SU938263A1 - Устройство управлени кинематическим дроблением стружки на токарных станках - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИМ ДРОБЛЕНИЕМ СТРУЖКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ

1

Изобретение относитс  к обработке деталей на токарных станках с ЧПУ и может быть использовано как во вновь про- ектируемых системах .числового программного управлени , так и гфи модернизации уже существующий систем.

Известно устройство дл  кинематического дроблени  стружки, используемое на токарных станках и содержащее вибрационный испогагательный механизм, систе- ,р му передачи импульсов реэдедержаг.ки от задающего кулачка, кинематически св занного с шпинделем станка. При этом HcntMhнительный механизм вьтолнен в в пе мембранного патрона, шток которого св зан с ,5 неподвижной частью станка, а Kopio c - с подвижной частью резце державки, получающей движение от задающего кулачка через систему передачи импульсов, котора  выполнена в виде закрытой гидрообьемной 20 передачи с автоматической компенсацией возможных утечек tl Недостатлами данного устройства  вл ютс  сложность конструкции, 1Т)ОМОЗДкость , а потому мала  надежность и неудобство в эксплуатации. Кроме того, устройство такого типа сложно, использовать на токарных станках с ЧПУ.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство, содержащее блок задани  скорости системы ЧПУ, св занный выходом с первым входом блока переключени , блок формировани  перемещений , .соединенный выходом с входом привода подач, а первым входом - с вьосодом блока переключени  , за датчик времени, который управл ет блоком переключени  и соединен первым выходом с его вт(ым входом, а вторым выходом с первым входом предварительно настраиваемого счетчика, кот.орый своим первым выходом соединен с вторым входом блока формировани  перемещений, а вторым выходом - с третьим входом блока переключени , генератор импульсов дл  в полнв НИН дополнительного перемещени , соединенный с вторым входом прегдаарительного настраива емого счетчика Г2, управл   бло Оцноло зацатптк времетта ком переключени , прерьшэет подачу импульсое от ciTCTGMU ШУ и в это врем  ткущееГБл оге  цогголнитсльное перемещение в шпе отвода и подвоца режущего ин струменга относигепьио обрабатываемой поверхности, что приводит к снижению произвош1Т гпьности па 50% на участках, тре- буюидих рпзцелени  стружки на отрезки. Последовательность Выполнени  устройством допол1штельных перемещегшй догхускает в отдельные моменты временпи увеличение сечошг  стружки цо двух раз, тем самым позыша  нагрузку на режущий инструмент. Применение в устройстве собственного генератора импульсов дл  выполнени  дополнительных перемещений снижает надежность совместной работы устройства и снстемы ЧПУ. Кроме того, известное устройство не позвол ет задавать информадию О режимах работы в управл ющей программе при выполнении переходов токарной обработки с различными режимами резани  ( V , S ), Це -j изобретени  - расщирение функдис«альных возмоишостей устройства и повышение производительности обработки. Поставлетша  дель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, реверсивный счетчик, блок задани  скорости, св зага1ый выходом с первым входом блока переключени , блок формировани  перемещений, соединенный выходом с входом привода подач, введены блок управлени  направлением дополнительного перемещени , блок управлени  проследовательностью дополнительных перемещений, блок задани  скорости дополнительных перемещений , формирователь команд, импульсный преобразователь угла поворота щпиндел , триггер, блок пам ти, св занный с выходом блока ввода, а соответствующими выходами - с первым входом блока количества пропускаемых меток, с первым входом блока задани  скорости до- полнительных перемещений, с первым входом реверсшшого счетчика и с первым входом блока управлени  направлением до полнительного переме лени , подключенног выходом к входу блока формировани  перемещений , вторым .входом - к первому выхоро блока переключени , третьим и четвертым входами - соответственно к первому и втopo / y выходам блока управлени  последовательностью дополнительны

перемещений, а п тым входом - к вгор« му вхоцу репорсивного счетчика и к выхо- ,ау блока ЗПЦШ1НЯ скорости дополнительных 938

блока. Выходные шины 3 1 - первом} выьходу блрка, а 32 - второКГу ВЫХОДУ блока, шина 33 -передача инфсрмации (ПИ). . 4 еремещений, св занного вторым входом с торым выходом генератора импульсов, а ретьим входом - с вторым входом блока переключени  и с первым выходом триггера , второй выход которого соедгшен с третьим входом реверсивного счетчика, св занного четвертым входом с вторым выходом блока переключени , п тым и шестым входами - соответственно с первым и вторым выходами блока управлени  последовательностью дополнительных перемещений , а седьмым входом - с первым входом блока управлени  направлением дополнительных перемещений, выход реверсивного счетчика подключен к вхооу управлени  последовательностью до. полнительньк перемещений, св занного третьим выходом с первым входом подключенного вторым и третьим входами соответственно к первому и второму выходам формирсеател  команд, соединенного вторым входом с выходом импульсного преобразовател  угла поворота шпиндел . На фиг. 1 дана блок-схема устройства управлени  кинематическим дроблением стружки;на фиг. 2 - фунюгаональна  схема формировател  команд; на фиг. 3 - функциональна  схема реверсивного счетчика; на фиг. 2 - функциональна  схема блока управлени  последовательностью дополнительных перемещений; на фиг. 5 4унк1шональна  схема блока управлени  направлением дополнительных перемещений; на фиг. б - сжма дополнительных перемещений , инструмента дл  разделени  стружки на отрезки. Устройство содержит (фиг. 1) генератор 1. импульсов, формирователь 2 перемещений , привод 3 подачи, блок 4 задани  скорости, блок 5 вводам блок б пам ти, импульсный преобразователь 7 угла поворота шпиндел , формирователь 8 команд, триггер 9, блок 10 задани  скорости дополнительных перемещений, реверсивный счетчик II, блок 12 управлени  последовательностью дополнительных перемещений, блок 13 управлени  направлением дополнительных перемещений, блок 14 переключени . ФоркдароВатель 8 команд содержит (фиг. 2) элементы ИЛИ 15-23, элементы И 24, быстродействующий синхронный реверсивный четырехразр дный счетчик 2 5, входные щины 26-29 соответствуют первоМу входу блока 8, ЗО - второму входу Реверсивный счетчик 11 содержит (фиг. 3) элементы ИЛИ ЗФ-44, элемент И 45-48, бьгстроцействуюшие реверсивные синхронные четырехразр дные счегчи ки 49-50. Входные шины 51-58 соответствуют первому вхоцу блока II, 59второму входу, 6О - третьему вхоцу, 61 четвертому входу, 62 - п тому входу, 63 шестому входу, 64 - седьмому . Блок 12 управлени  последсеательностью дополнительных перемещений содержит (фиг. 4) элементы ИЛИ 65-75, триггер 76, быстродействующий асинхрон ный четырехразр дный счетчик 77. Выходные шины 78 соответствуют первому выходу, 79 - второму выхор у, 8О - третьему выхосу блока. Блок 13 управлени  направлением дополнительных перемещений содержит ( флг. 5) элементы И 81-84, элементы ИЛИ 85-92. Входные шины 9394 соответствуют первому входу блока, 95-98- второму блока , 99-третьему входу блока, 100 - чет вертому входу блока, 101 - п тому входу блока, выводы выходных шин 1(32-Ю5 соответствуют выходу блока. На 4иг. 6 представлена схема дополнительных перемещений, на которой nokaзана цилиндрическа  развертка обрабатываемой поверхности, где участкам Ъ- с - 3;6-f-c соответствуют перемещени  режущего инструмента дл  разделени  стружки на отрезки; а участки а-в, d - е перемещению - с подачей. Устройство работает следующим об разом. Режим стружкодроблени  в программе задаетс  адресом С в коде Л5 О с п тью строками после адреса. Перва  строка после адреса задает режим дробле1ш  по координатам X или Z. Значение в первой строке - дробление по кооршшате X, значение 2 в первой строке-дробление по координате Z . Втора  и треть  строка после адреса задает количество импульсов дополнительных перемещений по координатам X, I; во второй строке дес тки (по 9), в третьей строке-единицы (до 9).Четверта  строка после адреса задает количество пропускаемьос меток (оборотов шпиндел ) (до 9).. П та  строка после адреса задает номер скорости дополнительного перемещени  (до 9). Пример программы: С21644 (режим стружко рр облени   по ко ординате- 2. , велич1ша дополнительных перемещений 16 дискрет, разде;юние струж ки на отрезки через 4 оборота шпиндел , скорость допо ггительных перемещений N 4). Адрес С программируетс  перед Концом кадра программы. С блока 5 ввода информаци  поступает в блок 6 пам ти, состо щий из буфера ного и рабочего регистров, Q затем с его выкода на первые входы формировател  8 команд, блока 10 задани  скорости дополнительных перемещений, реверсивного счетчика 11, блока 13 управлени  направлегшем дополнительных перемещений , а такхсе на седьмой вход реверсивного счетчика 11. Триггер 9 и блок 12 управлени  последовательностью дополнительных перемещений привод тс  в исходное состо ние установочным сигналом конец окончани  кадра (КОК) из системы ЧПУ, Информаци  о количестве пропускани  меток и величине дополнительного перемещени  заноситс  соответственно в блоки 8 и 11 по сипшлу передача информацют (ПИ), поступающему из системы ЧПУ. От генератора 1 системы ЧПУ в устройство дл  кинематического дроблени  стружки на второй вход блока Ю задани  скорости, дополнительных перемещений подаетс  последовательность импульсов с чж;тотой 16 кГц в момент поступлени  строба системы ЧПУ, обеспечивающа  синхронизацию работы устройства с системой ЧПУ и исключающа  возможности потери информации в cifCTeMo ЧПУ при совместной работе. Блок 10 представл ет собой быстродействующий синхронный двоичный шестиразр дный счетчик - делитель астоты с посто нным и переменным коэ(} шщентом делени . От импульсного преобразовател  7 уг ла поворота шпиндел  си талы-метки (одна метка за один оборот шпиндел  в момент поступлени  строба 5 системы ЧПУ) поступают на второй вход блока 8 (входна  шина ЗО, фиг. 2). Метки подаютс  на вход вычитани  и при достижении элементом 25 состо ни  единица элементы 22 - и 23 формируют ешгаичный импульс, который с первого выхода блока 8 (выходна  илша 32) поступает на второй вход триггера 9. Сигнал с первого выхода триггера 9 поступает на третий вход блока 10 и второй вход блока 14 переключени , а с второго выхода на третий вход реверсивного счетчика II (входна  шина 60, фиг. 3), запуска  их в работу . Ик пульсы, поступающие от блока 4 задшнш скорости (перемещение суппорта с рабочей подачей Sg ), с первого выхода блока 14 переклтоЧС1ШЯ iiQ второй вход блока 13, формиропаголь 2 псромсшени , привод 3 подачи нпчинпют подаватьс  с второго выхода блока 14, на четвертый вход реверсивного счетчика 11 (входна  шина 6 I см. 4иг. 3), С выхода блока 1О выдаетс  последовательность импульсов с частотой задатюй в управл ющей программе (УП), поступающа  на второй вход блока 11 .{входна  шина 59, (|иг. 3 и на п тый вход блока 13 (входна  шина 1О1, фиг.5 с выхода которого импульсы поступают на формирователь 2 перемещени , а затем на привод 3 подачи. Количество импульсов, поступивших на привод подачи 3 определ етс  обье- мом и работой реверсивного счетчика 11 Обьем реверсивного счетчика 11 состшт из значени  задаваемого в УП, к которому добавл ютс  или вычитаютс  импульсы , проход щие от блока 4 задани  CKt рости системы ЧПУ, через блок 14 во врем  выполнени  дополнительного переметцени . Дополнительное перемещение в ретсиме одна метка за оборот шпиндел  всегда выполн5тетс  в направлении основной подачи минус, что определено состо нием элемента 76 (фиг. 4) и наличи ем сигнала на первом выходе блока 12 (вьосодна  шина 78 фиг. 4), который поступает на п тый вход блока 11 (входна  шина 62, фиг. 4). Поэтому импульсы от системы ЧПУ, поступающие на четвертый вход блока 11 (входна  шина 81, фиг. 3) через элэмент 45 подаютс  на суммирук ций вход элемента 49. При обнулении эдеметгтов 49 и 5О (т.е. перемещение выполнено на участке фиг. 6) на выходе блока 11 tn  вл етс  сигаал, который поступает на вход блока 12;На втором выходе блока 12 (выходна  шина 79, фиг. 4) по вл етс  сигнал, который поступает на четвертый вход блока 13 (выходгш  шина 1О, 4иг.5 мен ет направление дополнительного иеремещени  на плюс и, поступа  на шестой вход блока 11 (входна  шина 63, фиг. 3), разрешает подачу импульсов от системы ЧПУ через элемент 46, 34 и 3 на вычитаюшлй вход элемента 49. При обнулении элементов 49 и 50 (т.е. выполнено перемещение на участке с - J ) на выходе блока 11 по вл етс  сигнал, который опоступает на вход блока 12. Данный сигнал проходит через элементы 65, 77. 70. 72 и 73 .4) и элементами 74 и 75 формируетс  единичный импульс, который с третьего выхода блока 12 (входна  ижна ВО;, по ступает на первый вход триггера 9. Работа блоков 10 и 11 прекращаетс  и импульсы системы ЧПУ с первого выхода блока 14 подаютс  на второй вход блока 13 (входные шины 95-98, фиг. 5), а затем на формирователь 2 перемещени  и привод 3 подачи (т.е. выполн етс  пере-, метение на участке 3 -е с подачей Sg ). При поступлении на второй вход блока 8 (входна  шина 30, фиг. 2) очередной метки элемент 25 оЙ1ул етс  и этюменты 2О к 2i формируют единичный импульс,, который с второго выхода блока 8 (выходна  шина 3 1) поступает на третий . вход триггера 9 и на его первом и втором выходах по вл етс  сигнал, запускающий в работу блоки 10 и 11. При этом импульсы системы ЧПУ начинают поступать с второго выхода блока 14 на четвертый вход реверсивного счетчика 11. Дополнительное перемещение выполн етс  в направлении плюс (на фиг. 6 участок е - ), импульсы подсчитываю - с  и поступают на привод 3 подачи, как было описано. При обнулении реверсивного счетчика 11 выдаетс  сигнал на вход блока 12. На первом выходе блока 12 по вл етс  сигнал (выходна  шина 78, фиг. 4), который поступа  на третий вход блока 13 (входна  шина 99, фиг. 5), мен ет направление дополнительного перемещени  на минус и, поступа  на п тый вход реверсивного счетчика 11 (входна  шина 62, фиг. 3), разрешает подачу импульсов от системы ЧПУ через элемент 45 на суммирующий вход элемента 49. При обнулении элементов 49 и 5О (т.е. перемещение выполнено на участке - ( фиг. 7) на выходе блока 11 по вл етс  сигнал, который подаетс  на вход блока 12. Данный сигнал проходит через элементы 65,77,70,72 и 73 (см.фиг.4) и элементами 74 и 75 формируетс  единичный импульс, который с третьего выхода блока 12 (выходна  шина 8О) поступает на первый вход триггера 9. Блоки 10 и 11 прекращают работу и блок 14 начинает пропускать импульсы от системы ЧПУ на блок 13, формирователь 2 перемещени  и привод 3 подачи. После этого цикл стружкодроблени  считаетс  выполненным. Далее (фиг. 6) участок cj - ti соответствует времени, за которое на блок 8 поступает заданное в УП количество пропускаемых меток, затем цикл стружкодроблени  повтор етс . Устройство работает таким образох, что не доход  0,5 мм до окончани  дшгны

гфохода, на котором выполн етс  стружкодробление , оно автоматически отключаетс , а информаци  о режимах дроблени  отмен етс  командой СООООО, задаваемой в послеруюшем кадре упраы1 ющей программы.

Использование устройства позвол ет работать на переходах, требующих стружкоароблени , с производительностью, равней производительности при обычном резании , при мгажмальных перегрузках режущего инструмента, обеспечива  стабильность разделени  стружки на отреаки практически любой длины.

В промышленности испольгуютс  известные устройства дл  разделени  стружки на отрезки за счет периодических остановок режущего инструмента, применение которых снижает производительность обработки на переходах с дроблением стружки более, чем на 5О%. Оснащение токарных станков с ЧПУ предлагаемым устройством позвол ет получить годовой экономический эффект от 1,5 до б,О тыс руб. в зависимости от модели станка и доли onepaIщЙJ требующих стружкоороблени  в общем времени работы станка, за счет повыикни  производительности обработки и введени  многостаночного обслуживани .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

246278, кл. В 23 В 25/02, 1968.

2.Патент Франции Г 2145314,

л. В 23 В 25/ОО, опублик. 1973 (проотип ) .

Nl

e

100 93 tot

9897969S

62

S3

8

3

5

101

89

ffiJ

eo

Ю

SI

т

зг

Фиг.