SU1705049A1 - Система автоматического контрол параметров процесса круглого шлифовани на станке с программным управлением - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к станко- . строению и может быть использовано на круглопшифовальных и внутришлифо- вальных станках с программным управлением , оснащенных ЭВМ.

Известно устройство дл  автоматического контрол  размеров деталей при врезном шлифовании, содержащее измерительную головку с измерительным преобразователем и подключенным к нему вторичным преобразователем, соединенным с формировател ми команд управлени  станком на изменение режима обработки и на отвод шлифовального круга,   также с дифференцирующей цепочкой, в которой аналоговый сигнал, пропор-. ционалысый скорости съема припуска,

формируетс  с помощью дифференцирующих звеньев.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность определени  скорости съема припуска, котора  особенно падает при малой ее величине, из-за чувствительности к помехам аналоговых дифференцирующих звеньев. Устройство не может стыковатьс  с .устройствами СПУ типа ЭВМ, чем ограничиваютс  его функциональные возможности .

Известна также система активного контрол  размеров и ре.-кнмл обработки детален при врезном гапифозднни, прин та  за прототпп, содержаща  измерн- (тельную головку с первичным нзмсричЈ tf

3

тс-.лып.1м щн оГ)ра:;он:ггеле i и по,1К. ным i. нему nTopiriH r-i прео),-лчо:;ате- л ч, к выходу КР ГО -шо л.-фплпелыю

П ИСоедИНЫП,: ф-jpi i .7 OR«Vi ЛИ Команд Н, 1

изменение ре:-: ;м; и па OT- ПпД ЬШПиЮВаЛЬЛОГО .РУГЛ , И ОЛОК ДПфФеренцирован Л  Д-гг, формпролачн  сиг- ил па, пропорционального скорости съе- к,-1 припуска.

Недостатками данной сне темы  вл етс  узкий диапазон измерени  и мала  точность определени  скорости съема припуска, так как данный сигнал в аналоговой форме 6.р;.;;.-руетс к с ломогцыэ блока дифференцировани , особенно чувствительного к помехам. Кроме ТОРГ, система имеет ограличенш.гс функциональные возможности ввиду того, что она формирует аналоговый сигнал и не может стыковатьс  с устройствами программного управлени  станком на базе ЭВМ, а также не обеспечивает измерени  абсолютных разг-серов в широком диапазоне , так как на страиваетс  лишь на один ди-аметр и поэтому позвол ет определить всего лп1чь текутцли припуск.,

Таким образом, известна  система характеризуетс  ограниченными функциональными возможност ми, следовательно, ее применение недостаточно эффективно..

I

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 изотражена функциональна  схема систем..;; на .2 - функциональна  схема блока определени  посто нной времени; на фиг. 3. - временна  диаграмма цикла измерени  скорости съема припуска; на фиг. 4 - временна  диаграмма цикла определени  посто нной времени.

Система содержит схему измерени  размера детали и формировани  команд на изменение режима отработки и на отвод шлифовального круга п,ли достижении предварительного и окончательного размеров, заданных в программ.: устройства программного управлени  (УНУ) . Схема включает мину 1 данных предварительного размера, им ну 2 данных окончательного размера, поступающих от УНУ, регистры 3 н , формирователь 5 команды на и мон«;-:ие ре-ч-.мл обработки, формирователь о к мандл на отьоц шлн- фС /..ого круга, .:.:1 г о два нхо- да, нзг-:ерите; .. глл голоьку 7 с первнч- iiw 11р о6рл с11--.что :ем 3, PTopjinHw t пре- оорлзовлте;п. 9 и I..IHV данных теку

5 0 5

о

,

0

0

|цего j n-iopa. При этом выход.| формирователей LJ и 6 команд поступают н УНУ, (:тил.Ч 01цее у;;р;: ил е.ние П)иг;одом подучи плнфовального круга. Регистры 3 и А обеспечивает хранение уста- пок предварительного и окончател -ного размероь, поступающих от УПУ. При этом через шииу 10 слгстема посто нно передает :еличп у текущего размера.

Кроме того, система содержит схему определени  скорости съема припуска, состо щую из генератора 11 временных интерналов, выход которого соединен через элемент И 12 н одновибратор 13 с входом записи регистра 14 опорной величины размера и непосредственно св зан с входом записи регистра 15 текущей величины размера и с входом сброса счетчика 16 временных интервалов . Выходы регистров 14 и 15 через шины данных соединены с входом вычита- тел  17, выход которого через ипглу данных соединен с вторым вхолом первого компаратора 18, первый нход которого через шину данных св зан с за- датчиком 19 порога. Выход аычптсте- л  17 также соединен с первым входом блока 20 делени , втором вход которого св зан с выходом счетчика 16 интервалов , а выход соединен с первым блоком 21 умножени , через ши;;у данных роединен с регистром 22 сксрости съема припуска. Вход записи последнего через шину данных соединен с выходом одновибратора 13, а выход - с УПУ.

Система автоматического контрол  также содержит блок 23 определени  посто нной времени, включающий второй 2А и третий 25 блоки умножени , второй компаратор 26, счетчик 27 тактов, первую 28 и вторую 29  чейки пам ти. Вход второго блока 24 умножени  соединен с регистром 22 скорости съема припуска и с первым входом второго компаратора 26. Вход данных первой  чейки 28 пам ти соединен со вторым блоком 24 умножени , а вход записи - с УПУ, а также с входом сброса счетчика 27 тактов, сметный вход которого соединен с генератором 11 временных интервалов. Выход нерпой  чейки 28 пам ти через шину данных соединен с нтормм компаратором- 26, выход которого соединен с входом записи второй  чейки 29 нам т;:, информационный вход которой соелннен со счетчиком 27 тактов. Выход второй  чейки 29 пам ти через шину данных соединен с третьим

317050

блоком 25 умножени , выходом св занным с УПУ.

Работа системы осуществл етс  сле- дуюгцим образом.

После ввода измерительной головки 7 по сигналу от устройства программного управлени  (в схеме св зь не показана ) на рабочую позицию сигналы от первичного измерительного преобразо- . вател  8 поступают к второму преобразователю 9, на выходе которого формируетс  код, пропорциональный величине текущего размера обрабатываемой детали . Этот код через тину текущего раз- jr мера подаетс  на первые входы формирователей 5 и 6 команд, на вторые входы которых поступают соответственно коды с регистров 3 и А. От У11У перед началом обработки задаютс  предвари- Q тельный и окончательный размеры дета- . ли, поступающее в виде кодов через шину 1 данных предварительного размера и шину 2 данных окончательного размера в регистры 3 и А, и запомина- 25 ютс  там до окончани  обработки. Линии записи в регистры 3 и 4 не показаны как несущественные. Формирователи 5 и 6 команд,  вл ющиес  по существу компараторами, посто нно срав- зо нивают заданные от УПУ уставки с ве личиной текущего размера, поступающей от вторичного преобразовател  9.

По мере обработки детали текущий размер мен етс  и сначала становитс  ,. равньм предварительному размеру, хран щемус  в регистре 3. При этом на выходе формировател  5 по вл етс  команда на изменение режима обработки, например , снижение величины подачи и до оборотов детали, .алее текущий размер становитс  равньм окончательному размеру . При этом на выходе формировател  6 по вл етс  команда на отвод шлифовального круга от детали. УПУ осуще-дз ствл ет отвод шлифовального круга от детали и завершает процесс ее обработки . При этом в процессе обработки в УПУ посто нно перелаетс  через шину 10 данных величина текущего размера,де- CQ тали.

Измерение скорости съема припуска происходит циклически. Временна  диаграмма , процесса измерени  представлена

на фиг. 3. В некоторый момент времени ,, С0 , который  вл етс  началом очередного измерительного цикла, от генера- . тора 11 на второй вход элемента И 12 поступает рабочий фронт тактового им49h

пульса. К этому моменту на пер тли вход элемента И 12 от парного компаратора 18 поступает разрешающий потенциал (1). Рабочий фронт тактового импульса , пройд  через элемент И 12, поступает на вход одновибратора 13, на ны- ходе которого формируетс  импульс, который поступает на вход записи регистра 14 опорной нелнчины (размера и записывает в нем значение d0 текущего размера на момент с0 . .- Этот же импульс сбрасывает счетчик 16 временных интервалов в О и- записывает величину скорости съема припуска от предыдущего цикла измерени  в регистре 21 скорости съема припуска .

Кроме того, тактовый импульс от генератора 11 временных интервалов непосредственно поступает на вход записи регистра 15 текущей величины размера . При этом регистр 15 запоминает значение текущего размера (в момент с0 это dQ). Вычитатель 17 выдает на выходную шину данных код О (1o-d0 0) и О поступает на второй вход первого компаратора 18, где сравниваетс  код нул  с некоторой заранее заданной величиной, хран щейс  в задат- чике 19 порога на период измерени  (способ записи величины порога в за- датчик 19 порога несущественный, поэтому не указан) и снимаетс  разрешающий потенциал на первом входе элемента И 12. Так как О меньше порога определени  скорости, то первый компаратор 18 выдает О, который  вл етс  запрещающим потенциалом дл  элемента Я 12. Таким образом, рабочий фронт следующего тактового импульса в момент сi через элемент И на вход одновибратора 13 не поступает. Регистр 14 будет хранить значение на весь цикл измерени  скорости съема припуска, а регистр 15 текущей величины размера записывает в момент t новое значение текущего размера d. Вычитатель производит вычитание d, и выдает значение прироста текущего размера за врем  ,-с0. При этом в счетчик 16 временник интервалов внонь поступает нмпульс и на выходе счетчика 16 по вл етс  код 1.

В момент времени t0 на вмходе вмчн- тател  17 имеетс  величина &dn dn-d0, а на выходе счетчиков 16 - колнчестно тактовых импульсов г0. Делитель 20 посто нно выполн ет операцию делени 

л

...()/n, а б.,ок 21 умно.чони  умножает этот результат на посто м ими кпэ Мнщп ент пропори. юнал,:юстп k, равный частоте , генератора 11 временных интервалов . Цикл изт-геренич скорости съема припуска завершаетс  п момент времени г(У1, когда ш ;:;чпка Лг1п оказываетс  большей, чем порог, хран. ршмс  в за- датчике 19. Тогда на ш.г-:оде первого компаратора 18 по вл етс  разрешающий сигнал и тактовый импульс, поступающий в момект сг„-Н , который  вл етс  моментом ЕО нового цикла измерени , осуществл ет запись, очередного ре- зультата измерени  из блока 21 умно- жеии  в регистр 2. скорости съема припуска . Эта величина S( ) k/n из регистра 22 поступает в УПУ. Одновременно с этим тактовый кмпульс ст+ обеспечивает запись нового значени  опорной величины размера в регистр 14 и сбрасывает счетчик 16 временных интервалов . В результате начинаетс  сле

дующий цикл измерени  скорости съема припуска.

Порог определени  скорости съема припуска, хран щийс  в задатчике 19 порога, подбираетс  в зависимости.от дискретности первичного преобразовател  8, реальных допусков при обработке детали и конкретного временного интервала генератора 11.

Регистр 22 скорости съема припуска отслеживает ее значение. Если фактическа  скорость съема припуска не . мен етс , то код на выходе регистра 22 также не мен етс , хот  измерительные циклы автоматически следуют друг ЗА другом. Информаци  о скорости съема припуска используетс  в качестве сигнала обратной св зи при адаптивном управлении процессом шлифовани .

Данна  схема определени  скорости

0

5

0

5

0

35

40

ной времени Тр переходного процесса съема припуска. Это производитс  на предварительном этапе цшгла обработки. По сигналу УПУ на привод подачи прекращаетс  поперечна  подача шлифопаль- ной бабки и дальнейший съом припуска происходит только за счет созданного нат га в системе СПИД, причем скорость съема экспоненциально уменьшаетс . Схема следит за уменьшением скорости съема припуска от значени  Я,., до значени  0,37 Sn следующим образом. С выхода регистра 22 скорости съела припуска значение Sn через шину данных поступает на вход второго блока 24 умножени  и на первый вход второго компаратора 26. Во втором блоке 24 умножени  это значение умножаетс  на посто нный коэффициент 0,37. Полученное значение через шину данных поступает в первую  чейку 28 пам ти, на второй вход которой поступает сигнал запуска от УПУ в момент прекращени  поперечной подачи шлифовальной бабки. В результате величина 0,37 Sn запоминаетс  в первой  чейке 28 пам ти на весь цикл определени  посто нной времени и поступает далее на второй вход второго компаратора 26.

Одновременно по сигналу запуска от УПУ счетчик 27 тактов начинает счет количества интервалов, поступающих к нему от генератора 11 временных интервалов. Код, соответствующий текущему количеству временных интервалов, поступает через шину данных на вход данных второй  чейки 29 пам ти, а в момент, когда текуща  скорость съема припуска становитс  равной ранее определенной величине 0,37 Sn, с выхода второго компаратора 26 вырабатываетс  сигнал дл  записи количества временных интервалов N ро вторую  чейку 29

сг.ема припуска лишена свойственных пам ти. Данное значение передаетс  че- вестиым аналоговым дифференцирующим рез шину данных в третий блок 25 умно-

схемам недостатков, к которым относ тс  чувствительность к помехам и значительное снк еине точности при малой величине Sh, и, таким образом, обеспечнваст повышение эффективности адаптивного управлени  с использованием информации о скорости съема припуска Кроме того, благодар  тому, что информаци  передастс  в числовом коде, позмохтно применение системы на станках , управл емых dT ЭВМ..

К .ок 23 определени  посто нной вре- nJtii ос.ущ - Г.твллст определение насто нжени  и умножаетс  в нем на величину тактового интервала Тг. По;гученное

значение ,  вл ющеес  посто нной времени, поступает в УПУ.

Информаци  о величине Тр совместно с информацией о величине S используетс  дл  адаптивного управлени  процессом шлифовани  и дл  автоматизированного определени  величины оптимального припуска, снимаемого на заключительном этапе цикла обработки. .Достоверность информации повышаетс  благодар  предлагаемой схеме, иредусматри .у1 вающей счет тактовых интервалов преме ни, поступающих от генератора 11.

Использование предлагаемой системы по сравнению с известной системой измерени  модели БВ-4261 позвол ет повысить производительность обработки на ЗП-50% на станках, управл емых от ЭВМ. Однонременно повышаетс  точность измерени  текущей величины абсотаотно- го размера обрабатываемой поверхности

Форму.л а изобретени 

1. Система автоматического контро- л  параметров процесса круглого шлифовани  на станке с программным управлением , включающа  измерительную го- ловку с первичным преобразователем и подключенным к нему вторичным преобра зователем, выход которого св зан с устройством программного управлени , а также с формировател ми команд на изменение режима обработки и на отвод шлифовального круга, св занными с уст . ройством программного управлени , отличающа с  тем, -что, с целью расширени  функциональных возможностей она дополнительно - снабжена генератором временных интер- валов, элементом И, одновибратором, регистром опорной величины размера, регистром текущей величины размера, счетчиком временных интервалов, вычи- тателем, задатчиком порога, компара- тором, блоком делени , блоком умножени  и регистром скорости съема припуска , причем элемент И первым входом св зан с выходом генератора временных интервалов, вторым входом - с выходом компаратора, а выходом - с входом од- новибраторз, к выходу которого подсоединены вход записи регистра опорной величины размера и вход сброса счет- чика временных интервалов, регистр опорной величины размера входом данны соединен-с вторичным преобразователем а выходом посредством шины данных - с первым входом вычнтател , второй вход которого через шину данных св зан с

49

10

регистром текущей величины размера, вход данных которого соединен с пто- ричным преобразователем, а вход записи - с генератором временных интервалов , выход последнего подключен также к счетному входу счетчика временных интервалов, выходом шину данных подключенного к второму входу блока делени , первым входом соединенного посредством шины данных с вычитателем через шину данных св занного с вторым входом компаратора, первый вход которого через шину данных подключен к за датчику порога, выход блока делени  посредством шины данных подключен к входу блока умножени , информационный выход блока умножени  подключен к входу данных регистра скорости съема припуска , входом записи соединенного с одновибратором, а выходом посредством шины данных - с устройством программного управлени .

Claims (2)

1

2. Система поп, 1, отличающа с  тем, что в нее дополнительно введен блок определени  посто нной времени, содержащий второй и третий блоки умножени , второй компаратор, счетчик тактов, первую и вторую  чейки пам ти, причем вход второго блока умножени  соединен с регистром скорости съема припуска и с первым входом eVoporo компаратора, вход данных первой  чейки пам ти соединен с вторым- блоком умножени , а вход записи - с устройством программного управлени , а также с входом сброса счетчика тактов , счетный вход которого соединен с генератором временных интервалов, выход первой  чейки пам ти через шину данных соединен с вторым компаратором , выход которого соединен с входом записи второй  чейки пам ти, информационный вход которого соединен со счетчиком тактов, выход второй  чейки пам ти через шину данчых соединен с третьим блоком умножени , выходом св занным с устройством программного управлени .

Г

2 зпф

шгю.-ы «

L

fiUFix

вг

&-

L

/ впф

I

ог

70

|

г/

У

б/

О

 

 

9

зпф

шгю.-ы « в утмм we

fc.V V %fiKM

п

fiUfi О

ъ-4

|

№

С/

/

//

г

rU,

lЈ

га

Г1±Г

ши| г

fiufi шо

6vo,on

Выход

6btxodJ5 Выход 16

Ьыход17

Ьыход 18

do-do di-do L ffo

- w p MMMiMMwV va iHHK«n « v - н в шн нга г РШШВНЯВ Н Р В

Зстрещающш сигнал Разрешающий сигнал

-пII--s

dHobue- d HDboe.

d пороговое, Ьыход 9 -Х

. -ч

ЬыхоЗ 20 --у-р-у- ФВыхад SI

Ьыход22 Sn предыдуща 

Текущий цик/t измерени  фиг.З

dHobue- d HDboe.

im . т А

О

DC

т к

О

«5гГ

НоЪый цикл измерени 

ЬыхпбН

и.-|- TI irjjri IMF

Тг b is М

JTJTJTJTT

5ь/хоЗ 4

Цик/l .(Ј3M&J3GHU&

посто нной ЬремЈНиТр

Фиг. ft-.

tw

ииггигл