SU1484443A1 - Устройство дл контрол станков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области станкостроени  и может быть использовано дл  контрол  за процессом обработки на станках сЧПУ. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей устройства дл  контрол  станков путем исключени  ложных срабатываний устройства в периоды прерывани  процесса резани  при наличии команды о рабочей подаче в управл ющей программе, а также блокировани  работы станка при одновременных быстром ходе и сигнале о наличии процесса резани . 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано дл  контрол  за процессом обработки на станках с ЧПУ.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей устройства дл  контрол  станков за счет исключени  ложных срабатываний устройства в периоды прерывани  процесса резани  при наличии команды о рабочей подаче в управл ющей программе , а также блокировани  работы станка при наличии одновременно сигнала быстрого хода и сигнала о наличии процесса резани .

На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  контрол  станков с ЧПУ включает в себ  блок 1 управлени  станком, первую схему И 2 и соединенные последовательно преобразователь 3 вибрации , установленный на шпиндельном подшипнике станка, полосовой усилитель 4, полосовой фильтр 5, детектор 6 со встроенным фильтром низких частот, компаратор 7 и также соединенные последовательно полосовой фильтр 8, св занный с выходом полосового усилител  4, детектор 9 с встроенным фильтром низких частот, компаратор 10, схему НЕ 11, схему И 12, выход которой св зан с первым входом блока 1 управлени  станком, соединенного первым выходом через блок 13 задани  уставок с вторым входом второго компаратора 10 и с первым входом схемы 14 задержки, выход которого соединен с вторым входом схемы И 12, а первые вход и выход схемы И 2 св заны соответственно с вторым выходом и вторым входом блока 1 управлени  станком, формирователь 15 коротких импульсов, первый вход которого св зан с выходом схемы НЕ 11, а выход - с вторым входом схемы 14 задержки, триггер 16, вход которого подключен к третьему выходу блока 1 управлени  станком, а выход - к третьему входу схемы И 12, а также соединенные последовательно схему И 17 и схему ИЛИ 18, второй вход которого подключен к выходу компаратора 7, а выход - к первому входу схемы И 2, причем выход компаратора 10 подключен к второму входу схемы И 17, четвертый выход блока управлени  станком подключен к второму

Јь

ас

4 Јь Јь

со

входу формировател  15 коротких импульсов и к четвертому входу схемы И 12, а п тый выход блока управлени  станком - к первому входу схемы И 17.

Блок 1 управлени  станком представл ет собой систему числового программного управлени . В системе используютс  блок технологических команд и блок задани  скорости .

Устройство работает следующим образом .

Сигнал с преобразовател  3 вибраций, установленного на шпиндельном подшипнике , подаетс  через полосовой усилитель 4 на входы полосовых фильтров 5 и 8. Полосовой фильтр 5 настроен на основную час- тоту собственных колебаний шпиндел  станка . Амплитуда колебаний на этой частоте отражает динамическую нагрузку на шпиндель , котора  может превышать допустимую при критическом износе инструмента, неправильно выбранных режимах работы и различных аварийных ситуаци х. Сигнал с полосового фильтра 5 детектируетс  и сглаживаетс  детектором 6 со встроенным фильтром низких частот и подаетс  на компаратор 7.

При превышении напр жени  на выхо- де детектора 6 напр жени  срабатывани  компаратора 7 (выставл етс  заранее в процессе настройки устройства) компаратор 7 срабатывает и на его выходе по вл етс  сигнал логической «1, который подаетс  через схему ИЛИ 18 на первый вход схемы И 2. На второй вход схемы И 2 от блока 1 управлени  станком подаетс  сигнал логической «1 в том случае, когда шпиндель станка вращаетс . Таким образом, если при вращении шпиндел  происходит превышение динамической нагрузки в системе СПИД станка, что регистрируетс  преобразователем 3 вибрации и приводит к срабатыванию компаратора 7, на выходе схемы И 2 по вл етс  сигнал логической «1, который подаетс  на систему ЧПУ, выключает подачу и вращение шпиндел . Схема И 2 предотвращает ложное срабатывание устройства во врем  вспомогательных операций на станке.

Второй канал, состо щий из полосового фильтра 8, детектора 9 ео встроенным фильтром низких частот и компаратора 10, слу- жит дл  получени  сигнала о наличии процесса резани . Полосовой фильтр 8 настроен на частоту в диапазоне 10-30 кГц, на которой отношение сигнала от процесса резани  к шуму вращающегос  подшипника максимально.

Дл  повышени  чувствительности устройства компаратор 10 выполнен с регулируемым порогом срабатывани , изменение которого задаетс  от блока 13 задани  уставок, отдельно дл  каждого инструмента. Необходимость этого вызвана тем, что уро- вень шумов шпиндельного подшипника существенно зависит от скорости его вращени .

0

0

5

5 „

5 0

5

0

5

Принцип работы второго канала основан на получении сигнала от преобразовател  3 вибраций о наличии процесса резани  и одновременно сигнала о нахождении суппорта станка в режиме «Рабоча  подача. При поломке инструмента или неподаче заготовки в зону обработку отсутствует сигнал о наличии процесса резани  в те моменты, когда он должен быть по программе. В этом случае устройство выключает подачу и шпиндель станка и включает сигнал вызова наладчика . Сигнал о наличии процесса резани  с выхода компаратора 10 через схему НЕ 11 подаетс  на первый вход схемы И 12. На четвертый вход схемы И 12 подаетс  сигнал логической «1 с блока 1 управлени  станком о включении рабочей подачи. На второй вход схемы И 12 подаютс  нулевые импульсные сигналы дл  предотвращени  ложных срабатываний устройства в промежутке времени от включени  рабочей подачи до касани  инструмента с деталью (на участках врезани ) и в промежутке времени от момента выхода инструмента из соприкосновени  с деталью до выключени  рабочей подачи (на участках перегиба).

На третий вход схемы И 12 подаетс  с выхода триггера 16 сигнал логической «1 - «Блокировка контрол  сигнала наличи  процесса резани  выключена. Положительным перепадом сигнала «Рабоча  подача (по переднему фронту) с блока 1 управлени  станком по входу в момент включени  рабочей подачи и положительным перепадом сигнала наличи  процесса резани  (по заднему фронту) по входу в момент выхода инструмента из соприкосновени  с деталью формировател  15 коротких импульсов вырабатываютс  короткие импульсы, которые подаютс  на второй вход схемы 14 задержки.

На выходе схемы 14 задержки формируютс  нулевые импульсные сигналы задержки дл  предотвращени  ложных срабатываний на участках врезани  и перегиба, длительность которых задаетс  при помощи блока 13 задани  уставок с второго выхода отдельно дл  каждого инструмента. Блок 13 задани  уставок св зан с блоком 1 управлени  станком и получает от него информацию о том, какой инструмент в насто щее врем  находитс  в работе. Рассмотрим работу этой части схемы дл  случа , когда режущий инструмент сломан.

На выходе компаратора 10 сигнал логической «1 измен етс  на «О, так как сигнал из зоны резани  отсутствует (режущий инструмент не касаетс  детали, так как он сломан). Этот сигнал логического «О инвертируетс  схемой НЕ 11 и на первый вход схемы И 12 приходит сигнал логической «1. На четвертом входе схемы И 12 присутствует сигнал логической «1 - сигнал ..наличи  рабочей подачи, а на третьем входе этой схемы также присутствует сигнал логической «1 - «Блокировка контрол  сигнала наличи  процесса резани  выключена . На второй вход схемы И 12 после слома инструмента и прошестви  времени, устанавливаемого схемой 14 задержки, также поступает сигнал логической «1. Поступление четырех логических «1 на входы схемы И 12 приводит к по влению сигнала логической «1 на ее выходе, который поступает в систему ЧПУ, останавливает станок и включает сигнал вызова наладчика.

В случае, когда необходимо перемещение на рабочей подаче при отсутствии процесса резани , на вход триггера 16 с третьего выхода блока 1 управлени  станком по введенной в программу технологической команды (G 44) - «Блокировка контрол  сигнала наличи  процесса резани  включена во врем  считывани  кадра, содержащего эту команду, подаетс  сигнал логического «О, который устанавливает триггер 16 в нулевое состо ние. Сигнал логического «О поступает на третий вход схемы И 12 и запрещает контроль сигнала наличи  процесса резани . Дл  отмены этой команды в программу вводитс  технологическа  команда G 45 - «Блокировка контрол  сигнала наличи  процесса резани  выключена. При считывании соответствующего кадра единичный сигнал с третьего выхода блока 1 управлени  станком устанавливает триггер 16 в единичное состо ние и разрешает контроль процесса резани . Така  необходимость бывает при обработке поверхностей с прерывистой образующей, имеющей различные канавки, пазы, проточки или же эксцентрические поверхности, в том числе чер- новины, при предварительной обработке деталей с неравномерным припуском.

Сигнал с преобразовател  3 вибрации вызывает на выходе компаратора 10 по вление сигнала логической «1 (наличи  процесса резани ) значительно быстрее, чем по вление сигнала логической «1 (превышени  предельной динамической нагрузки) на выходе компаратора 7, так как частота 10-30 кГц, на которой контролируетс  процесс резани , значительно больше, чем собственна  частота колебаний шпиндел . Сигнал логической «1 с выхода компаратора 10 подаетс  на второй вход схемы И 17. На первый вход схемы И 17 при определенных сбо х подаетс  сигнал логической

«1 - «Быстрый ход. Сигнал логической «1, по вл ющийс  на выходе схемы И 17, через схему ИЛИ 18 поступает на первый- вход схемы И 2 и останавливает процесс обработки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  станков, содержащее блок управлени  станком, первую и

   вторую схемы И и соединенные последовательно преобразователь вибраци , полосовой усилитель, первый полосовой фильтр, первый детектор со встроенным фильтром низких частот, первый компаратор, к выхо5 ДУ полосового усилител  подключены соединенные последовательно второй полосовой фильтр, второй детектор с встроенным фильтром низких частот, второй компаратор , схему НЕ, вход которого подключен к выходу второго компаратора, а выход - к

   0 первому входу второй схемы И, блок задани  уставок, схему задержки, выход второй схемы И св зан с первым входом блока управлени  станком, первый выход которого через блок задани  уставок соединен с вто5 рым входом второго компаратора и с первым входом схемы задержки, выход которой соединен с вторым входом второй схемы И, а первый вход и выход первой схемы И св заны соответственно с вторым выходом и вторым входом блока управлени  станком, отли0 чающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства, в него дополнительно введены треть  схема И, схема ИЛИ, формирователь коротких импульсов, первый вход которого св зан с выходом схемы НЕ, а выход - с вторым входом схе5 мы задержки, триггер, вход которого подключен к третьему выходу блока управлени  станком, а выход - к третьему входу второй схемы И, выход третьей схемы И подключен к первому входу схемы ИЛИ, второй вход которой подключен к выходу пер0

   вого компаратора, а выход - к второму

   входу первой схемы И, причем выход второго компаратора подключен к первому входу третьей схемы И, четвертый выход блока управлени  станком подключен к второму вхо- , ду формировател  коротких импульсов и к четвертому входу второй схемы И, а п тый выход блока управлени  станком - к второму входу третьей схемы И.