ - /((2)

п

где п - число оборотов шпиндел  за одну

секунду, об/с;

/ - число оборотов шпиндел , отсчитываемое от начала выхаживани . Посто нную времени систем СПИД представим , исход  из (2), в виде

Т -Л. г

J f ,

П

Из (3) следует, что Т„ Т-п,

i3

4)

имеет размерность -- обороты и представл ет собой посто нную времепи системы СПИД, выраженную через обороты пнин- дел . После подстановки (2) и (3) в (I) получим

S S. + Sft/e (5)

При Л О (начало выхаживани  и начало отсчета оборотов шпиндел ) соотно- нение (5) принимает вид

So Sk+Sb.(6)

При К К (шпиндель повернулс  на К оборотов)

S, 5,+ S,

При К -2К 2К оборотов)

S. S,+5,,/e

Очевидно, что

S,

7)

ч (шпиндель повер1 улс  на

:8)

с0/1 -Ki,

-о| о.(,( 1 -ег„ ),

Si -S, Sh( } S;,e Разделив

(9) на

- Q Si -S i

(10), ПОЛУЧИМ

(И)

Из (11) следует, что Г„ К,/1п(.

После подстановки (12) в (9) получим So-5, 5б(1-е-.)

5,( 1 -7г, 5б( 1 - г )

О( - Si

/So-25,+S2 v ../

(14)

Из (13) определим 8ь:

s. Sa-2Si+S2

Таким образом получена зависимость, позвол юща  определить величину припуска Sb, снимаемого в процессе выхаживани  при , котора  согласно (11), (12) и (13) зависит от посто нной времени системы СПИД.

С целью получени  высокой точности шлифовани  выхаживание, во-первых, еле- дует начать с припуска 5з, величина которого меньше, чем 5ь, в противном случае даже при согласно (1) припуск не будет сошлифован полностью, во-вторых,

(,-А5/(15)

где AS - требуема  точность шлифовани .

Реализаци  соотношени  (15) обеспечивает окончание выхаживани  при припуске, равном требуемой точности, причем при малом нат ге в системе СПИД.

Соотношение (14) в устройстве реализуетс  следующим образом.

Припускаем So, Si, S2, S(, соответствуют напр жени  f/o, 0, U2,.Ub датчика 7 перемещени . Поэтому соотношение (14) можно представить в виде

и.

i {oz;M

(16)

t/o-2L ,-f-i/2

Дл  получени  напр жений UQ, И и f/2 в устройство введены блок 5 сравнени , который через исполнительный блок 6 обеспечивает кратковременное (не более 2% от машинного времени обработки) отключение подачи шлифовального суппорта до выполнени  операдии выхаживани  (фиг. 2); датчик 22 каждого оборота шпиндел  издели , который при каждом обороте шпиндел  вы- рабатыйает сигнал малой длительности; регистр 21 сдвига, на выходах В, С, D которого формируютс  напр жени  (фиг. 3) в зависимости от числа импульсов, поступающих на его счетный вход от датчика 22 каждого оборота шпиндел  издели , и используютс  (совместно с логическими элементами И 24, 25 и 26) дл  управлени  ключами 8, 9 и 10, подсоедин ющими при , н (см. соотношение (5), (6), (7) и (8)) выход датчика 7 перемеще

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

соотзетстпенно к б.покам 11, I храиелил информации, KOTCipi.ic .лпглш нают напр жени  L o. f/i и U-2.

Дл  получени  напр жени  (/,-,, ссютпетст- вуютего припуску Sr,. в устройство nne/ieui i два сумматора 4 и 1-5, усилитель 17 е кочф- фицие1гтом ус лени , .равным 2; умном и- тель 18 и делитель 19, которые пГюенеиин.чкп- реализацию правой чаети соотногиени  (16). На выходе делител  19 напр же 1ие еоотнет- ствует прниуску 5/, и равно и/,.

Таким образом, в течение кратковременного прекращени  подачи (нлифопального суппорта, предшествующего оиерации вы- хаживаци , устройство формирует сигнал, соответствующий припуску 5ь, который снимаетс  в процессе выхаживани  при . Причем при смене технологического процесса никаких подетроечиых операций в устройстве производить не следует - оно без вмешательства оператора вычисл ет (в масштабе ) величину Sfr, завис щую от посто нной времени системtji СПИД, котора  используетс  дл  формировани  уровн  напр жени , определ ющег о начало процесса выхаживани .

Согласно (15) величина этого уровн 

U, Ub-U..,(17)

где (УЗ-напр жение, определ ющее начало выхаживани ;

Ub - напр жение, соответствующее припуску Sb ,

напр жение, соответствующее требуемой точности шлифовани .

Введенный в устройство третий сумматор 16 совместно е первым задатчиком I опорного напр жени  реализует (17). Таким образом, на выходе третьего сумматора величина напр жени  соответствует принуску, с которого следует начать выхаживание.

Устройство работает следующим образом.

При скорости подачи VV шлифовального суппорта (фиг. 2) снимаетс  припуск с обрабатываемого издели . При припуске So, которому соответствует напр жение второго задатчика 2 опорного напр жени , на выходе третьего блока 5 сравнени  по вл етс  логический «О, который через логический элемент ИЛИ 20 и исполнительный блок 6 прекращает подачу щлифовального суппорта и «разрешает регистру 21 сдвига (на управл ющем входе «О) отсчитывать импульсы напр жений, поступающие на его счетный.вход от датчика 22 каждого оборота шпиндел  издели  (один импульс на один оборот шпиндел ). Первый импульс (после по влени  «О на управл ющем входе) устанавливают на выходе А регистра 21 сдвига логическую «1 (фиг. 3), котора  совместно с импульсом напр жени  от датчика 22 каждого оборота шпиндел  издели  через первый логический элемент И 23 осуществл етс  сброс информации, .кран пАейс  в б. ю ках II, 12 и 13 хранени  информации.

10

. Vropoii импульс устанавливает ;1огиче- ..| 1 на tiixoAc В регистра 21 сдвига, KovJip.iH совместно с импу. Тьсом от датчи- .(;. 2. кнждого оборота шпиндел  издели  м. |)- . второй . юсический И 24 и пер- вий -црапл с мый ключ 8 подключает выход датчика 7 перемещени  к первому блоку 1 хранени  информации, который запоминает величину напр жени  датчика 7 перемещени , соответствующую припуску So (фиг. 2). /(|-й импульс (фиг. 3) устанавливает логическую «1 на выходе С регистра 21 сдвига, котора  совместно с импульсом от датчика 22 каждого оборота шпиндел  издели  третий логический элемент И 25 и второй управл емый ключ 9 подключает выход датчика 7 перемещени  к второму блоку 12 хранени  информации, который «запоминает величину напр жени  датчика 7 перемен1ени , соответствующую прН- .пуску S, (фиг. 2).

импульс (фиг. З) устанавливает 2о логическую «1 на выходе D регистра 21 сдвига, котора  совместно с импульсом от датчика 22 каждого оборота 1нпин.аел  через четвертый логический эле.мент И 26 и третий управл емый к,, ноч 19 подключает выход

15

датчика 7 перемещени  к третьему блоку 13 25 графику 1 на фиг. 2.

ра 16, на второй вход которого подаетс  величина напр жени  от первого задатчн- ка 1 опорного напр жени , соответст зуюи;а  требуемой точности Д5 выполнени  операции плифовани .

На выходе третьего сумматора 16 напр жение равно разности напр жений делител  19 и задатчика 1 опорного напр жени . Оно подаетс  на второй вход второго блока 4 сравнени , на выходе которого логическа  «1, если напр жение от датчика 7 перемещени  больще напр жени  третьего сумматора б, и логический «О, если наоборот.

Таким образом, к моменту по влени  логической «1 на выходе Е регистра ,21 сдвига на выходе второго блока 4 сравнени  может быть либо логическа  «1, либо логический «О. В первом случае через п тый логический элемент И 27, логический элемент ИЛИ 20, исполнительный блок 6 включаетс  подача шлифовального суппорта (при S 52 на фиг. 2) до rex пор, пока rcKyuiee значение припуска не установит логический «О на выходе второго блока 4 сравнени  (при .на фиг. 2), после чего выпол- операци  выхаживани , а весь процесс нллифовани  осуществл етс  согласно

хранени  информации, который «запоминает величину напр жени  датчика 7 перемещени , соответствующую припуску Sa (фиг. 2).

2К1--Ь1.-й импульс (фиг. 3) устанавливает логическую «1 на выходе Е регистра 21 сдвига, котора  сохран етс  до тех пор, пока на управл ющем входе не по витс  логическа  «1, т. е. до конца обработки издели . На импульсы, последующие за 2Ki + l-M импульсом, регистр 21 сдвига не реагирует.

Во втором случае подача шлифовальнсги суппорта не включаетс , сразу выполн етс  операци  выхаживани , а весь процесс шли фовани  осуществл етс  согласно графику 2 на фиг. 2. Это соответствует случаю, когда 30 посто нна  времени системы СПИД имеет максимальное значение и которой соответствует величина напр жени  второго задатчи- ка 2 опорного напр жени , устанавливаема  оператором. При срабатывает первый блок 3 сравнени  и через, исполнительный

Напр жени  с выходов первого 11 и второ- блок 6 осуществл ет отвод шлифовального го 12 блоков хранени  информации подаютс  суппорта.

на первый сумматор 14, на выходе которогоУстройство может быть использовано

напр жение равно paзнotти напр жений не только при реализаи.ик одноступенчатых первого 11 и второго. 12 блоков хранени  алгоритмов управлени  шлифованием, когда информации. Эта разность возводитс  в квад 0 формировани  величины припуска на

выхаживание необходимо кратковременно отклю чить подачу, но и многоступенчатых алгоритмов. При использовании последних формировать величину припуска на выхажират умножителем 18 и подаетс  на второй вход делител  19.-На входы второго сумма-тора 15 подаютс  напр жение от первого 11 и третьего 13 блоков хранени  информации, а также увеличенное в два раза усилитевание можно на предпоследнем этапе перелем 17 напр5 жение второго блока 12 хра- 45 ключени  скорости подачи с одной ступени

пени  информации. На выходе второго сумматора 15 напр жение равно сумме напр жений первого 11 и TpeTbv ro 13 блоков хранени  информации минус удвоенное напр жение второго блока 12 хранени  информации . Оно подаетс  на первый вход делител , 19, на выходе которого напр жение равно отношению напр жений на втором и первом входах.

Величина этого напр жени  соответствует припуску, который будет сн т при вы

на другую.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   50 Устройство дл  программного управлени  шлифовальным станком, содержащее два задатчика опорного напр жени , последовательно соединенные первый блок сравнени  и исполнительный блок, датчик перемещени , выход которого подключен к перхажипании при , и зависит от посто н- вым входам первого и второго блоков сравненой времени системы СПИД.

   С выхода делител  19 напр жение поступает на первый вход третьего сумматони , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности обработки и упрощени  настройки устройства, в. него введены первый.

   0

   о

   5

   5 графику 1 на фиг. 2.

   ра 16, на второй вход которого подаетс  величина напр жени  от первого задатчн- ка 1 опорного напр жени , соответст зуюи;а  требуемой точности Д5 выполнени  операции плифовани .

   На выходе третьего сумматора 16 напр жение равно разности напр жений делител  19 и задатчика 1 опорного напр жени . Оно подаетс  на второй вход второго блока 4 сравнени , на выходе которого логическа  «1, если напр жение от датчика 7 перемещени  больще напр жени  третьего сумматора б, и логический «О, если наоборот.

   Таким образом, к моменту по влени  логической «1 на выходе Е регистра ,21 сдвига на выходе второго блока 4 сравнени  может быть либо логическа  «1, либо логический «О. В первом случае через п тый логический элемент И 27, логический элемент ИЛИ 20, исполнительный блок 6 включаетс  подача шлифовального суппорта (при S 52 на фиг. 2) до rex пор, пока rcKyuiee значение припуска не установит логический «О на выходе второго блока 4 сравнени  (при .на фиг. 2), после чего выпол- операци  выхаживани , а весь процесс нллифовани  осуществл етс  согласно

   графику 1 на фиг. 2.

   Во втором случае подача шлифовальнсги суппорта не включаетс , сразу выполн етс  операци  выхаживани , а весь процесс шли фовани  осуществл етс  согласно графику 2 на фиг.
2. 2. Это соответствует случаю, когда посто нна  времени системы СПИД имеет максимальное значение и которой соответствует величина напр жени  второго задатчи- ., ка 2 опорного напр жени , устанавливаема  оператором. При срабатывает первый блок 3 сравнени  и через, исполнительный

   блок 6 осуществл ет отвод шлифовального суппорта.

   вание можно на предпоследнем этапе перена другую.

   Формула изобретени 

   50 Устройство дл  программного управлени  шлифовальным станком, содержащее два задатчика опорного напр жени , последовательно соединенные первый блок сравнени  и исполнительный блок, датчик перемещени , выход которого подключен к перни , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности обработки и упрощени  настройки устройства, в. него введены первый.

   второй и третий управл емые ключи, первый, второй и третий блоки хранени  информации первый, второй и третий сумматоры, усилитель , умножитель, делитель, третий блок сравнени , логический элемент ИЛИ, регистр сдвига, датчик каждого оборота шпиндел  издели , первый, второй, третий, четвертый и п тый логические элементы И, первые входы первых четырех из них соединены с выходом датчика каждого оборота шпиндел  издели  и счетным входом регистра сдвига, а первый вход п того - с выходом второго блока сравнени , вторые же входы- соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и п тым выходами регистра сдвига , а их выходы - соответственно с входами сброса блоков хранени  информации, с управл ющим входом первого, второго и третьего управл емых ключей и первым входом логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с исполнительным блоком, а второй вход - с управл ющим входом регистра

   сдвига и выходом третьего олока сравпсни , первый вход которого подключен к втоп; -,: задатчику опорного напр жени , а вторе-; к выходу датчика 11еремещен1;  и зх(1, ;.;м первого, второго и третьего упраз. о ыч ключей, выходы которых подклк чены с; от ветственно к входам первого, второго i: трс i i его блоков хранени  информации. .i:,, которых соединены соответственно с liop -..: ми входами первого и второго счмма Ю :;;. с вторым входом первого сумматора и нх ; дом усилител , с вторым входом втсрог: сумматора, третий вход которого coc.uf-; -:: с выходом усилител , а выход - с ериь;л) входом делител , второй вход которого соединен с выходом умножител , а выход с первым входом третьего сумматора, BTOpoii вход которого подключен к первому зад;-.тчи- ку опорного напр жени , а выход к второму входу второго блока сравнени , П1)и этом выход первого сумматора соединен с первым и вторым входами умножител .

   Vc

   t

   Управл ющий

   1 г Xi 2K,

   CijemM/i/ I

   I

   So S; S Sj

   иг.2

   7 г К, г К,