SU822772A3 - Устройство дл регулировани синхронногоХОдА зубООбРАбАТыВАющЕгО CTAHKA - Google Patents

Description

,1 Изобретение относитс  к программному управлению станками и предназначено дл  регулировани  синхронного хода з оообрабатывающего станка,работающего по способу винтового обката и снабженного отдельными приводами дл  инструмента и издели . В зубошлифовальных станках, работающих по способу винтового обката, шлифовальный круг, например абразивный черв к,и. изделие должны двигатьс  относительно друг друга при высоких числах оборотов с большой точностью в опроделенном. передаточном отношении. . Известно устройство регулировани  синхронного хода станка, содержащее импульсные датчики, блок сравнени  , аналого-цифровой преоСразователь и исполнительный механизм. В этом устройстве в зависимости от размера и направлени  полученной регулируемой величины одно из движений можно дополнительно регулирЬват до тех пор, пока не достигнуто полное согласование последовательностей импульсов ClJ. Недостатком данного устройства  в л етс  мала  точность регулировани . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  управлени  станком дл  изготовлени  зубчатых нарезок по принципу обката, содержащее угловой шаговый датчик привода инструмента, подключенный через : множитель ко входу делител , ко вторым входам которых подключены цифровые задатчики, блок сравнени , угловой шаговый датчик привода издели  и цифроаналоговый преобразователь 2}. Однако устройство имеет сравнительно низкую точность из-за того, что блок сравнени  импульсных последовательностей , приход щих от угловых шаговых датчиков, генерированных в зависимости от числа оборотов, измер ет опережение или запаздывание импульсов обеих последовательностей импульсов в зависимости от числа оборотов инструмента, так как при известном сравнении осуществл етс  сбор фаз, зависимый от времени. Если углова  скорость инст|)умента  вл етс  непосто нной, то фазовый сигнал при этом известном сравнении  вл етс  неправильным.. Поэтому данное -устройство не имеет достаточной точности

л  управлени  изготовлением особо точных зубчатых колес.

Цель изобретени  - повышение точкости устройства.

« /г

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  регулировани  синхронного хода зубообрабатываюцего станка, содержащем по одному созающему последовательность импульсов угловому шаговому дат-чику дл  привода инструмента и дл  привода издели , причем угловой ша овый датчик привоа инструмента подключен через регулируемый умнохситель и делитель, а угловой шаговый датчик привода издели  - непосредственно к блоку сравнени  фаз импульсов обоих датчиков, и первый цифроаналоговый преобразователь , делитель имеет два выхода, первый из которых  вл етс  выходом переполнени , а второй - счетньдм выходом , при этом к выходу блока сравнени  фаз подключен первый элемент И, управл ющий вход которого подключен к выкоду углового шагового датчика. привода издели , а к второму выходу делител  подключен второй элемент И, управл ющий вход которого подключен к выходу углового шагового датчика привода издели , причем выход каждого элемента И соединен с входом соответствующего цифроаналогового преобразовател , а выходы обоих цифроаналоговых преобразователей соединены с первым сумматором, причем предусмотрены два источника опорного сигнала , первый из которых подключен к первому цифроаналоговому преобразователю , соответствующему блоку сравнени  фаз, а второй - к второму цифроаналоговому преобразователю, соответствующему делителю,и тем, что источник опорного сигнала дл  второго цифроанзлогового преобразовател , содержит третий цифроаналоговый преобразователь, один вход которого подключен к цифровому задаТчику , а второй вход - к источнику посто нного опорного тока, а также тем, что к первому выходу блока .сравнени  фаз подключен бинарный делитель , вход сброса которого подключен к выходу углового шагового датчика привода издели , а выход - с входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управл ющим входам элементов И, и тем, что дл  компенсации систематической ошибки углового шагового датчика привода издели  предусмотрено долговременное запоминающее устройство, выход которого подключен через четвертый цифроаналоговый преобразователь к второму cyNttiaTopy, причем долговременное запоминающее устройство соединено дл  адресации со счетчиком, счетный вход которого соединен с выходом углового шагового датчика привода издели .

выход которого соединен с управл ющим входом счетчика.

Предложенное устройство позвол ет достигнуть с небольшим количеством электронных коммутационных средств, например счетчиков, запоминающих устройств и цифроаналоговых преобразователей , сравнени  фаз и получени  регулирующего сигнала дл  регулировани  привода издели ,разрешающа  способность которого определ етс  импульсами углового шагового датчика привода инструмента и не зав-исит от числа оборотов привода шлифовального круга.

На чертеже изображена блок-схема устройства.,

Устройство содержит приводимый в движение электродвигателем (не показан ) ш/сифовальный круг (инструмент) 1, например абразивный черв к дл  шлифовани  боковых сторон зубьев издели  2, также приводимого в движение отдельным электродвигателем. Как шлифовальный круг 1, так и изделие 2 соединены жестко каждый с Одним угловым шаговым датчиком 3 или 4 Оба угловых шаговых датчика отдают импульс дл  определенного углово.го изменени  вращающегос  шлифовальног круга 1 или вращающегос  издели  2. Таким образом, определенный заданный уголповорота шлифовального круга изображен соответствующим числом импульсов на выходе 5 уг лового шагового датчика 3, а относ щийс  к нему действительный угол поворота издели  - соответствующим числом импульсов на выходе 6 углового шагового датчика 4. К выходу 5 углового шагового датчика 3 подключен умножитель 7 числа импульсов, фактор g которого можно регулировать в соответствии с числом ходов g шлифовального круга 1 причем принадлежащий к нему установочный орган обозначен цифрой 8. Таким образом, на импульс углового шагового датчика 3 умножитель 7 числа импульсов отдает на своем выходе 9 число g импульсов. К выходу 9 умножители 7 числа импульсов подключен делитель, емкость Z которого можно регулировать в соответствии с числом зубьев. Z.издели  2, причем.дл  установки емкости счетчика предусмотрен установочный орган 11. Делитель 10 подсчитывает приход щие импульсы. Если результ.зт счета достигнет установленной емкости Z счетчика, то делитель 10 отдает на своем первом выходе 12 импульс. Одновременно делитель 10 возвращаетс  в исходное положение , т.е. доводитс  до нул , и начинает оп ть подсчитывать приход й ие импульсы. На втором выходе 13 делител  10 по вл етс  соответствующий измен емый результат счета К первому выходу 12 делител  10 подключен первый вход блока 14 сравнени ,обоэначенный знаком плюс ( + ). Второй вход блока 14 сравнени , обозначенный зн ком минус (-), подключён к выходу 6 углового шагового датчика 4 издели  2, Блок 14 сравнени  образует-в циф ровой форме разность числа входных импульсов. Содержание блока 14 срав нени  по вл етс  при этом на его выходе 15. Кроме того, устройство содержит средства дл  запоминани  содержаний блока 14 сравнени  и делител  10 по интервалам. Дл  этого к выходу 15 блока 14 подключен через провод 16 первый элемент И 17, а к выходу 13 делител  10 - второй элемент И 18. Выходы элементов И 17 и 18 соединен каждый с входом, соответствующего бл ка 19 и 20 пам ти. Элементы И 17 и 18 управл ютс  через общий провод 2 управлени , подключенный к выходу элемента ИЛИ 22, вход 23 элемента ИЛИ 22 соединен с выходом 6 углового шагового датчика 4издели  2/ в то врем  как управл ющий вход 24 элемента ИЛИ 22 подключен к выходу бинарного делител  25. Импульсный вход 26 бинарного делител  25 соединен с выходом 12 делител  10, а гас щий вход 27 - также с выходом 6 углового шагового датчика 4 издели  2. К каждому из выходов 28 и 29 обоих блоков 19 и 20 пам ти подключен цифроаналоговый преобразователь 30 и 31. Дл  преобразовани  подаетс  к преобразователю 30 первый опорный ток Jref , а к преобразователю 31 второй опорный ток Href Второй опорный ток .отбираетс  из третьего цифроаналогового преобразовател  32, к которому подаютс  цифровой сигнал, соответствующий. установленному числу зубьев Z издели а также третий опорный ток 3refg Таким образом, третий цифроаналоговый преобразователь 32 соединен чер провод 33 с установочным органом 11 дл  числа зубьев. Цифроаналоговый преобразователь 32 выполнен таким образом, что его исходный ток, т.е. опорный ток пропорционален об ратной величине установленного числ зубьев.Первый цифроаналоговый преобразо тель 30 отдает на своем выходе ток Зц, а второй цифроайалоговый преобразователь 31 отдает на своем выходе ток Здв . Оба тока Зв и Здв подаю с  в первый сумматор 34, который со своей стороны отдает исходный ток Зд служащий в качестве регулирующего сигнала дл  регулировани  привода издели  2. Регул тор 35 подключен выходом к одному из входов второго сумматора 36,выход которого через усилитель 37 подключен к приводу издели . Устройство также содержит блок 38 пам ти, четвертый цифроаналоговый преобразователь 39 и счетчи 40, один из входов которого подключен через провод 41 к выходу датчика 4. Устройство работает следующим образом. Дл  процесса обработки при шлифовании боковых сторон зубьев по методу обката необходимо, чтобы угол поворота инструмента, в данном случае абразивного черв ка, относилс  к углу поворота издели  как число зубьев издели  к числу ходов черв ка. Таким образом, регулирование числа оборотов привода издели  должно обеспечивать разность обоих упом нутых отношений, равную нулю. Если угол поворота инструмента 1 обозначен буквами ЧзоВб угЬл поворота издели  2 буквами 4,g в определенный момент t, и если, как указано выше, число зубьев издели  равн етс  Z, а число ходов инструмента д, то регулирование числа оборотов привода издели  должно иметь св зь soee-j - iei: О а именно при помощи аналогового регулирующего сигнала, который формируетс  из цифровых сигналов датчиков 3 и 4.При угловом изменении инструмента 1 на а предназначенный дл  него датчик 3 создает импульс Mg. Таким образом, угол поворота издели  2 во временном интервале между временами О и t составл ет Mg. Если число импульсов, созданных датчиком 3 за оборот инструмента 1, обозначено буквами.Ng, то он составл ет sСоответственно этому импульс, созданный датчиком 4 издели  2, обозначен буквами М, а число импульсов, созданных датчиком 4 за оборот издели  2, обозначено буквами N. Затем угол поворота издели  2 составл ет . . -SM., в цел х получени  необходимого передаточного отношени  Z/g между числом оборотов инструмента 1 и числом оборотов издели  2 число импульсов датчика 3 умножаетс  в умножителе 7 числа импульсов числом g и делитс  в делителе 10 числом Z. Таким образом, блок 14 сравнени  содержит в мрмент t в цифровой форме разность числа исходных импульсов делител  10 и датчика 4г т.е. разность Г.М ч Z. V T- %-i V 9oee-t--2jr-V Число импульсов датчика 3, попадающее после получени  передаточного отношени  Z/g за единицу времени в блок 14 сравнени , должно теоретически соответствовать числу импульсов датчика 4, попадающему за одина ковую единицу времени в блок 14 сра нени . Это происходит автоматически в случае/ если число Ng импульсов за оборот инструмента 1 равн етс  числу Мц; импульсов за оборот издели 2, т.е. в случае, если оба датчика равн ютс  друг другу.-Если это числ импульсов обозначено буквой -N , то содержание блока 14 сравнени  соста л ет |зг (soee- ) Напротив, если датчики 3 и 4 не равн ютс  друг другу, а отдают за оборот различные числа импульсов, то числа оборотов или числа импуль датчиков 3 и 4 должно довести при помощи встроенного увеличивающего или уменьшающего пересчетного устройства до соотношени  1. 5 . . . Однако это условие можно соблюдать и при помощи увеличивающего или уменьшающего пересчетного устройства , встроенного в умножителе числа импульсов или в делитель 10, или путем соответственного учета п1Ьи вводе g или Z в установочных органах 8 или И. Однако разрешающа  способность .угловой разности 4gpgg- в э иЗ:Вестной форме не  вл етс  достат ной дл  достижени  желаемой точнос ти синхронного хода. Напротив, при этом следует учесть и положение по фазе обоих импульсных сигналов, что осуществл етс  следующим образом. Содержание делител  10, который делит умноженные на число ходов g шлифовального круга 1 имЬпульсы шли фовального круга на число зубьев Z считываетс  каждый раз в момент, в который датчик 4 создает импульс из дели , и запоминаетс . Одновременно считываетс  и запоминаетс  и содержание блока 14 сравнени . Через элемент ,ИЛИ 22, в момент получени  импульса издели  подаетс  управл ющий импульс к элементам И 17 и 18, которые в эти моменты передают содержание блока 14 сравнени  и делител  10, к блокам 19 и 20 пам ти. Таким образом, блок 19 содержит в эти моменты баланс А А fjCfsoee- f )v блок 20 - подбаланс В, соответствующий положению по фазе И--А и М в форме В . f- (c/soee - f ,st. ) Содержание блока 19 подаетс  к цифроаналоговому преобразователю 3 который создает исходный ток 5§/ пр порциональный балансу А и опорному току Зр A-3r€f К , причем К  вл етс  соответствующей посто нной преобразовател . Содержание блока 20 подаетс  соответственно к цифроаналоговому преобразователю. 31, который создает исходный ток sg , пропорциональный подбалансу В и опорному току drefa 3se D-3ref К.2./ причем К  вл етс  соответствующей посто нной преобразовател . В то врем , как опорный ток 3refi вл етс  посто нным, образуетс  опорг ный ток ref-2. ПР помощи цифроаналогового преобразовател  32 из установленного числа зубьев Z - v-e-Eo. z - refj 3 причем К,,  вл етс  посто нной цифроаналогового преобразовател  32 и опорный ток 3refj имеет оп ть .посто нную величину. В особенности можно предполагать, что t о так что ч р А-ЗрК и Б-ЗО- 2| . Токи-цифроаналоговых преобразова телей 30 и 31 суммируютс  в сумма- торе 34, так что получаетс  исходный ток Зд со следующей величиной -4 SB oVBIo-f Io( Щ. Чтобы -ток Лдр составл л  ействи .вительно меру положени  по фазе импульсов шлифовального круга и издели , необходимо Действовать на случай , если в блоке сравнени  14 имеетс  один, импульс, а в делителе 10 Z импульсов, т.е. дл  А I и В Z; т.е. Зв SBИз этого следует условие .дл  посто нных преобразователей и Таким образом, исходный ток 3 пропорционален угловой разности между инструментом 1 и изделием 2. Однако при этОм  вл етс  очень выгодным то, что разрешающа  способность этого исходного тока соответствует разрешающей способности датчика 3, т.е. минимaль oe измеримое изменение определ етс  ИМПУЛЬСОМ датчика 3. Другими словами, разрешающа  способность исходного тока д соответствует разрешающей способности датчика 4, умноженной на число зубьев Z. В противоположность этому в известном станке фактор Z - число зубьев, дл  разрешающей способности не имеетс . Как описано выше, передаточный сигнал, подаваемый через провод 21 к элементам И 17 и 18 и-вызывающий запоминание содержаний блока 14 сравнени  и делител  10 в блоках 19 или 20, создаетс  обычно импульсом издели , т.е. импульсом датчика 4. Однако

;если оси шлифовального круга и издели  наход тс  почти в состо нии поко , то возможно, что в блок 14 сравнени  попадает несколько импульг сов. шлифовального круга на один импульс издели . В этом случае не имеет смысла говорить о положении по фазе , а передаточные сигналы целесообразно создать импульсами шлиф5- вального круга. Предусмотренна  дл  этого решающа  цепь включает бинарный делитель 25, к входу 26 которого подаютс  выходные импульсы делител  10. При третьем попадающем на вход 26 импульсе бинарный делитель 25 отдает чмпульс элементу ИЛИ 22, вследствие чего получаетс  передаточный импульс, подаваемый через провод 21 к элементам И 17 и 18. Однако, если перед третьим попадающим на вход 26 импульсом прибывает импульс датчика 4, то бинарный делитель 25 возвращаетс  этим попадаюищм на его гас щий вход 27 импульсом в исходное положение. Чтобы при пуске зубошлифовального станка в ход не возникли проблемы в св зи с направлением вращени , учитываютс  направлени  .вращени  осей шлифовального круга и издели  созданием исходного тока Зд Умножитель 7 числа импульсов, делитель 10 и.блок 14 сравнени  включают оба направлени  вращени  тем, что упом нутые блоки выполнены в виде реверсивных счетчиков. Блок 14 сравнени  подсчитывает пр мые импульсы датчика 3 положительно, обратные импульсы датчика 3 отрицательно, пр мые импульсы датчика 4 отрицательно и обратные импульсы датчика 4 положительно; При дальнейшей обработке сигналов учитываетс  знак автоматически . Таким образом, регулирование привода издели  может заставить изделие следить в обоих.направлени х вращени  за шлифовальным кругом. Так как точность, достигаема  в устройстве ,  вл етс  очень большой, то .на нее начинают вли ть систематические погрешности обрабатывающего станка, в особенности со стороны издели . Такие -систематические погрешнрсти измерены прежде всего в св зи с угловым шаговым датчиком привода издели , так как последовательность импульсов , созданна  угловым шаговым датчиком издели  дл  полного оборота издели , не соответствует полностью принадлех щим инкрементам угла поворота, а проходит за оборот издели  по измеримой лривой погрешности, обусловленной погрешностью системы.

В устройстве предусмотрены средства дл  коррекции таких систематических погрешностей электронным тутем.

Как указано выше, определенный .действительный угол поворота издели 

создает на выходе 6 датчика 4 соответствующее число импульсов, подаваемых к регул тору 35. Кроме того, к регул тору 35 поступают через соответствующие заданному углу поворота инструмента, т.е: выходные импульсы датчика 3. Регул тор 35 создает .аналоговый .регулирующий сигнал Зд , который регулирует после подход щего усилени  в усилителе 37 привод

Q издели  2. В сумматоре 36 прибавл ют к регулирующему сигналу корректирующий сигнал, который учитывает систематическую погрешность датчика 4, т.е. отклонение от совпадени  созданного датчиком 4 импульса

5 с определенным посто нным инкрементом угла поворота. Дл  в блоке 38 Пс1м ти запоминаетс  в цифровой форме крива  коррекции, котора  была введена в .блок 38 на основании изме0 ранных за оборот издели  отклонений импульсов датчика 4 от их теоретического по влени , пропорционального угловому повороту. Запомненные значени  коррекции считываютс  после

5 преобразовани  в цифроаналоговом преобразователе 39 к регулирующему сигналу И в сумматоре 36. В цел х адресации запоминающего устройства 38 последнее подключено к счетчику 40,

Q к счетному входу которого поступают . импульсы датчика 4, причем его индексаци , в особенности возврат в исходное положение, осуществл етс  также при помощи датчика 4 через провода 41.

r Предложенное устройство позвол ет существенно повысить точность обработки изделий на зубообрабатывающем станке.

Claims (4)

1. Устройство дл  регулировани  синхронного хода зубообрабатывающего станка, содержащее по одному создающему последовательность импульсов угловому шаговому датчику дл  привода инструмента и дл  привода издели , причем угловой шаговый датчик привода инструмента подключен через регулируемый умножитель и подключенный к

нему делитель, а угловой шаговый датчик привода издели  - непосредственно к блоку сравнени  фаз импульсов обоих датчиков, и цифроаналоговый преобразователь , отличающеес 

тем, что, с целью повышени  точности , делитель имеет два выхода, первый из которЕлх  вл етс , выходом переполнени , а второй  вл етс  счетным выходом, при этом к выходу блока

сравнени  фаз подключен первый элемент И, управл ющий зход которого подключен к выходу углового шагового датчика привода издели , а к второму выходу делител  подключен второй элемент И, управл ющий вход которого

подключен к выходу углонрго шагового датчика привода издели , причем выхо каждого элемента И соединен с входом соответствующего цифроаналогового . преобразовател , а выходы обоих цифроаналоговых преобразователей соединены с первым сумматором, причем предусмотрены два источника опорного сигнала, первый из которых подключен к первому цифроаналоговому преобразователю , соответствующему блоку сравнени  фаз, а,второй - к второму.цифроаналоговому преобразователю, соответствующему делителю.

2.Устройство по П.1, о т л и чающеес  тем, что второй источник опорного сигнала дл  второго циф юаналогового преобразовател  содержит третий цифроаналоговьЗй преобразователь, один вход которого подключен к цифровому задатчику,

а второй - к источнику посто нного опорного тока.

3.Устройство ро П.1, отличающеес  тем, что к первому выходу блока сравнени  фаз подключен бинарный делитель, вход сброса

которого подключен к выходу углового шагового датчика привода издели , а выход - с одним входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управл ющим входам элементов И.

4. Устройство по П.1, о т л и чающеес  тем, что дл  компенсации систематической ошибки углового шагового датчика привода издели  предусмотрено долговременное запоминающее устройство, выход которого подключен через четвертый цифроаналоговый преобразователь к второму сумматору дл  регулирующего и корректирующего сигналов, причем долговременное запоминающее устройство соединено дл  адресации со счетчиком , счетный вход которого соедине с выходом углового шагового датчика привода издели ,выход которого соединено управл ющим входом счетчика.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 890420,

кл. В 23 F 5/00, опублик. 1963.

2.Патент ФРГ № 2444975; кл. В 23 F 5/00, опублик. 1975 (прототип).

Ы:

.:.

|