Тренажер токаря

(5 в 4 С 09 В 9/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВУ У 3 Бюл. ежоб сткой учебныйП.С.Стаценко о СССР198.СССР тельств9/24,льствоВ 9/24 54) ТРЕНАЖЕР ТОК57) Изобретениеерам для обучени носится к тренанавыкам управлестанком. Цельрение дидактичесенажера. Условия ния металлорежущимизобретения - расшиких возможностей т е соответствую боты на токари обучения на тренаж реальным условиям станке, т.к. учитыв мерного износа режи деформации техно ется влияние разущей кромки резца огической системы ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ,ЯО 1368908 А 1 станок-приспособление-инструмент-деталь на точность обработки детали.Входы блока моделирования деформаций станка, резца и заготовки соединены с датчиком времени, блоком определения реакций обучаемого и блокоммоделирования перемещений рабочегооргана, а выход - с блоком интегрирования, служащим для определенияфактических параметров резания, другой вход которого соединен с блокомопределения установленных параметроврезания, а выход - с блоком определения ошибок. Тренажер также содержитблок органов ручного управления, блокдатчиков, блок моделирования скорости перемещений, блок суммирования,блок имитации внешних воздействий,функциональный преобразователь, блокпредъявления учебной информации,датчик времени, блок задания уставок,формирователь сигналов консультативной информации, счетчик 13, блок моделирования электропривода. 2 ил.18 368908 Блок 18 по сигналу, поступающему с выхода блока 17, пропорциональному деформациям станка, резца и заготовходах блока 3, пропорциональные продольному и поперечному перемещениямрезца. Эти сигналы, поступая на входы нелинейных элементов 79,80, формируют на их выходах новые значения 45 50 сигналов, пропорциональных возникающим при продольном и поперечном соответственно перемещениях резца деформациям заготовки.Сумматоры 70, 71 для новых значений сигналов, пропорциональных деформациям станка, возникающим под действием нагрева станка, размерному износу режущей кромки резца и деформациям резца под действием нагрева рез 55 ки, по сигналу, поступающему с выхода сумматора 53, пропорциональномуустановленным параметрам резания,формирует сигнал, пропорциональныйфактическим параметрам резания.10 В результате возникшей деформациитехнологической системы станок-приспособление-инструмент деталь фактические параметры резания - глубинарезания и подача, окажутся меньшими 15 их установленных значений. Поэтомудля поддержания рационального режимарезания и получения заданной точности обработки конуса обучающийся сучетом возникающей деформации техно логической системы станок-приспособление-инструмент-деталь корректирует свои управляющие воздействия навходящие в состав блока ручки 22 и23 так, чтобы отличие фактических па раметров резания от установленныхзначений было минимальным.По мере обработки заготовки настанке сигнал на выходе датчика 10,пропорциональный продолжительности 30 обработки заготовки на станке, увеличивается и, поступая на входы нели.нейных элементов 67,68,69, формируетна нх выходах новые значения сигналов, пропорциональных деформациистанка, возникающей под действиемнагрева станка, размерному износурежущей кромки резца и деформациямрезца под действием нагрева резца,деформациям заготовки, возникающим 40 под дейстнем нагрева заготовки впроцессе ее обработки на станке.Одновременно с этим по мере приближения резца к основанию конусаизменяются значения сигналов на вы 1368908 20ца, поступающих на их входы с нелинейных элементов 67 и 68 соответственно, определяют новые значения сигналов, пропорциональных деформациямВ станка, возникающим под действием нагрева станка инструмента и деформациям резца, возникающим под действием нагрева резца и силы резания, и размерному износу режущей кромки резца. 1 ОСумматор 72 для новых значений сигналов, пропорциональных деформациям заготовки, возникающим под действием нагрева заготовки в процессе ее обработки на станке, поступающих 15 с нелинейного элемента 69, и сигналов, пропорциональных возникающим при продольном и поперечном перемещениях резца деформациям заготовки, поступающих с нелинейных элементов 79, 80 20 соответственно, определяет новое значение сигнала, пропорционального деформациям заготовки, возникающим под действием нагрева заготовки и силы резания. 25Блок 18 по новым значениям сигналов, пропорциональных деформациям станка, возникающим под действием нагрева станка, инструмента, деформациям резца, возникающим под действием 30 нагрева резца и силы резания, и размерному износу режущей кромки резца, деформациям заготовки и силе резания, и поступающих с выхода сумматоров 70, 71,72 определяет новое значение сигнала, пропорционального фактическим параметрам резания.Обучаемый с учетом изменившейся величины деформации технологической системы станок-приспособление-инстру мент-деталь снова скорректирует свои управляющие воздействия на входящие в состав блока 1 ручки 22 и 23 для устранения несоответствия между фактическими и установленными параметра В ми резания. В случае ошибочных действий обучаемого, заключающихся в переключении скорости рукояткой 21 при включении рукояткой 20 фрикционной муфты, сигнал с выхода узла 5 поступает на один вход ключа 63. При этом на другой вход ключа 63 поступает сигнал с выхода узла 50. В результате действия этих двух сигналов ключ 63 на своем выходе вырабатывает сигнал и подает его на вход блока 9, который сигнализирует об ошибке в переключении скоростей, допущенной обучающимся еОдновременно с этим узел 60 сигнал, пропорциональный частоте вращения шпинделя и поступающий на один его вход с.выхода узла 50, сравнивает с сигналом, пропорциональньщ заданному значению частоты вращения шпинделя и поступающим на его другой вход с элемента 31. При несоответствии частоты вращения шпинделя ее заданному значению узел 60 на своем выходе формирует сигнал, поступающий на один вход ключа 64.Ключи 64 - 66 находятся в открытом состоянии, так как на их другие коммутирунщие входы поступает сигнал с элемента 33. Этот же сигнал с элемента 33 поступает на вход инвертора 59, поэтому сигнал, сформированный на его входе закроет ключи 55 и 56. Сигнал с выхода ключа 64, сигналиэирующий об ошибке, допущенной обучающимся в выборе частоты вращения шпинделя, поступает на вход блока 9, который индицирует данную ошибку. Узел 62 сигнал, пропорциональный подаче и поступающий на его вход с выхода узла 37, сравнивает с сигналом, пропорциональным заданному эна чению подачи и поступающим на его вход с элемента 32. При несоответствии подачи ее заданному значению узел 62 на своем выходе формирует сигнал, поступающий на один вход ключа бб. Сигнал с выхода открытого ключа 66, сигнализирующий об ошибке, допущенной обучаемым в вьщерживании подачи поступает через выход блока 8 определения ошибок на первый вход блока 9 индикации, который индицирует данную ошибку.Далее узел 61 сигнал, пропорциональный глубине резания и поступающий с выхода блока 8, сравнивает с сигналом, пропорциональным, заданному значению глубиной резания и поступающим с элемента 33. В случае больших отклонений фактических параметров резания от заданных узел 61 формирует сигнал (ошибку), поступающий через открытый ключ 65 на вход блока 9 для предупреждения обучающегося о его неверных корректирующих воздействиях по управлению кареткой и салазками при устранении влияния деформации технологической системы станок 22211368908приспособление-инструмент-деталь на точность обработки детали.Предлагаемое устройство позволяет также отрабатывать первоначальные навыки управления станком. Так как в этом случае обучение происходит без операции обработки детали, то инструк тор не задает режим обработки. Поэтому отсутствие в этом случае сигна ла на выходе элемента 33 приведет к появлению на выходе инвертора 59 сигнала, открывающего ключи 55, 56, и блок 8 будет выявлять неточности при обегании резцом заданного профиля де тали в том же порядке, как и в известном устройстве.Так арифметический узел 57 определяет абсолютную величину и знак от- клонения продольного перемещения рез 20 ца, поступающего с выхода узла 28 от расчетного значения продольного перемещения резца, поступающего с выхода функционального преобразователя 46, и через ключ 55 выдает на вход бло ка 9. Арифметический узел 58 определяет абсолютную величину и знак отклонения поперечного перемещения резца, по. у- Зр пающего с выхода узла 29, от расчетного значения, поступающего с выхода функционального преобразователя 47 и через ключ 56 выдает на вход блока 9.35Ключи 64 - 66 ввиду отсутствия на их других входах сигнала, снимаемого с элемента 33, закрыты,Таким образом, в течение всего процесса обработки заготовки на стан О ке для поддержания рационального режима резания и получения заданной точности обработки детали обучающийся постоянно корректирует на величину возникающей деформации технологи ческой системы станок-приспособление- инструмент-деталь свои управляющие воздействия на ручки перемещений каретки и салазок, тем самым отрабатывая сложный навык управления токарным станком с учетом влияния деформаций станка, резца,затотовки и размерного износа режущей кромки резца на точность обработки детали.Использование предлагаемого устройства позволяет обучаемому значительно быстрее приобрести навыки управления металлорежущим станком при обработке детали с учетом деформации технологической системы станок-приспособление-инструмент-деталь.Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения может быть получен за счет ускорения процесса обучения и снижения затрат на обучение рабочих,Формула изобретенияТренажер токаря, содержащий блок органов ручного управления, информационные выходы которого соединены с соответствующими входами блока датчиков, выходы первой группы которого подключены к соответствующим входам блока моделирования перемещений рабочего органа, а выходы второй группы - к соответствующим информационным входам блока моделирования электропривода, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока органов ручного управления, а входы возмещающих воздействий которого подключены к соответствующим выходам блока имитации внешних воздействий, блок формирования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока имитации внешних воздействий, входы первой группы - с соответствую-ф щими выходами блока определения реакций обучаемого, а входы второй группы - с соответствующими выходами блока моделирования скорости перемещений, входы которого подключены к соответствующим выходам блока моделирования перемещений рабочего органа, соединенным с соответствующими входами первой грунпы блока управления учебной информации и блока определения ошибок и соответствующими входами функционального преобразователя, блока определения установленных параметров резания и бита задания уставок, выходы первой группы которого подключены к соответствующим входам второй группы блока предъявления учебной информации, выходы второй группы - к соответствующим входам второй группы блока определения ошибок, а выход - к первому входу блока определения реакций обучаемого, второй вход которого соединен с одним иэ выходов блока моделирования скорости перемещений, подключенным к первому входу блока определения ошибок, входы третьей группы которого23 1368908 соединены с соответствующими информационными выходами функциональногопреобразователя, а входы четвертойгруппы - с соответствующими выходамиблока моделирования электропрнвода,один выход функционального преобразователя подключен к управляющемувходу формирователя сигналов консультативной информации, а другой выход - к входу счетчика, выход которого соединен с первым входом блока управления учебной информации, входытретьей группы которого подключенык соответствующим выходам блока определения ошибок, второй выход - квыходу датчика времени, а третийвход - к выходу формирователя сигналов консультативной информации, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами блокамоделирования скорости перемещений,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения дидактических возможностей тренажера, в него введеныблок интегрирования и блок моделирования деформаций станка, резца и за/готовки, содержащей пять групп не 5 10 15 20 25 линейных элементов и три сумматора,выходы которых подключены к одномувходу блока интегрирования, другойвход которого соединен с выходом блока определения установленных параметров резания, а выход - к второму входу блока определения ошибок и к третьему входу блока определения реакцийобучаемого, входы нелинейных элементов первой группы соединены с выходомдатчика времени, и выходы - соответственно с управляющими входами первого,второго и третьего сумматоров, входынелийейных элементов второй, третьейи четвертой групп подключены к соответствующим выходам блока определения реакций обучаемого, а выходы -соответственно к информационным входам первого и второго сумматоров и кинформационным входам первой группытретьего сумматора, информационныевходы третьей группы которого подключены к выходам соответствующихнелинейных элементов пятой группы,входы которых соединены с соответствующими входами блока моделированияперемещений рабочего органа.Изобретение относится к тренаже рам для обучения пользованию рабочим инструментом и может быть использовано для обучения навыкам управления металлорежущим, станком.11 ель изобретения - расширение дидактических возможностей тренажера.На фиг. представлена структурная схема тренажера; на фиг. 2 - блок модели рования реформации станка, резка и заготовки еТренажер токаря содержит последовательно соединенные блок 1 органов ручного управления, блок 2 дат Г чиков (ручных органов), блок 3 моделирования перемещений рабочего органа, блок 4 моделирования скорости перемещений, блок 5 суммирования, блок 6 имитации внешних воздействий, 20 функциональный преобразователь 7,блок 8 определения ошибок, блок 9 предъявления учебной информации, датчик 10 времени, блок 11 задания установок, формирователь 12 сигналов консультативной информации, счетчик 13, блок 14 определения установленных параметров резания, блок 15 определения реакций обучаемого, блок 16 моделирования электропривода, блок 17 мор,"пирования деформаций станка, резца и заготовки, блок 18 определения фактических параметров резания.Блок 1 содержит кнопочную станцию 19 включения и выключения электродви гателя главного привода, рукоятку 20 управления фрикционной муфтой, рукоятку 21 установки частоты вращения шпинделя, ручку 22 перемещения каретки, ручку 23 перемещения салазок. 40Кнопочная станция 19 включения и выключения электродвигателя главного привода служит для имитации включения и выключения электродвигателя главного привода станка. 45Рукоятка 20 служит для имитации включения фрнкционной муфты станка; рукоятка 21 - для имитации установки частоты вращения шпинделя; ручка 22 для имитации перемещения каретки, 50 ручка 23 - для имитации перемещения салазок.Согласно психолого-педагогическим требованиям, предъявляемьаи к тренажерам, в качестве кнопочной станции 19 55 включения и выключения электродвигателя главного привода, рукоятки 20 управления фрикционной муфтой, рукоятки 21 установки частоты вращения шпинделя, ручки 22 перемещения каретки иручки 23 перемещения салазок должныбыть приняты соответствующие органыуправления, применяемые на токарномстанке.Блок 2 содержит датчик 24 включения фрикционной муфты, датчик 25 установки частоты вращения шпинделя,датчик 26 вращения ручки перемещениякаретки и датчик 27 вращения ручкиперемещения салазок.Датчик 24 формирует сигнал, указывающий о подключении шпинделя к коробке скоростей.Датчик 25 предназначен для преобразования сигнала, поступающего с рукоятки 21, в сигнал, пропорциональный положению рукоятки установки частоты вращения шпинделя.Датчик 26 предназначен для преобразования сигнала, поступающего сручки 22, в сигнал, пропорциональныйуглу поворота ручки перемещениякаретки.Датчик 27 предназначен для преобразования сигнала, поступающего сручки 23 в сигнал, пропорциональныйуглу поворота ручки перемещения салазокДатчики 24 - 27 могут быть реализованы с помощью потенциометрическихпреобразователей, кинематически соединенных с соответствующими органами ручных подач.Блок 3 состоит из узла 28 моделирования перемещения каретки и узла29 моделирования перемещения салазок.Узел 28 по сигналу, поступившемус выхода датчика 26, пропорциональному углу поворота ручки .перемещениякаретки, формирует сигнал, пропорциональный перемещению каретки, т.е.продольному перемещению резца.Узел 29 по сигналу, поступающемус выхода датчика 27, пропорциональному углу поворота ручки перемещениясалазок, формирует сигнал, пропорциональный перемещению салазок, т.е. поперечному перемещению резца,Узлы 28 и 29 могут быть реализованы с помощью устройств для воспроизведения характеристики люфта.Блок 11 состоит из элементов 30 -33 памяти и задатчика 34 профиля обрабатываемой детали. Элементы 30 -33 предназначены для задания инструкторам производственного обучения ин 1368908формации о рациональном режиме обработки и свойствах обрабатываемой заготовки и сохранения этой информацииво время выполнения облучающимися уп 5ражнения.Элемент 30 предназначен для запоминания заданного инструктором значения твердости материала, элемент31 - для запоминания заданного инструктором значения частоты вращенияшпинделя, элемент 32 - для запоминания заданного инструктором значенияподачи, элемент 33 - для запоминаниязаданного инструктором значения глубины резания.Элементы 30 - 33 могут быть реализованы с помощью потенциометрическихпреобразователей, преобразующих не-.электрические входные величины (твердость материала, частоту вращенияшпинделя, подачу и глубину резания)в электрические сопротивления,Задатчик 34 по сигналам, поступающим с выхода блока 3, пропорциональным продольному и поперечному перемещениям резца, вырабатывает сигналы,соответствующие профилю обрабатываемой детали. 40 30Задатчик 34 может быть реализован с помощью генератора 35 развертки и функционального преобразователя 36. В качестве генератора 35 может быть принят генератор линейно изменяющегося напряжения. В качестве преобразователя 36 может быть принят нелинейный функциональный преобразователь воспроизводящий заданный нелинейный профиль фигуры.Блок 4 состоит иэ узла 37 моделирования скорости перемещения каретки и узла 38 моделирования скорости пере. мещения салазок.Узел 37 по сигналу, поступающему 4 Б с выхода узла 28, пропорциональному перемещению каретки, формирует сигнал, пропорциональный скорости перемещения каретки, т.е. величине подачи.50Узел 38 по сигналу, поступающему с выхода узла 29, пропорциональному перемещению салазок, формирует сигнал пропорциональный скорости перемещения салазок, т.е. величине глубины резания.Узлы 37 и 38 могут быть реализованы с помощью дифференцирующего усилигеля постоянного тока. Блок 15 состоит из определителя 39продольной составляющей силы резанияи определителя 40 поперечной составляющей силы резания.Определитель 39 по сигналу, поступающему на вход с выхода узла 37,пропорциональному скорости перемещения каретки, сигналу, поступающемуна вход с выхода блока 18, пропорциональному глубине резания, сигналу,поступающему на вход с элемента 30,пропорциональному заданному значениютвердости материала, вырабатывает сигнал, йропорциональный усилию, прикладываемому обучающимся к ручке 22для преодоления продольной составляющей силы резания.Определитель 40 по сигналу, поступающему на вход с выхода узла 38,пропорциональному скорости перемещения салазок, сигналу, поступающемуна вход с выхода блока 18, пропорциональному глубине резания, сигналу,поступающему на вход с элемента 30,пропорциональному заданному значениютвердости материала, вырабатываетсигнал, пропорциональный усилию, прикладываемому обучающимся к ручке 23для преодоления поперечной составляющей силы резанияОпределители 39 и 40, могут бытьреализованы с помощью суммирующегоусилителя.Блок 5 состоит из сумматора 41 исумматора 42,Сумматор 41 по сигналу, поступающему с выхода узла 37, пропорциональному скорости перемещения каретки, исигналу, поступающему с выхода определителя 39, пропорциональному усилию, прикладываемому обучающимся кручке перемещения каретки для преодоления продольной составляющей силы резания, вырабатывает сигнал,пропорциональный усилию, прикладываемому обучающимся к ручке 22Сумматор 42 по сигналу, поступающему с выхода узла 38, пропорциональному скорости перемещения салазок, и сигналу, поступающему с выхода определителя 40, пропорциональному усилию, прикладываемому обучающимся к ручке 23 для преодоления поперечной составляющей силы резания,вырабатывает сигнал, пропорциональный усилию, прикладываемому обучающимся к ручке 2310 15 20 30 35 40 45 50 Сумматоры 41 и 42, могут быть реализованы с помощью суммирующегоусилителя,Блок 6 состоит из узла 43 имитации сопротивления перемещению каретки и узла 44 имитации сопротивленияперемещению салазок.Узел 43 по сигналу, поступающемус выхода сумматора 41, пропорциональному усилию, прикладываемому обучающимися к ручке 22, изменяет величинуусилия, прикладываемого обучающимися к ручке 22 при обработке заготовки.Узел 44 по сигналу, поступающемус выхода сумматора 42, пропорциональному с усилию, прикладьваемому обучающимися к ручке 23, изменяет величину усилия, прикладываемого обучающимся к ручке 23 при обработке заготовки,Узлы 43 и 44 могут быть реализованы с помощью электромагйитных муфт.Ведомые валы этих электромагнитныхмуфт кинематически соединяются с соответствующим органом ручных подач,а ведущие валы муфт для предотвращения проворачивания жестко закрепляются на корпусе тренажера.Функциональный преобразователь 7,состоит из функциональных преобразователей 45 - 47 и узла 48 сравнения,функциональный преобразователь 45по сигналу, поступающему с выхода узла 28, пропорциональному продольномуперемещению резца, определяет расчетное значение скорости перемещениярезца.Функциональный преобразователь 46по сигналу, поступающему с выхода узла 29, пропорциональному поперечномуперемещению резца, определяет расчетное значение продольного перемещения резцаФункциональный преобразователь 47 по сигналу, поступающему с выхода уэ" ла 28, пропорциональному продольному перемещению резца, определяет расчетное значение поперечного перемещения резца.Функциональные преобразователи 45 - 47, могут быть реализованы с помощью нелинейного функционального преобразователяузел 48 предназначен для сравнения сигнала, поступающего с выхода узла 29, пропорционального продольному перемещению резца, с сигналом, поступающим с выхода функциональногопреобразователя 46, пропорциональнымрасчетному значению продольного перемещения резца. В случае отклоненияпродольного перемещения резца от расчетного значения его продольного перемещения узел 48 вырабатывает сигнал нарушения точности выполнения управления,В качестве узла 48 может быть принято устройство для сравнения абсолютных значений напряжений.Блок 16 состоит из узла 49 моделирования коробки скоростей, узла 50моделирования вращения шпинделя иузла 51 выявления переключения скоростей.Узел 49 по сигналу, поступающемуна его вход с выхода датчика 25, пропорциональному перемещению рукояткиустановки частоты вращения шпинделя,воспроизводит процессы, аналогичные процессам в реальной коробке скоростей, Поэтому сигнал на выходе узла 49 соответствует выбранной частоте враще ния шпинделя.В качестве узла 49 может быть принят суммирующий усилитель.Узел 50 по сигналу, поступающемуна его один вход с выхода узла 49,пропорциональному выбранной частотевращения шпинделя, сигналу, поступающему на его другой вход, с выходадатчика 24, пропорциональному перемещению рукоятки управления фрикционной муфтой, и сигналу, поступающемуна его вход с кнопочной станции 19 включения и выключения электродвигателя главного привода, соответствующему моменту включения и выключения электродвигателя, воспроизводит процессы, аналогичные процессам разгона,установившегося вращения и торможения шпинделя. Поэтому сигнал на выходе узла 50 соответствует частоте вращения шпинделя.Узел 51 по сигналу, поступающему на его вход с выхода датчика 25,пропорциональному перемещению рукоятки установки частоты вращения шпинделя, формирует на своем выходе в момент переключения скоростей сигнал,укаэьвающий на факт переключения.Узел 51 может быгь реализован набазе конденсаторного реле времени сиспользованием релейного усилителяна транзисторах.1368908 Блок 4 состоит из нелинейного элемента 52 и сумматора 53.Нелинейный элемент 52 по сигналу, поступающему с выхода узла 28, пропорциональному продольному перемещению резца, формирует в соответствии с заданным профилем заготовки на своем выходе сигнал, пропорциональный положению поверхности обрабатываемой заготовки.Нелинейный элемент 52 может быть реализован с помощью нелинейного функционального преобразователя.Сумматор 53 сигнал, поступающий на его один вход с выхода нелинейного элемента 52, пропорциональный положению поверхности обрабатываемой заготовки, вычитает иэ сигнала, поступающего на его другой вход с выхода узла 29, пропорционального поперечному перемещению резца, в соответствии с полученной разностью формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный установленным параметрам резания, Сумматор 53, может быть 1 реалиэован с помощью суммирующего усилителя. Инвертор 59 по сигналу, пропорцио нальному заданному значению глубинырезания и поступающему на его вход свыхода элемента 33, вырабатывает сигнал, управляющий ключами 55 и 56.Приналичии напряжения на выходе элемента 45 33 ключи 55 и 56 закрыты, а при отсутствии - открыты.Блок 17 по сигналу, поступающемуна один вход с датчика 10, пропорциональному продолжительности обработкизаготовки на станке, по сигналам, поступающим на другие входы с выходозблока 15, пропорциональным продольнойи поперечной составляющим силы резания, по сигналам, поступающим на Бб третьи входы с выходов блока 3, пропорциональньи продольному и поперечному перемещению резца, формирует сигнал, пропорциональный деформациямстанка, резца и заготовки. Блок 8 состоит иэ порогового элемента 54, выходы которого соединеныс выходами ключей 55 и 56. Вход ключа 55 соединен с выходом арифметического узла 57 и одним входом порогового элемента 54, Вход ключа 56соединен с выходом арифметическогоузла 58 и другим входом пороговогоэлемента 54. Входы ключей 55 и 56 соединены с выходом инвертора 59Однивходы арифметических узлов 57 и 58соединены с первым выходом функционального преобразователя 7, а другиевходы с выходом блока 3. Арифметические узлы 57 и 58 определяют абсолютную величину и знак отклонения вершины резца от поверхности заготовкии через соответствующие ключи 55 и56 выдают эту величину на вход блока 9,Узел 60 сравнения сигнал, пропорциональный частоте вращения шпинделяи поступающий на его вход с выходаузла 50, сравнивает с сигналом, пропорциональным заданному значению частоты вращения шпинделя и поступающимна вход узла 60 с выхода элемента 31,и в случае их несоответствия вырабатывает на своем выходе соответствующий сигнал. Узел 61 сравнения сигнал, пропорциональный глубине резания и поступающий на его вход с выхода блока 18,сравнивает с сигналом, пропорциональным заданному значению глубины резания и поступающим на его вход с выхода элемента 33, а в случае их несоответствия вырабатывает на своем выхо 10 де соответствующий сигнал.Узел 62 сравнения сигнал, пропорциональный подаче и поступающий наего вход с выхода узла 37, сравнивает с сигналом, пропорциональным эа данному значению подачи и поступающим на его вход с выхода элемента 32,в случае их несоответствия вырабатывает на своем выходе соответствующийсигнал.20 Ключ 63 при одновременном появлении сигнала, пропорционального частоте вращения шпинделя, и сигнала,указывающего на факт переключения,поступающих на его вход с выходов уз ла 50 и узла 51, вырабатывает сигналоб ошибке в переключении скоростейдопущенной обучающимся.Ключи 64-66 по сигналу, пропорциональному заданному значению глубины ЭО резания и поступающему на их входы,с выхода элемента 33, и сигналу, поступающему на их входы с узлов 60 - 62соответственно, вырабатывают сигналы об отклонении действительных знаЗ 5 чений соответственно частоты вращенияшпинделя, глубины резания и подачи отих заданных значений.На фиг.2 представлена одна из возможных структурных схем блока 17.Блок 17 состоит иэ нелинейных элементов 67-69, входы которых соединены с датчиком 1 О, а выходы с управля.ющими входами сумматоров 70-72 соответственно, выходы которых соединены с входом блока 18, а вторые входы через нелинейные элементы 73 - 1075 и 76 - 78 соответственно с выходом блока 5, а третьи входы сумматора 72 соединены через нелинейныеэлементы 79 и 80 с выходом блока 3.Нелинейный элемент 67 по сигналу, 15поступающему с выхода датчика 10,пропорциональному продолжительностиобработки заготовки на станке, формирует сигнал, пропорциональный деформации станка возникающей под действием нагрева станка,Нелинейные элементы 73 и 74 посигналам, поступающим с выходов блока 15, пропорциональным продольнойи поперечной соответственно составляющим силы резания, формирует сигналы,пропорциональные деформациям станка, возникающим под действием продольной и поперечной соответственносоставляющих силы резания. 30Сумматор 70 по сигналам, поступающим с выходов нелинейных элементов73, 74, 67, пропорциональным деформациям станка, возникающим под действием продольной составляющей силырезания, под действием поперечнойсоставляющей силы резания, под действием нагрева станка соответственноформирует сигнал, пропорциональный деформациям станка, возникающим под действием нагрева станка и силы резания,Нелинейный элемент 68 по сигналу, поступающему с выхода датчика 10, пропорциональному продолжительности 4 обработки заготовки на станке, формирует сигнал, пропорциональный размерному износу режущей кромки резца и деформациям резца под действием нагрева резца. 50Нелинейные элементы 75, 76 по сигналам, поступающим с выходов блока 15, пропорциональньм продольной и поперечной составляющим силы резания, формирует сигналы, пропорциональные деформациям резца, возникающим под действием продольной и поперечной составляющих силы резания. Сумматор 71 по сигналам, поступающим с вьжодов нелинейных элементов 68, 75, 76, пропорциональным размерному износу режущей кромки резца и деформациям резца под действием нагрева резца, деформациям резца, возни- кающим под действием продольной составляющей силы резания, деформации резца, возникающим под действием поперечной составляющей силы резания соответственно, формирует сигнал, пропорциональный деформациям резца, возникающим под действием нагрева резца и силы резания, и размерному износу режущей кромки резца.Нелинейный элемент 69 по сигналу, поступающему с выхода датчика 1 О, пропорциональному продолжительности обработки заготовки на станке, формирует сигнал, пропорциональный деформациям заготовки возникающим под действием нагрева заготовки в процессе ее обработки на станке.Нелинейные элементы 77 и 78 по сигналу, поступающему и с выходов блока 15, пропорциональным продольной и поперечной соответственно составляющим силы резания, формируют сигналы, пропорциональные деформациям заготовки возникающим по 1 действием продольной и поперечной составляющих силы резания.Нелинейные элементы 79 н 80 по сигналам, поступающим с выходов блока 3, пропорциональным продольному и поперечному перемещениям резца, формируют сигналы, пропорциональные деформациям заготовки возникающим при продольноми поперечном перемещениях резца.Сумматор 72 по сигналу 1 поступающему с нелинейного элемента 69, пропорциональному деформациям заготовки, возникающим под действием нагрева заготовки в процессе ее обработки на станке, по сигналам, поступающим с нелинейньм элементов 77 и 78, пропорциональным деформациям заготовки,возникающим под действием продольной и поперечной составляющих силы резания, по сигналам, поступающим с нелинейных элементов 79 и 80, пропорциональным деформациям заготовки при данных продольном и поперечном соответственно перемещениях резца, формирует сигнал, пропорциональный деформациям заготовки, возникающим под действием нагрева заготовки и силы резания.Нелинейные элементы 67,68 69,73, 74,75,76,77,78,79,80 могут быть реализованы с помошью нелинейного преобразователя.Сумматоры 70,71,72 могут быть реализованы с помощью решающего усилителя, выполняющего математическую операцию интегрирования нескольких переменных.Блок 18 по сигналу, поступающему с блока 17, пропорциональному деформациям станка, резца и заготовки, по сигналу, поступающему с выхода сумматора 53, пропорциональному установленным параметрам резания, формирует сигнал, пропорциональный фактическим параметрам резания.Блок 18 может быть реализован с помощью решающего усилителя, выполняющего математическую операцию интегрирования нескольких переменных.Тренажер работает следующим образом.Пусть необходимо отработать на тренажере навык управления подачами станка при обработке одностороннего конуса, закреленного своим основанием в патроне станка. Конус имеет следующие параметры: высота конуса равна 400 мм, наибольший и наименьший диаметры соответственно равны 78 и 68 мм, допускаемая шероховатость поверхности не более 2,5, Заготовка - точная отливка, имеющая форму конуса, материал - сталь углеродистая.Эти данные инструктором сообщаются обучаемому, который должен определить сам и обеспечить рациональный режим резания, который соответствует глубине резания, равной 1,Омм, подаче, равной 0,2 мм/об, частоте вращения шпинделя, равной 630 об/мин.Задача обучающегося состоит в следующем: определить рациональный режим резания; установить рукоятки переключения коробки скоростей и положение, соответствующее 630 об/мин шпинделя; установить заданную глубину резания 1,0 мм у одного конца заготовки; осуществить процесс обработки конуса методом двух подач, выдерживая продольную подачу не более 0,2 мм/об и обеспечивая постоянство глубины резания, равную 1 мм с учетом деформации технологической системы станок-приспособление-инструмент-деталь. При включенном устройстве на экране электронно-лучевой трубки, входящей в состав блока 9, формируетсяиэображение профиля заготовки, подлежащей обработке и светлого пятна,положение которого соответствует положению вершины резца относительнопрофиля заготовки1 О Для контроля обучаемого за выполнением рационального режима резанияинструктор, воздействуя через блок1, устанавливает ручки потенциометров элементов 30 - 33 в положения, 15 пропбрциональные заданным значениямтвердости материала, частоты вращения шпинделя, подачи и глубины резания соответственно.С помощью рукоятки 21 обучаемый 20 имитирует установку выбранной им частоты вращения шпинделя. При этом сигнал, пропорциональный положению рукоятки 21 установки частоты вращенияшпинделя, с выхода датчика 25 поступает на вход узла 49, где преобразуется в напряжение, величина которого пропорциональна выбранной частотевращения шпинделя.Далее с помощью станции 19 обучае мый имитирует включение электродвигателя главного привода. После включения рукоятки 20 с выхода датчика24 на вход узла 50 поступает сигнал,указывающий о подклочении шпинделя З 5 к коробке скоростей.При этом узел 50 с помощью сигнала, поступающего на его вход с выхода узла 49, пропорционального выбранной частоте вращения шпинделя, сигна ла, поступающего с выхода датчика 24,указывающего о подключении шпинделяк коробке скоростей, и сигнала, поступающего со станции 19, соответствующего включению электродвигателя 45 главного привода, формирует на своемвыходе сигнал, пропорциональный частоте вращения шпинделя.ж Узел 51 по сигналу, поступающему 50 с выхода датчика 25, пропорциональному перемещению рукоятки 21, формирует на своем выходе в момент переключения скоростей сигнал, указывающий на факт переключения.Воздействуя на ручки 22 и 23, обу.чаемый после подвода резца к вершине конуса управляет глубиной резания и подачей, перемещая резец в сторону основания конуса.При этом узел 28 по сигналу, поступающему с выхода датчика 26, пропорциональному углу поворота ручки 22 формирует сигнал, пропорциональный продольному перемещению резца.Узел 29 по сигналу, поступающему с выхода датчика 27, пропорциональному углу поворота ручки 23, формирует сигнал, пропорциональный поперечному перемещению резца.Задатчик 34 по сигналам, поступающим с выхода блока 3, пропорциональным продольному и поперечному перемещению резца, вырабатывает сигналы, 15 соответствующие профилю обрабатываемой детали.Блок 9 по сигналам, поступающим с выхода задатчика 34, формирует иэображение профиля обрабатываемой детали. 20Блок 9 по сигналам, поступающим с выхода блока 3, пропорциональным продольному и поперечному перемещениям резца, формирует изображение светлого пятна, положение которого 25 соответствует положению вершины резца относительно профиля обрабатываемой детали.Нелинейный элемент 62 по сигналу, поступающему с выхода узла 28, про- ЭО порциональному продольному перемеш . нию резца, формирует в соответствии с заданным профилем заготовки на своем выходе сигнал, пропорциональный положению поверхности обрабатываемой заготовки. 40 45 Определитель 39 по сигналу, поступающему с выхода узла 37, пропорциональному скорости перемещения каретки, сигналу, поступающему с выхода блока 18, пропорциональному глубине 55 резания, сигналу, поступающему с элемента 30, пропорциональному заданному значению твердости материала, вырабатывает сигнал, пропорциональный усилию, прикладываемому обучаемым к Сумматор 53 сигнал, поступающий с выхода нелинейного элемента 52, пропорциональный положению поверхности обрабатываемой заготовки, вычитает иэ сигнала, поступающего с выхода узла 29, пропорционального поперечному перемещению резца, в соответствии с полученной разностью формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный установленным обучающимся параметрам резания.Функциональный преобразователь 45, входящий в состав функционального преобразователя 7, по сигналу, поступающему с выхода узла 28, пропорциональному продольному перемещению резца, определяет расчетное значение скорости перемещения резца.Функциональный преобразователь 46 по сигналу, поступающему с выхода узла 29, пропорциональному поперечному перемещению резца, определяет расчетное значение продольного перемещения резца.Функциональный преобразователь 47 по сигналу, поступающему с выхода узла 28, пропорциональному продольному перемещению резца, определяет расчетное значение поперечного перемещения резца. Узел 48 сигнал, поступающий с выхода узла 28, пропорциональный продольному перемещению резца, сравнивает с сигналом, поступающим с выхода функционального преобразователя 46,пропорциональным расчетному значению продольного перемещения резца, и в случае отклонения продольного перемещения резца от его расчетного значения вырабатывает сигнал нарушения точности выполнения управления, который регистрируется счетчиком 13.Узел 37 по сигналу, поступающему с выхода узла 28, пропорциональному перемещению каретки, формирует сигнал, пропорциональный скорости перемещения каретки,Узел 38 по сигналу, поступающему с выхода узла 28, пропорциональному перемещению салазок, формирует сигнал, пропорциональный скорости перемещения салазок.Формирователь 12 по сигналу, поступающему с выхода функционального преобразователя 45, пропорциональному расчетному значению скорости перемещения резца, сигналу, поСтупающемус выхода узла 37, пропорциональномускорости перемещения каретки, сигналу, поступающему с выхода узла 38,пропорциональному скорости перемещения салазок, для устранения неправильных управляющих воздействий обучаемого на ручки 22 и 23, т.е. дляпредотвращения нарушения точностиуправления обучаемому формирует сигнал о необходимости корректировки обучаемым своих управляющих воздействий,который поступает на вход блока 9.1368908 16 15ручке 22 для преодоления продольной составляющей силы резания.Определитель 40 по сигналу, поступающему с выхода узла 38, пропорциональному скорости перемещения салазок, сигналу, поступающему с выхода блока 18, пропорциональному глубине резания, сигналу, поступающему с элемента 30, пропорциональному заданному 10 значению твердости материала, вырабатывает сигнал, пропорциональный усилию, прикладываемому обучаемым к ручке 23 для пРеодоления поперечной составляющей силы резания15Сумматор 41 по сигналу, поступающему с выхода узла 37, пропорциональ ному скорости перемещения каретки, и сигналу, поступающему с выхода определителя 39, пропорциональному уси лию, прикладываемому обучающимся к ручке 22 для преодоления продольной составляющей силы резания, вырабатывает сигнал, пропорциональный усилию, прикладываемому обучаемьм к ручке 22,Сумматор 42, по сигналу, поступающему с выхода уэла 38, пропорциональному скорости йеремещения салазок, и сигналу, поступающему с выхода определителя 40, пропорциональному уси лию, прикладываемому обучаемым к ручке 23 для преодоления поперечной составляющей силы резания, вырабатывает сигнал, пропорциональный усилию, прикладываемому обучающимся к ручке 23.Узел 43 по сигналу, поступающему с выхода сумматора 41, пропорциональному усилию, прикладываемому обучаемьм к ручке 22, изменяет величину усилия, прикладываемого обучаемым к 40 ручке 22 при обработке заготовки. Нелинейный элемент 75 по сигналу, поступающему с выхода блока 15, пропорциональному продольной составляю- щей силы резания, формирует сигнал, пропорциональный деформации резца, возникающей под действием продольной составляющей силы резания.Нелинейный элемент 76 по сигналу с выхода блока 15, пропорциональному поперечной составляющей силы резания, формирует сигнал, пропорциональный деформации резца, возникающей под действием поперечной составляющей силы резания.Сумматор 71 по сигналаи, поступающим с выходов нелинейных элементов 68,75,76, пропорциональным размерному износу резущей кромки резца и деформациям резца под действием нагрева резца, деформацияи резца, возникающим под действием продольной составляющей силы резания, деформациям, резца, возникающим под действием поперечной составляющей силы резания, соответственно, формирует сигнал пропорциональный деформациям резца,45 55 Узел 44 имитации по сигналу, поступающему с выхода сумматора 42, пропорциональному усилию, прикладываемому обучаемьм к ручке 23, изменяетвеличину усилия, прикладываемого обучаемым к ручке 23 при обработке заготовки.Одновременно с этим нелинейныйэлемент 67 по сигналу, поступающемус выхода датчика 10, пропорциональному продолжительности обработки заготовки на станке, формирует сигнал,пропорциональный деформации станка,возникающей под действием нагревастанка,Нелинейный элемент 73 по сигналу,поступающему с выхода блока 15, пропорциональному продольной составляющей силы резания, формирует сигнал, пропорциональный деформации станка, возникающей под действием продольной составляющей силы резания.Нелинейный элемент 74 по сигналу, поступающему с выхода блока 15, пропорциональному поперечной составляющей силы резания, формирует сигнал, пропорциональный деформации станка, возникающий под действием поперечной составляющей силы резания.Сумматор 70 по сигналам, поступающим с выходов нелинейных элементов 73,74,67, пропорциональным деформа циям станка, возникающим под действием продольной составляющей силы резания, под действием поперечной составляющей силы резания, под действием нагрева станка формирует сигнал, пропорциональный деформациям станка, возникающим под действием нагрева станка и силы резания.Нелинейный элемент 68 по сигналу, поступающему с выхода датчика 1 О, пропорциональному продолвщтелъности обработки заготовки на станке, формирует сигнал, пропорциональный размерному износу режущей кромки резца и деформациям резца под действием нагрева резца