Устройство для кинематического дробления стружки на токарных станках с числовым программным управлением

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 )М. Кл, С 05 В 19/02 с присоединением заявки,% Гееудврстеенньм кемнтет СССР лв аелем нтебретеннй н етерытнй(23) Приоритет Опубликовано 15 .03 . 83 . Б 1 оллетень1 ОДата опубликования описания 1 5 . 03 . 83(71) Заявитель вР.Ь,.1:;:.фЩМвадржцр,(511) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КИНЕМАТИЧЕСКОГО ДРОБЛЕНИЯ СТРУЖКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ1Изобретение относится к числовому программному управлению (ЧПУ) металлорежущим оборудованием и предназначено. для использования при обработке деталей на токарных станках с ЧПУ,Известно устройство для дробления стружки на токарных станках с програм. мным управлением, содержащее блок управления, подключенный к шаговому двигателю суппорта генератор часто 1 О ты, счетчик импульсов, дешифратор,.делители частоты, элементы И и НЕ, задатчик коэффициентов деления, переключатель и триггер, единичный вход и выход которого соединены соответст 15 венно с выходом первого делителя частоты и с первым входом первого элемента И, второй вход и выход, которого подключены к выходу второго делителя частоты и ко входу блока управ- то ления соответственно, выход генератора частоты соединен с первым входом второго элемента И и через второй делитель частоты со входом пер 2вого делителя частоты, управляющийвход которого и управляющий входтретьего делителя частоты подключенык задатчику коэффициента деления,выход второго элемента И через третийделитель частоты соединен со счет"ным входом счетчика, выход которого через последовательно соединенныедешифратор, переключатель и элементНЕ подключен к нулевому входу триггера, нулевой и единичный выходы ко"торого соединены соответственно суправляющим входом счетчика и сс вторь 1 м входом второго элемента И ( 1)Устройство обеспечивает прерывистую подачу инструмента. Возможна руч.ная регулировка частоты прерываний иих скважности,Наиболее близким техническим реше"нием к изобретению является устройство для кинематического дроблениястружки на токарных станках с числовым программным управлением, содержащее датчик углового перемещения шпин1004 19Перед началом обработки деталиоператор устанавливает перфоленту сзаписанной на ней программой обработ"ки в считыватель 38 перфолентЗатемон нажимает кнопку Пускф на панели 537 управления . Ори .этом на выходе панели 37 управления и четвертом выходе 54 формируется импульс. В результате действия этого импульса на второйвход блока 39 начинается отработка апервого кадра программы, При этомблок 39 управляет считывателем 38,принимает от него и расшифровываетпервый кадр программы, после чего передает его в блок. 40 (ввод информации а блок 40 осуществляется синхроимпульсом ввода, который Формируетсяв блоке 39). В блоке 40 для каждогоэлемента информации 1 записанного подсоответствующим адресом на перфоленте, имеется ячейка памяти ячейка Г,"Знак Е", нЕн). Если в кадре запрограммировано перемещение в поперечномнаправлении, то на выходе ячейки "Знак" 25Х" и третьем выходе 53 Формируетсяцифровой код, соответствующий знакуэтого перемещения. Злемент 45 сравнения определяет, по какой из координатв кадре запрограммировано большее , зоперемещение, т.е, определяет ведущую координату. При этом сигналомс выхода элемента 45 сравнения производится переключение коммутаторсе 46 и 49. Коммутатор 46 переключается таким образом, что на информационный вход счетчика 47 поступает код .ведущей координаты, послечего импульсом с первого выхода блока 39 (это задержанный на время,не 4 аменьшее времени установки кода йаинформационном входе счетчика 47синхроимпульсов ввода информации вблок 40 ) код ведущей координаты вводится в счетчик 47,Если в кадре не запрограммированакоманда "Стружкодробление", то вячейке "Стружкодробление" блока 40будет записан "0". При этом на выходеинаертора 44 и седьмом выходе 57сформируется сигнал "1 " (т,е инверсия команды "Стружкодробление). Зтимсигналом все устройство в течениевремени отработки такого кадра будетудерживаться в исходном состоянии55(на фиг, 1 подключение седьмого выхода блока 15 не показано). Сигналом "0" с выхода ячейки "Стружкодробление" блока 40 коммутатор 42 пере 974. 20ключится таким образом, что на тактовый вход интерполятора 43 будет поступать сигнал с выхода блока 41.На выходе блока 41 формируется импульсная последовательность, частота которой соответствует коду подачи, записанному в ячейке блока 40.Тогда на выходах интерполятора 43 и первом и втором выходах 51 и 52 будут формироваться импульсные последовательности, количество импульсов в которых будет равно запрограммированному а кадре перемещению (в импульсах) по соответствующим координатам, а частоты этих последовательностей будут соответствовать частоте импульсов на тактовом входе интерполятора 43, Сигналом с выхода элемента 45 сравнения коммутатор 49 с начала отработки кадра переключен таким образом, что на тактовый вход счетчика 47 и шестой выход 46 будут поступать импульсы с выхода интерполятора 43, соответствующего ведущей координате. Под действием этих импульсов число, записанное в счетчике 47, а следовательно, и число на пятом выходе 55 будет уменьшаться (счетчик 47 работает на вычитание) . Так как в начале отработки кадра в счетчик 47 было записано перемещение по ведущей координате, а в процессе отработки кадра на его тактовый вход поступают импульсы ведущей координаты с одного из выходов интерполятора 43, то а любой момент времени в счетчике 47 и на пятом выходе 55будет записано число импульсов, которое к данному моменту времени осталось отработать по ведущей координате. Как только запрограммированное перемещение по ведущей координате будет отработано, т.е, в счетчике 47установится "0", на выходе элемента49 ИЛИ-НЕ сФормируется сигнал "1",Последний, воздействуя на третийвход блока 39, будет инициироватьсчитывание и отработку следующегокадра программы, который будет отрабатываться аналогично первому кадру.При отработке тех кадров, в которых есть команда "Стружкодробление", в ячейку "Стружкодробление" блока 40 будет записана н 1 ". При этом на седьмом выходе 57 будет сформирован "0", з коммутатор 42 переключится так, что на тактовый вход интерполятора 43 будет поступать сигнал со входа 50.При этом величина подачи будет опре974 22 формула изобретения 21 1004деляться нс частотой импульсов на выходе блока 40, а частотой импульсовна выходе 50. 8 остальном отработка. кадров, в которых есть команда "Стружкодробление", производится так же,как и отработка кадров, в которыхэтой команды нет,При отработке любого кадра интерполятор 43 обеспечивает запрограмми-.рованную величину .и знак перемещения. Это обеспечивается подключениемблока 40 (ячейкам перемещения и знакафиг. 4).Введение в устройство новых бло.ков и связей позволяет вести точение со стружкодроблением в широком диапазоне подач при максимальновозможной производительности, Приэтом без проведения каких-либо регулировок всегдабудет сниматься струж-Ока заданной длины,1, Устройство для кинематического дробления стружки на токарных станках с числовым программным управлением, содержащее датчик углового перемещения шпинде: я, выходом соединенныйЭО с первым входом первого умножителя, блок программного управления, первый выход которого соединен с шаговым двигателем продольной подачи, второй выход - с шаговым двигателем и перец.д35 ной подачи и с первым входом первого счетчика импульсов, второй и третий входы которого подключены к третьему и четвертому выходам блока программно. го управления соответственно, после-.40 довательно соединенные задатлик паузы первый блок сравнения, триггер и второй счетчик импульсов, выходом соединенный с вторым входом первого блока сравнения, и последовательно соеди 45 ненные задатчик длины стружки, второй блок сравнения, выходом подключенный к второму входу триггера, а вторым входом - к выходу третьего счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу первого умножи 50 теля, отличающееся темЭ что, с целью расширения области применения и функциональных возможностейустройства, в него введены последовательно соединенные четвертый счетчик импульсов и третий блок сравне"ния и последовательно соединенные. второй умножитель, коммутатор, пятыйсчетчик импульсов, четвертый блоксравнения, элемент ИЛИ и формировательцикла рабочего хода, первым выходомподключенный к первому входу третьего счетчика импульсов и к второмувходу коммутатора, вторым выходом -к входу блока управления, а вторымвходом - к второму выходу четвертогосчетчика импульсов, второй вход тре. тьего блока сравнения соединен с пятым выходом блока управления, выходс вторым входом элемента ИЛИ, второйвход четвертого блока сравнения подключен к выходу задатчика длины стружки, а третий вход коммутатора с .здинен с выходом первого умножителя,2, Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователь цикла рабочего хода содержит за.датчик, умножитель, элемент ИЛИ иэлемент И и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчикимпульсов, элемент сравнения и элемент ИЛИ-НЕ, Ъыходом соединенный свторым входом счетчика импульсов ис выходом блока, вторым входом - свходом блока и с первым входом элемента И, выходом подключенного к тре"тьему входу счетчика импуль.сов, вторым входом - к выходу элемента ИЛИ,входы которого соединены с выходамисчетчика импульсов и первыми входами умножителя, вторым входом под"ключенного к второму выходу генератора импульсов, а выходом - к выходублока, выходы задатчика соединены свторыми входами элемента сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 610613, кл. С 05 8 19/02,В 23 В 25/02, 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 3237675, кл, 605 В 19/02,1980 (прототип), 1004974оставитель И.йв ехред С.Мигунова елемеш Редакто Корректо шк исное СССР о аб атент",жгород, ул. Проектная,лиал аказ 1893/6 ИИПИ по де ЗОЭ 5,Тираи 372осударственноам изобретениИосква; Ж,о коми т и откры Раушская3 1 ООЙ 9деля, выходом соединвнный с первымвходом первого умножителя, блок программного управления, первый выходкоторого соединен с шаговым двигатвлем продольной подачи, второй выходс шаговым двигателем поперечной подачи и с первым входом первого счетчика импульсов, второй и третий входы которого подключены к третьему ик четвертому выходам блока программного управления соответственно, последовательно соединенные задатчикпаузы, первый блок сравнения, триггер и второй счетчик импульсов, выходом .соединенный с вторым входом пер 15вого блока сравнения, и последовательно соединенные задатчик длины стружки, второй блок сравнения, выходомподключенный к второму входу триггера,а вторым входом - к выходу третьегосчетчика импульсов, вход которогоподключен к выходу первого умножителя 2,1,В известных устройствах движение инструмента осуществляется по за кону; рабочий ход, пауза, опять рабочий ход, опять пауза ит.д. Во вресмя рабочего хода инструмент движетсяс запрограммированной подачей и приэтом снимаются стружки, а во времяпаузы инструмент стоит на месте иза счет этого осуществляется подрезка стружки.В известных устройствах переход.от рабочего хода к паузе осуществляется путем отключения с помощью35вентиля импульсной последовательности, которая поступает на приводпродольной подачи станка и частотакоторой постоянна в пределах рабо 4 Очего хода и соответствует запрограммированному значению подачи, Переход же от паузы к рабочему ходу осуществляется путем подключения с помощью того же вентиля импульснойпоследовательности. Современные при 45воды подач станка с ЧПУ по разнымпричинам (например из-за возможногосрыва слежения по положению и потериодного или более шагов датчика положения) допускают скачкообразное 5 Оизменение частоты импульсов на ихвходе лишь на величину, соответствующую наибольшему изменению подачи,.Следовательно, простое прерываниеэтой частоты, как это имеет место визвестных устройствах, возможно лишьдля небольших значений подач (не более 0,1-0,2 м/мин), Это делает невозможным вести обработку со стружкодроблением на больших подачах,где производительность обработкивыше, и ограничивает, таким образом,область применения известных устройств.Кроме того, длинна стружки, снимаемая за рабочий ход, зависит отвеличины перемещения инструмента зарабочий ход, а также от режима резания (величины подачи, скорости вращения шпинделя и диаметра точения),Регулировка длины стружки в известных устройствах осуществляется вручную путем изменения величины перемещения за рабочий ход,Эффективность подрезки стружкиво время паузы зависит от временипаузы. Если это время мало, то стружка может вообще не подрезаться, еслиже оно велико, то уже после тогокак стружка подрежется инструментбудет некоторое время бесполезно простаивать, что неоправданно снизитпроизводительность обработки. Эффективное же время паузы, т.е, минимальное время, достаточное для подрезки стружки, зависит от скоростивращения шпинделя и диаметра точения.В известных устройствах возможна руч.ная регулировка времени паузы,Таким образом, длина стружки иэффективное время паузы зависят от рядафакторов, которые надо учитывать каждый раз при ручной настройке устройства, При изменении хотя бы одногоиз этих факторов необходимо перенастраивать известное устройство,в противном случае снизится эффективность стружкодробления (стружка может получаться очень большой длиныили же вообще не дробиться, на пау-зах может теряться вхолостую довольно большая часть времени обработки),Например, если обработка разных участков одной детали ведется на разныхрежимах резания, то для сохраненияэффективного стружкодробления приизменении режима резания необходимо перестраивать устройство, что вомногих случаях вообще невозможно, так как для этого надо прорвать обработку. Перестраивать устройство необходимо также каждый раз при переходе к обработке детали другого типа. Необходимость ручной перенастройки известного устройства каждый раз при переходе к обработке детали другого типа, а также в отдельных случаях при переходе к обработке другого уча74 4ратора импульсов, а выходом - к выходу блока, выходы задатчика соединены со вторыми входами элемента сравнения.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма, поясняющая процесс изменения подачи инструмента при отработке команды 5 10049 стка одной и той же детали, существенно ограничивает его функциональные возможности.Недостатками известных устройств являются узкая область применения и ограниченные функциональные возможностиЦель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения воэможности вести обра ботку со стружкодроблением при любых значениях подачи, а .также расширение его функциональных возможностей путем обеспечения самонастройки устройства на дробление стружки опреде ленной длины и на эффективное время паузы при любых режимах резания и ди" . аметрах точения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для кинематического 20 дробления стружки на токарных стан-. ках с ЧПУ введены последовательно . соединенные четвертый счетчик импульсов и третий блок сравнения и последовательно соединенные второй умножитель, коммутатор, пятый счетчик импульсов, четвертый блок сравнения, элемент ИЛИ и формирователь цикла ра- бочего хода, первым выходом подключенный к первому входу третьего счет- З 0 чика импульсов и к второму входу коммутатора, вторым выходом - к входу блока управления, а вторым входомк второму выходу четвертого ;:четчика импульсов, второй вход третьего35 блока сравнения соединен с .пятым выходом блока управления, выход - с вторым входом элемента ИЛИ., второй вход четвертого блока сравнения подключен к выходу задатчика длины40 стружки, а третий вход коммутатора соединен с выходом первого умножителя, а также тем, что формирователь цикла рабочего хода содержит задатчик, умножитель, элемент ИЛИ45 и элемент И и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, элемент сравнения и элемент ИЛИ-НЕ, выходом соединенный с вторым входом счетчика импульсов и с выходом блока, вторым входом -50 с входом блока и с первым входом элемента И, выходом подключенного к третьему входу счетчика импульсов, вторым входом- к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами счетчика импульсов и первыми входами умножителя, вторым входом подключенного ко второму выходу гене"Стружкодробление"; на фиг, 3 - структурная схема формирователяцикла рабочего хода; на фиг. 4 - структурная схема блока управления.Устройство (фиг. 1) содержит первый умножитель 1, второй умножитель 2, коммутатор 3, задатчик 4 паузы,первый блок 5 сравнения, первый счетчик 6, пятый счетчик 7, четвертыйблок 8 сравнения, третий счетчик 9,второй блок 10 сравнения, задатчик 11 длины стружки, триггер 12, элемент ИЛИ 13, формирователь 14 цикла рабочего хода, блок 15 управления,третий блок 16 сравнения, четвертыйсчетчик 17, первый счетчик 18, привод 19 продольной подачи и привод20 поперечной подачи, связанные ссуппортом группой 21 станка 22, датчик 23 углового перемещения шпинделя, установленный на шпинделе 24станка 22,Формирователь 13 цикла рабочегохода (фиг. 3) содержит генератор 25импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 26, элемент И 27, счетчик 28, умножитель29, элемент 30 ИЛИ, элемент 31 сравнения, задатчик 32 подачи, первыйвход 33, второй вход 34, первый выход 35 и второй выход 36.Блок 15 управления.(фиг, 4) содержит панель 37 управления с кнопкой "Пуск", считыватель 38 перфолент, блок 39 ввода программ, блок40 буферной памяти, блок 41 заданияскорости, первый коммутатор 42, интерполятор 43, инвертор 44, элемент45 сравнения, второй коммутатор 46.счетчик 47, элемент ИЛИ-НЕ 48, третий коммутатор 49, вход 50, первый,второй, третий, четвертый, пятый,шестой и седьмой выходы 51-57 соответственно, причем считыватель 38 перфолент связан с первым входом блока 39 ввода программ, второй входкоторого подключен к кнопке "Пуск"панели 37 управления и четвертомувыходу 54, третий вход - к выходуэлемента ИЛИ-НЕ 48, первый выходк установочному входу счетчика 47,974 5О5О5О5Осначала линейно возрастать от нуля,7 004 а второй выход - к входу блока 40 буферной памяти,. Выход ячейки "Стружкодробление" блока 40 буферной памяти подключен ко входу инвертора 44, выход которого соединен с седьмым выходом 57, и к управляющему входу первого коммутатора 42, первый вход которого соединен с выходом блока 41 задания скорости, второй вход со входом 50, а выход - с тактовым входом интерполятора 43, Выход ячейки скорости (Е) блока 40 буферной памяти подключен ко входу блока 41 задания скорости, выход ячейки знака поперечного перемещения (знак Х) блока 40 буферной памяти подключен к третьему выходу 53 и знаковому входу поперечной координаты интерполятора 43. Выход ячейки знака продольного перемещения (знак) блока 40 буфер ной памяти подключен к знаковому входу продольной координаты интерполятора 43, выход ячейки величины продольного перемещения (2) блока 40 буферной памяти подключен ко входу 2 продольной координаты интерполятора 43 и первым входом соответственно элемента 45 сравнения и второго коммутатора 46, выход ячейки величины .поперечного перемещения (Х) блока з 40 буферной памяти подключен ко входу поперечной координаты интерполятора 43 и вторым входом соответственно элемента 45 сравнения и второго коммутатора 46, Выход продольной координаты интерполятора 43 соединен с первым входом третьего коммутатора 49 и первым входом 51 а выход поперечной координаты - со вторым входом третьего коммутатора 49 и вторым входом 52, выход третьего коммутатора 49 подключен к шестому выходу 56 и тактовому" входу счетчика 47, а его управляющий вход соединен с управляющим входом второго коммутатора 46 и выходом элемента 45 сравнения. Выход второго коммутатора 46 подключен к информационному входу счетчика выходы которого подключены ко входам элемента 48 ИЛИ-НЕ и пятому выходу 55.50Умножитель 2 предназначен для умножения числа поступивших на его вход импульсов на число не большее единицы и пропорциональное числу, заданному на его управляющем входе. Такой умножитель 1 может быть выполнен, на пример, по типовой схеме на двоичном счетчике, разрядность которого равна разрядности счетчика 18, и связанный с ним схемой огбора. Если на вход такого умножителя 1 поступят импульсы, число которых равно коэффициенту пересчета входящего в него счетчика, то на его выход пройдут импульсы, число которых равно числу, заданному на управляющем входе умно- жителя 1Умножитель 2 предназначен для умножения на два количества поступающих на его вход импульсов. Функции такого умножителя 2 может выполнять, например, любой из известных удвоителей частоты, формирующих выходные импульсы по переднему и заднему фронтам входного импульса, Каждый из коммутаторов 3, 42, 46 и 49пропускает на свой выход сигнал со своего первого входа, если на егоуправляющем входе "0" или же сигнал со своего второго входа, если на его управляющем входе "1".Каждый из блоков 5, 8, 1 О, 16, 31 и 45 сравнения формирует на своем выходе "0", если число на втором ее входе меньше числа на первом входе, и если число на втором ее входе равно или больше числа на первом входе.Формирователь 14 предназначен для формирования на своих выходах сигналов по следующему закону: если наего втором входе "1", то на втором выходе будет "0", а на первом выходе финверсия сигнала, который присутствует на первом его входе, если навторой вход подать "0" при наличии"0" на первом входе, то на второмвыходе появится импульсная последовательность, частота которой будет до некоторого заданного значения,после чего останется постоянной иравной этому заданному значению, приэтом на первом выходе будет сохраняться "1" до момента прекращения увеличения частоты импульсов на втором выходе, после чего на первом выходе установится "0", если же при наличии "0" на втором входе податьс"1 " на первый вход,.то частота импульсов на втором выходе будет линейно уменьшаться с той же скоростью, с которой возрастала до нуля, после чего изменяться не будет, при этом на первом выходе будет "0". Таким образом, управление характером изменения частоты импульсной последовательности на втором выходе формировате74 10ка 15 вводится число, равное в .импульсах (при принятой цене одногоимпульса в поперечном направлении)расстоянию от оси вращения шпинделя24 до вершины резца, отведенного висходное положение, Зто число определяется один раз при работах по пус-ку станка, после чего оно вводитсяв память устройства. Такой ввод мо"жет быть осуществлен, например, путем распайки соответствующим образом к уровням логического "О" и логической "1" информационных входовсчетчика 18 (на Фиг. 1 не показано).Число в счетчике 18, изменяетсяпод действием импульсов поперечнойподачи, поступающих на его тактовыйвход. Счетчик 8 может работать насложение и на вычитание. Режим егоработы задается сигналом с третьеговыхода 53 блока 15 таким образом, чтоесли в кадре запрограммировано по-.перечное перемещение от детали, тосчетчик 18 при отработке этого кадрабудет работать на сложение, а записанное в нем число на величинуэтого перемещения (в импульсах) увеличится.В результате этого в любой моментвыполнения программы в счетчике 18будет записано текущее расстояние отвершины резца до оси вращения шпинделя 24, так как перед нацалом выполнения программы в него было записанорасстояние от вершины резца, отведен-.ного в исходное состояние до осивращения шпинделя 24, Если в какомто кадре производится обточка, то всчетчике 18 в это время будет записан радиус точения,При отработке тех кадров программы, в которых отсутствует команда"Стружкодробление", блок 15 формирует сигнал (на Фиг. 1 не показан,таким сигналом является инверсия ко"манды "Стружкодробление", снимаемаяс выхода 57 блока 15, рис, 4), которым устройство удерживается в исход"ном состоянии, которое соответствует сигналу "О" на выходе счетчика 6и единичном выходе триггера 12. Установившийся при этом сигнал "1" нанулевом выходе триггера 2 удерживает счетчики 7, 9 и 17 в нулевомсостоянии, а формирователь 14 - всостоянии "0" на его втором выходе.При наличии же в кадре команды Струж кодробление" сигнаг, удерживающий устчроиство в исходном состоянии, снима 9 10049ля 14 производится на первом его входе при наличии "О" на его втором входе.Блок 15 обеспечивает движение инструмента по заданной программе. Приэтом в каждом кадре программы на первом 51 или втором 52 выходах блока15 (в зависимости от запрограммированного направления перемещения инструмента),формируется последователь ность импульсов, частота которой пропорциональна запрограммированной подаче, а количество импульсов в последовательности равно запрограммированному перемещение инструмента (в 5импульсах в данном кадре), О результате воздействия этих импульсов наприводы 19 и 20 инструмент перемещается в заданном направлении на заданную величину перемещения с заданной 20скоростью, Сигнал на третьем 53 выходе блока 15 зависит от запрограммированного в кадре знака перемещенияв поперечном направлении. Формируемый на этом выходе цифровой код соответствует запрограммированному знаку перемещения в поперечном направлении, На четвертом 54 выходе системы15 ЧПУ Формируется импульс каждыйраз перед началом отработки всей про- З 0граммы, Цифровой код на пятом выходе 55 блока 15 в любой момент вре- .мени равен числу импульсов, котороеосталось отработать в данном кадрепо ведущей (большей для данного кад 35ра) координате, На шестом 56 вых.одеблока 15 формируются импульсы, которые совпадают с импульсами ведущейкоординаты на первом или втором еевыходах, При отработке кадров, в которых есть команда Стружкодробле40ние, величина подачи инструментаопределяется не самим блоком 15, ачастотой импульсов на его входе, Приэтом подача пропорциональна частотеэтих импульсов.,Датчик 23 установлен на шпинделе24 и на каждый оборот шпинделя 24вырабатывает определенное число импульсов, определяемое конструкциейдатчика. Такие датчики используют 50ся при резьбонарезании и ими оснащаются практически все токарные станки с ЧПУ,Предлагаемое устройство (Фиг, 1)работает следующим образом.55Перед началом выполнения программы обработки детали в счетчик 18сигналом с четвертого выхода 5 ч бло11 10049 ется, а величина подачи в этом случае будет пропорциональна частоте импульсов на втором выходе формирователя 14, Рассмотрим работу устройства с момента отработки кадра (на фиг. 5 точка 0), в котором есть команда "Стружкодробление". При этом сигнал, удерживающий в нулевом состоянии счетчик б и триггер 12, снимается, после чего триггер 12 продолжает оставать о ся в нулевом состоянии, так как на обоих его входах ".0", а счетчик 6 начинает заполняться импульсами с выхода датчика 23, Так как триггер 12 остался в нулевом состоянии, а на 15 втором входе формирователя 14 сохраняется "1", то на втором входе формирователя 14 будет сохраняться "0", подача будет равна нулю, и отработка кадра, таким образом, начнется с па узы (фиг 2),С момента начала паузы счетчик 6 будет подсчитывать количество импульсов, сформированных с этого момента времени на выходе датчика 23. Так 25 как за один оборот шпинделя 24 на выходе датчика 23 формируется всегда одно и то же число импульсов независимо от скорости вращения шпинделя 24, то в счетчике б в любой момент 5 о времени с начала паузы будет записе- но число, пропорциональное числу обо- . ротов, сделанных шпинделем 24 с момента начала паузы. Как только число в счетчике 6 сравняется с числом на выходе задатчика 4 паузы. т.е. как только шпинделем 24 будет сделано количество оборотов, заданное задатчиком 4 паузы, на выходе блока 5 сравнения формируется "1", Задатчиком 4 задается количество оборотов шпинделя 24, минимально необходимое для полной подрезки стружки, т.е. один оборот, однако в отдельных случаях оно может быть увеличено или же уменьшено по желанию оператора с ЧПУ. Например для повышения надежности дробления стружки число оборотов шпинделя 24 во время паузы может быть несколько увеличена, а при обработке же достаточно хрупких материалов для повышения производительности оно может быть несколько уменьшено ). Сигнал "1" на выходе схемы 5 сравнения установит в единичное состояние триггер 12, в результате чего счетчик 6 сбро 55 сится в ноль, счетчики 7, 9 и 17 не будут больше удерживаться в нулевом состоянии и будет разрешено формиро 74 12вание импульсной последовательностина втором выходе формирователя 14сигналом "0" на его втором входе,т,е. начнется рабочий ход.Длительность паузы всегда такова, что эа время паузы делается минимально необходимое для подрезкистружки .число оборотов шпинделя 24,что обеспечивается подбором цифрового кода на выходе задатчика 4, послечего сразу же начинается рабочий ход.Таким образом, во время паузы резецбесполезно не простаивает, т.е. еедлительность всегда оптимальна.С момента установки в единичноесостояние триггера 12 разрешаетсяформирование последовательности импульсов на втором выходе формирователя 14 и начинается рабочий ход,во время которого снимается стружказаданной длины, определяемой цифровым ходом на выходе эадатчика 11 длины стружки,Число импульсов, сформированных смомента начала рабочего хода на выходе датчика 23, умножается умножителем 1 на число, пропорциональноерадиусу точения, записанному в счетчике 18. Тогда количество импульсов,сформированных на выходе умножителя1 с момента начала рабочего хода, будет пропорционально текущему значению длины снимаемой стружки. Числоимпульсов с выхода умножителя 1 подсчитывается счетчиком 9, которыйперед началом рабочего хода удерживается в нулевом состоянии сигналом "1 " с нулевого выхода триггера12. Как только число в счетчике 9сравняется с числом на выходе задатчика 11 длины стружки, т.е, длина стружки достигнет заданной величины,на выходе блока 10 сравнения возникнет сигнал "1", Последний установитв нулевое состояние триггер 12, и начнется пауза. Таким образом, установка в нулевое состояние триггера 12,окончание рабочего хода и началопаузы производится в момент времени, когда длина стружки, снимаемойза рабочий ход, достигнет заданной задатчиком 11 величины. Следовательно, длина стружки всегда постоянна и определяется только задатчиком 11,Для обеспечения возможности вес- ти точение со стружкодроблением при любых значениях подач в предлагаемом устройстве цикл рабочего хода состоит из трех составляющих: разгона,974 14сано текущее число импульсов, которое отработано одним из приводов(19 и 20) по ведущей координате смомента начала рабочего хода,Как только частота импульсов навтором выходе формирователя 14 достигнет значения, соответствующего лее дальнейший рост прекратится и нач"нется ход с постоянной подачей, Приэтом на первом выходе формирователя14 установится сигнал "0", которыйбудет сохраняться до конца рабочего хода,Тогда после окончания разгона идо конца цикла рабочего хода; в счетчике 7 в любой момент времени будетзаписано число, пропорциональное сумме текущего значения длины снимаемойстружки и длины стружкиснятой вовремя разгона, так как импульсы с выхода умножителя 1 через первый входкоммутатора 3 (переключение комм татора произведено сигналом "0" с первого выхода формирователя 14) поступает на тактовый вход счетчика 7, минуя умножитель 2, в счетчике 17 будет храниться число импульсов, которое отработано одним из приводов ( 19или 20 ) по ведущей координате за всевремя разгона,Окончание хода с постоянной пода"чей в начало торможениг. произойдетв момент времени, когда на один извходов, а следовательно и на выходеэлемента 13 ИЛИ сформируется "1",При этом частота импульсов на второмвыходе формирователя 14 начнет линейно снижаться до нуля, а достигнув нуля, уже больше не будет изменятьсяв данном цикле рабочего хода.При обработке любого цикла рабочего хода, кроме последнего в кадре,торможение задается сигналом "1" напервом входе элемента ИЛИ 13, В этомслучае момент нацала торможения должен быть выбран таким образом, чтобыдля любой заданной длины стружки момент окончания торможения ( сниженияподачи до нуля ) совпадал бы с моментом времени, когда длина снимаемойстружки станет равной заданной ( т.е.с моментом установки в нулевоесостояние триггера 12 и началомпаузы ). При таком выборе моментаначала торможения за рабочий ход будет сниматься стружка заданной дли"ны и одновременно будет отсутствовать скачкообразный сброс до нулячастоты импульсов на втором выходе 13 1004хода с постоянной подачей и турможения (фиг, 2): Во время разгона подачаинструмента, которая пропорциональна частоте импульсов на втором выходе формирователя 14, линейно возрастает от нуля до запрограммированного значения подачи 8 (фиг.2)1причем скорость возрастания подачиопределяется формирователем 14 ивыбирается максимально возможной для 10. конкретного типа приводов 19 и 20.Во время хода с постоянной подачейинструмент движется с постоянной подачей, равной , (фиг. 2), а величина 5 п определяется формирователем 1514. Во время торможения подача инструмента линейно снижается от величины 5 п до нуля (фиг. 2), причем скорость снижения подачи равна скорости ее возрастания при разгоне и определяется формирователем 14, Управление характером изменения частотыимпульсов на втором выходе формирователя 14 производится по его первому входу во время рабочего хода. 25Во время паузы на входах элемента ИЛИ 13, а следовательно, и напервом входе формирователя 14 сохраняется сигнал "0", так как счетчики7 и 17 удерживались в нулевом сос- з 0тоянии. Сразу же после установкив единичное состояние триггера 12:на выходе элемента ИЛИ 13 будет сохраняться "0" и, следовательно, "1 "на первом выходе формирователя 1435начнет заполняться счетчик 17 импульсами с выхода коммутатора 3, так какснят сигнал, удерживающий счетчик 7в нулевом состоянии; начнет заполняться счетчик 17 выходными импульса г40ми ведущеи координаты с шестого выхода 56 блока 15, так как снят сигнал, удерживающий счетчик 17 в нулевом состоянии, а на его входе разрешения счета сигнала "1", на втором выходе формирователя 14 появля 45ется импульсная последовательность,частота которой будет линейно возрастать, т,е. начнется разгон,Во время разгона в любой моментвремени: в счетчике 7 будет записаночисло, пропорциональное удвоенномутекущему значению длины снимаемойстружки, так как количество импульсов на выходе умножителя 1 сначалаудваивается умножителем 2 и толькопосле этого через второй вход коммутатора 3 поступает на тактовый входсчетчика 7; в счетчике 17 будет запи 15 10049Формирователя 14 в момент окончаниярабочего, хода,При отработке последнего в кадре цикла рабочего хода торможениезадается сигналом "1" на етором входе элемента 13 ИЛИ, В этом случаемомент начала торможения должен бытьвыбран таким образом, цтобы при любых Бя, момент окончания торможениясовпадал бы с моментом окончания 1 Оотработки запрограммированного в кад.ре перемещения, т.е, с момента окончания кадра (на фиг 2 точкаМ). Притаком выборе момента начала торможения будет отсутствовать скачкообразный сброс до нуля частоты импульсовна втором выходе Формирователя 14в момент окончания кадра.Сигнал "1", на выходе схемы 8 сравнения и первом входе элемента 13 ИЛИ 20Формируется, когда число в счетчике7, сравняется с числом на выходе задатчика 11, и после этого сохраняется до конца рабочего хода. Во времяхода с постоянной подачей в счетчике 257 записано число, пропорциональноесэмме текущего значения длины снимаемой стружки и длины стружки снятойпои разгоне. Тогда совпадение числав счетчике 7 с числом на выходе задатзоцика 11 и начало торможения произойдет в тот момент времени, когда дляданного цикла рабочего хода останется снять стружку такой же длины,какая была снята при разгоне. А таккак торможение происходит с той жескоростью, что и разгон, то моментснижения подачи до нуля совпадает смоментом времени, когда снимаемаястружка достигнет заданной длины,триггер 2 установится в нулевоесостояние и начнется пауза.Таким образом, во время рабочего хода обеспечивается снацала линейное возрастание подачи до 5 п,затем поддержание ее постоянной и равной Вп, а затем линейное снижениеподачи до нуля, и при этом всегдаснимается стружка заданной длины,Сигнал "1" на выходе схемы 16Ясравнения и втором входе элемента13 ИЛИ Формируется, когда число всчетчике 17 сравняется с числом напятом выходе 55 блока 15 ЧПУ, т.е,с числом импульсов, которое осталосьотработать в данном кадре по веду 55щей координате, В счетчике 17 записано число импульсов, отработанныходним из приводов 19 или 20) по ве 74 16дущей координате при разгоне, Тогда совпадение числа в счетчике 17 с числом на пятом выходе 55 блока 15 ЧПУ и начало торможения произойдет, когда в данном кадре останется отработать по ведущей координатестолько же импульсов, сколько их было отработано при разгоне,. А так как торможение производится с той же скоростью, что и разгон, то момент снижения подачи до нуля совпадает с моментом времени, когда по ведущей координате будет отработано запрограммированное число импульсов (фиг. 2), т.е, кадр будет отработан., После этого устройство будет установлено в исходное состояние и находится в .этом состоянии до начала отработки следующего кадра, в котором есть команда "Стружкодробление".формирователь 14 (фиг, 3) работает следующим образом.Если на втором входе 34 сигнал "1 ", как это имеет место во время паузы или когда устройство удерживается в исходном состоянии, то счетчик 28 (этот счетчик может работать на сложение и вычитание) удерживается в нулевом состоянии. Тогда на выходе элемента 30 ИЛИ, выходе схемы 31 сравнения, выходе умножителя 29 (и втором выходе 36 формирователя 14) будет сформирован "0". При этом на первом выходе 35 формирователя 14 будет инверсия сигнала наего первом входе 33, так как на втором входе элемента 26 ИЛИ-НЕ сигнал"0" с выхода элемента сравнения 31, Если на второй вход 34 формирователя 14 подать "0" при наличии сигнала "0" на его первом входе 33,как это имеет место при разгоне, тосразу же после этого будет: на выходе элемента 26 ИЛИ-НЕ и входе сложения счетчика 28 будет "1", так какна обоих входах элемента 26 ИЛИ-НЕсигнал "0", на выходе элемента 27 Ии входе вычитания счетчика 28 будет"0", так как на первом входе элемента 27 И сигнал "0"ф счетчик 28 начнет заполняться импульсами, поступающими на его тактовый вход с первого выхода генератора 25, так как снят сигнал, удерживающий счетчик 28 в нулевом состоянии, и задан режим работы счетчика 28 на сложение (на входе сложения "1", на входе вы читания "0"); на выходе умножителя1004974 ПтаХаП 11 т 2 ттсх1729 (втором выходе 36 Формирователя 14) появится импульсивная последовательность, частота которой будет непрерывно увеличиваться, так как число в счетчике 28 и на управляющих входах умножителя 29 будет возрастать а на тактовый вход умножителя 29 поступают импульсы со второго выхода генератора 25.Сразу же после записи первой еди- ф ницы в счетчик 28 на выходе элемента 30 ИЛИ установится "1" и будет поддерживаться до тех пор, пока счетчик 28 снова не установится в нулевое состояние. 35Как только число в счетчике 28 совпадет с числом на выходе задатчика 32, на выходе элемента 31 сравнения появится "1". При этом на выходе элемента 26 ИЛИ-НЕ и первом вы ходе 35 формирователя 14 установится "0", счетчик 28 будет переведен в режим хранения записанного в нем чис.ла (на входе сложения "0", на входе вычитания 11011), а следовательно, ча стота импульсов на втором выходе 36 Формирователя 14 перестанет расти.Таким образом начиная с момента установки "1" на выходе элемента 31 сравнения, на первом выходе 35 формирователя 14 установится "Он а частота импульсов на его втором выходе 36 будет постоянной. Такое состояние формирователя35 14 будет сохраняться до того момента времени, когда на его первый вход 33 будет подана ."1", как это имеет место при торможении. Сразу же после установки "1" на первом входе 33 Фор 40 мирователя 14: на выходе элемента 26 ИЛИ-НЕ и входе сложения счетчика 28 подтвердится "0", так как на первом входе элемента 26 ИЛИ-НЕ сигнална выходе элемента 27 И и вхо 45 де вычитания счетчика 28 установится 11 111 , так как на обоих входах элемента 27 И сигнал н 1", число в счетчике 28 под действием импульсов с первого выхода генератора 25.начнет уменьшаться, так как задан режим работы51", счетчика 28 на вычитание (на входе сложения "0", на входе вычитания "1") чаСтота импульсов на выходе умножителя 29 и втором выходе 36 формирователя 14 начнет снижаться, так как число в счетчике 28 и на управляющих входах умножителя 29 будет непрерывно уменьшаться. 18Как только число в счетчике 28 станет равным нулю, на выходе элемента 30 ИЛИ установится "Он а следовательно, установится "0" на выходе элемента 27 И и входе вычитания счетчика 28, При этом дальнейшая работа на вычитание счетчика. 28 прекратится, и он будет сохранять свое нулевое состояние.Таким образом, если подать "1" на первый вход 33 Формирователя 14 при наличии сигнала "0" на его втором входе 34 то частота импульсов на его втором выходе 36 будет уменьшаться до нуля, после чего останется постоянной.Заполнение счетчика 28 от нуля до заданного задатчиком 32 числа про" исходит под действием тактовых импуль" сов той же частоты, что и уменьшение записанного в нем числа до нуля. Тогда время разгона будет равно врем "ни торможения, а так как частота такто- вых импульсов постоянна, закон возрастания и снижения частоты импульсов на втором выходе 36 формирователя 14 будет близок к линейному (строго говоря, линейной будет лишь огибающая, а затем изменение скорости будет ступенчатым) . Частота импульсов на втором выходе генератора 25 такова, что при максимальном числе в счетчике 25 и , ,частота импульсов на втором выходе 6 Формирователя 14 соответствует максимально возможному 5 п и имеет значение Г , Частота же импульсов на пер" вом выходе генератора 25 Ф такая, что заполнение счетчика 28 до и прот св. исходит за время В , - минимально допу"П 11 Пстимое для конкретных типов приводов 19 и 20, время нарастания частоты на втором выходе 36 Формирователя 14 доТогда где 1 - коэффициент характеризующийумножитель 29, равный в простейшем случае единице.В этом случае 2 тваКБлок 15 управления (фиг, 4) работает следующим образом.