SU931377A1 - Устройство дл управлени позиционированием шпиндел станка - Google Patents

Description

.

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано на различных станках с вращающимс  инструментальным шпинделем.

Известно устройство дл  позиционировани  шпиндел  в заданном угловом положении, содержащее тахогенератор, датчик углового положени  шпиндел , блок формировани  сигнала доворота с задатчикоМ, тормоз и привод шпиндел , исполнительные элементы и блок управлени  со счетчиком импульсов Щ.

Недостатком такого устройства  вл етс  неточность позиционировани  за счет применени  контактных элементов .

Цель изобретени  - повышение точности позиционировани  и надежности работы.,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что блок формировани  сигнала доворота снабжен нуль-органом, инвертирующим и неинвертирующим компараторами , а блок управлени  - трем  элементами И и трем  триггерами, причем вход нуль-органа и первые входы компараторов подсоединены к выходу тахогенератора , а на вторые подаютс  напр жени  с задатчика, выход датчика углового положени  шпиндел  подключен к первому входу первого элемента И, выходы первого и второго компараторов подключены к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы элементов И подключены к выходу первого триггера, выход нульоргана подключен ко второму входу счетчика импульсов и первым ВХОДАМ первого и второго триггеров, выход Нервого элемента И соединен со вторым входом второго триггера, выход счетчика импульсов соединен со вторыми входами первого и третьего триггеров , выход третьего триггера через исполнительный элемент соединен с приводом 1ипиндел , а второго - с тормозом, первый, третий и четвертый входы третьего триггера соединены соответственно с выходами третьего элемента И, второго элемента И, второго триггера. На фиг. I показана функциональна  блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - датчик углового положени  шпиндел , продольный раз . рез} на фиг. 3 - разрез А-Л на фиг. 2. Устройство содержит тахогенератор 1 и датчик 2 углового поло) шпиндел , кинематически св занные со шпинделем станка, блок 3 выбора ражима доворота, в который входит нуль-орган , неинвертирующий ком-паратор 5 и инвертирующий компаратор 6, и задатчик 7 напр жени  срабатывани , блок 8 управлени , в кото рый входит счетчик 9 импульсов, первый элемент И 10, второй элемент И 11, третий элемент И 12, первый триггер 13, второй триггер lA и третий триггер 15, исполнительный элемент 1б, исполнительный элемент 17, привод 18 шпиндел  и тормоз 19 шпиндел . .Датчик 2 углового положени  шпиндел  состоит из переставного командн го диска 20 со сквозной щелью и штор ками 21, обеспечивающими регулировку ширины щели и ее углового-Положени , закрепленного с помощью гаек 22 на оправке 23, ввинченной в резьбовой конец инструментального шпиндел  2 и закрепленной гайкой 25 а та же осветител  26 и фотоэлемента 27, причем цель командного диска 20, осветитель 2б и фотоэлемент 27 строго ориентированы относительно углового положени  позиционировани  инструментального шпиндел  . Устройство работает следующим обра ом . В исходном состо нии счетчик 9 импульсов, дриггеры 13, I и 15 блока 8 управлени  наход тс  в нулевом состо нии и сигнал сброса, сформированный триггером 1 А, сн т со входа триггера 15, чем разрешает его работу . С приходом на вход 28 блока 8 управлени  сигнала начала обработки триггер 15, выход которого  вл етс  одновременно первым выходом бло ка В управлени , устанавливаетс  в единичное состо ние, включа  через электронное усилительное звено (не показано) и исполнительный элемент 16, например тиристорный пускатель, электродвигатель привода 18 шпиндеЛЯ , который начинает цикл рабочего вращени  инструментального шпиндел  станка. При этом на выходе тахогенератора 1; кинематически св занного со шпинделем станка, возникает напр жение , отличное от нул , которое, увеличива сь, последовательно достигает .значений напр х(ений срабатывани  Uj неинвертирующего компаратора 5 и 1) инвертирующего компаратора 6 и, поступа  на вход блока 3 выбора работы привода шпиндел  при довороте, устанавливает инверг тирующий компаратор 6 в нулевое состо ние , а неинвертирующий компаратор 5 и нуль-орган k - в единичное состо ние, разреша  работу счетчику 9 импульсов и триггерам 13 и 1. В процессе обработки детали датчик 2 углового положени  шпиндел  вырабатывает информационные импульсы , число которых пр мо пропорционально числу оборотов инструментального шпиндел , поступающие на счетчик 9 импульсов, который записывает их и при совершении шпинделем станка заданного коли-чества оборотов формирует сигнал окончани  цикла обработки , устанавлива  одновременно триггер 15 в нулевое состо ние, тем самым отключа  через исполнительный элемент 16 привод 18 шпиндел , а триггер 13 - в единичное состо ние, разреша  работу элементов И 10, 11 и 12 и осуществление доворота инструментального шпиндел  2k. В результате инерционного выбега инструментального шпиндел , после отключение привода 18 шпиндел , совершавшего цикл рабочего вращени , напр жение на выходе тахогенератора 1, уменьша сь , достигает значени  напр жений ,срабатывани  Ц и U2, устанавлива  . инвертирующий компаратор 6 в единичное состо ние и неинвертирующий компаратор 5 в нулевое. При этом элемент И 12 не измен ет предыдущего состо ни  триггера 15, в то врем  как изменение единичного состо ни  на выходе элемента И 11 на нулевое состо ние приводит к установке триггера 15 в единичное состо ние и включению через исполнительный элемент 16 привода 18 шпиндел , который начинает цикл доворота инструментального шпиндел  станка. Поскольку работа привода 18 шпиндел  вь1зывает увеличение напр жени  на выходе тахогенератора 1 . то при 59 последовательном достижении им значений напр жений срабатывани  U/ и U2 неинвертирующий компаратор 5 устанавливаетс  в единичное состо ние , а инвертирующий компаратор 6 в нулевое. При Зтом элемент И 11 не измен ет предыдущего состо ни  триггера 15, а изменение единичного состо ни  на выходе -элемента И 12 на нулевое состо ние приводит к установке триггера 15 в нулевое состо ние и отключению через исполнительны элемент 16 привода 18 шпиндел . В результате инерционного выбега инст|рументального шпиндел  2Д после отключени  привода 18 шпиндел , совершающего доворот, напр жение на выходе тахогенератора 1, уменьша сь, достигает значений напр жений срабатывани  и;( и U2, устанавлива  в единичное состо ние через неинвертирующий компаратор 5 и элемент И 11 триг гер 15, который через исполнительный элемент 1б вновь включает привод 18 шпиндел . Таким образом осуществл етс  цикл доворота инструментального шпиндел  станка до совершени  им одного полного оборота после окончани  обработки детали. В момент подхода инстру ментального шпиндел  к положению позиционировани  датчик 2 углового положени  шпиндел  формирует информационный импульс, соответствующий.обо-35

роту инструментального шпиндел  при его довороте, который устанавливает элемент И 10 в единичное состо ние, подготавлива  триггер It к .срабатыванию . При достижении инструментальным шпинделем заданного углового положени  позиционировани  на выходе датчика 2 углового положени  шпиндел  формируетс  спад информационного импульса, что приводит к изменению единичного состо ни  на выходе элемента И 10 на нулевое и установке в единичное состо ние триггера Н, который одновременно через электронное усилительное звено (не показано) и исполнительный элемент 17, например тиристорный ключ, включает тормоз 19 шпиндел , выполненный, например, в виде быстродействующей электромагнитной тормозной муфты, установленной на одном из валов привода шпиндел , и подает сигнал сброса на вход триггера 15, устанавлива  его в нулевое состо ние и запреща  его работу.

Claims (1)

1. ватьс  с помощью установленных поворотно в прорези командного диска 20 и шторок 21, образующих щель требуемой ширины, строго ориентированную совместно с осветителем 26 и фотоэлементом 27 относительно углового положени  позиционировани  -инструментального шпиндел  2й. Частота, с которой коммутируетс  двигатель привода шпиндел  18 и скорость его вращени  при довороте определ ютс  регулируемыми значени ми напр жений срабатывани  Uj инвертирующего компаратора 6 и U неинвертирующего компаратора 5, которые задаютс  из услови  максимально допустимого числа включений в единицу времени дл  электродвигател  привода 18 шпиндел  и исполнительного элемента 16, и момента,развиваемого тормозом 19 шпиндел , достаточного дл  фиксированного позиционировани  инструментального шпиндел  2 при выбранной дл  доворота скорости вращени  привода 18 шпиндел . 77 Таким образом, происходит про- цесс торможени  и остановка инструментального шпиндел  в заданном угловом положении позиционировани . При этом напр жение на выходе тахогенератора 1, уменьша сь, достигает нулевого уровн  и нуль-орган , устанавлива сь в нулевое состо ние, приводит счетчик 9 импульсов и триггеры 13 и 14 в исходное состо ние и запрещает их работу . Одновременно сигнал сброса, сформированный триггером I, снимаетс  со входа триггера 15, тем самым разреша  новый цикл работы устройства . . Информационные импульсы, необходимые дл - работы устройства, вырабатываютс  датчиком 2 углового положени шпиндел  в функции числа оборотов шпиндел  и его углового положени  при вращении оправки 23, жестко закрепленной в резьбовом конце инструментального шпиндел  2А, на который установлен переставной командный диск 20, ckвoзнa  щель которого проходит между располо ; енными на одной пр мой осветителем 2б и фотоэлементом 27, включенным во входную цепь формировател , например триггера Шмитта. Причем длительность этих импульсов , необходима  дл  устойчивого срабатывани  электронных элементов устройства, и угловое положение сквозной щели могут легко регулироТаким образом, использование пред лагаемого, устройства позвол ет повысить точность углового позиционировани  инструментального шпиндел  и стабилизировать надежность его работ за счет автоматического управлени  работой станка и доворотом его инструментального шпиндел . Возможность повышени  точности и надежности углового позиционировани  инструментального шпиндел  обусловливает эффективность использовани  зубофрезерных станков, работающих резцовыми головками, например одноВИТКО8ЫМИ , и оснащенных предлагаемым устройством дл  управлени  позиционированием шпиндел  станка. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  позицио нированием шпиндел  станка, содержащее тахогенератор, датчик углового положени  шпиндел , блок формировани  сигнала доворота с задатчиком, тормоз и привод шпиндел , исполнительные элементы и блок управлени  со счетчиком импульсов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности позиционировани  и надежности работы, блок формировани  сигнала доворота снабжен нульорганом , инвертирующим и неинвертиру щим компараторами, а блок управлени  - трем  элементами И и трем  триггерами,причем вход нуль-органа и первые входы компараторов подсоединены к выходу тахогенёратора, а на вторые подаютс  напр жени  с задатчика , выход датчика углового положени  шпиндел  подключен к первому входу первого элемента И, выходы первого и второго компараторов подключены к первым входам второго и третьего элементов И,вторые входы элементов И подключены к выходу первого триггера, выход нуль-органа подключен к второму входу счетчика импульсов и первым входам первого и второго триггеров, выход первого элемента И соединен с вторым входом второго триггера, выход счетчика импульсов соединен с вторыми входами первого и третьего триггеров, выход третьего триггера через исполнительный элемент соединен с приводом шпиндел , а второго - с тормозом,первый, третий и четвертый входы третьего триггера соединены соответственно с выходами третьего элемента И, второго элемента И, второго триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по за вке № 29889 0,кл. В 23 О 5/20, 1980.

   u

   фиг.I

   /I - f(