Система программного управления металлорежущими станками

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЗависимое от авт. свидетельства147421Заявлено 27,1 Ч.1970 ( 1433271/18-24) М. Кл, С 05 Ь 19/06 с присоединПриоритетОпубликова нием заявкиКомитет по дела изобретений тнрыти 9.1.1972, Бюллетеньи Совете Министре СССРата опубликования описания 10.П 1,197 Авторыизобретения М, И. Коваль, В. С. Андреев, В. И, фоменко и 1 О, П. Серебряков Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станковявител СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМИ СТАНКАМИИзвестна система программного управления металлорежущими станками по авт. св.147421, содержащая копировальный индуктивный прибор, схему формирования управляющих сигналов и два исполнительных регулируемых привода подачи. Для автоматизации копирования замкнутых контуров произвольной формы в ней применены три индуктивных дифференциальных датчика, два из которых (координатные) определяют в полярных координатах положение точки пересечения оси копировального прибора с плоскостью копирования, а третий (корректирующий) вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению оси копировального прибора от заданного начального отклонения, Система является прогрессивной и применена в ряде копировально-фрезерных станков.Недостатки системы:а) для питания первичных обмоток корректирующего датчика служит выходное напряжение координатных датчиков. Для предварительного его усиления используется сравнительно мощный электронный или полупроводниковый усилитель, работающий в линейном режиме, что снижает надекность схемы управления;б) в системе правтоматический реводе прибора к ко равляемого сигналом координатных датчиков.В момент переключения система работает в динамическом режиме удар в стенку, что вызывает зарезы на детали даже при подводе фрезы к изделию с малой скоростью. Кроме того, система критична к расстройке координатных датчиков.Предлагаемая система отличается тем, чтосна содержит фазочувствительный усилитель 10 и реле на выходе этого усилителя. Вход фазочувствьтельного усилителя связан с выходом корректирующего датчика, первичная обмогка которого соединена с источником питания несущей частоты, а нормально открытые кон такты реле включены между выходами всехдатчиков и входами усилителей, Это позволяет повысить точность работы системы,На чертеже приведена функциональная схема предлагаемой усовершенствованной систе мы управления.Система содержит координатные индуктивные датчики копировального прибора 1 ТД, 2 ТД, корректирующий индуктивный датчик ЗТД, усилитель-ограничитель 1 У и усилитель 25 2 У, функциональный преобр азователь Ф 17,ждущий триггер ЖТ, выходные фазовые дискриминаторы схемы управления для системы координат Х и У движения рабочих органов РО станка ФД ФД;, фазовый дискримина тор ФД корректирующего датчика, фазочувст60 65 вительцый усилитель ФЧУ, реле Р, корректирующее звено КЗ.;, КЗ исполнительный привод подач ИПГ ИПП копир К, копировальный прибор КП, генератор напряжений несущей частоты ГНЧ, рабочие органы РО, РО,.Предлагаемая система управления, как и система по авт, св.147421, содержит три дифференциальных датчика 1 ТД, 2 ТД и ЗТД, Пцтацпс координатных датчиков 1 ТД, 2 ТД осуществляется от генератора несущей частоты ГНЧ двумя цезавпсимымц напряжениями, сдвинутыми ца 90 эл. град. Сигнал на выходе датчиков появляется при текущем отклонении 6 пальца копировального прибора от его геометрической оси.Величина сигнала пропорциональна величине текущего отклонения, а фаза его определяется углом на 1 катия копира ца палец, Рабо. чим признаком сигнала является только его фаза.Выходное напряжение датчиков 1 ТД, 2 ТД после усилителя-ограцичителя 1 У поступает в функциональный преобразователь ФП, Последний преобразует прямоугольное напряжение ограничителя в короткие по длительности импульсы, идущие на запуск ждущего триггера ЖТ. Фаза выходных импульсов ФП жестко связана с фазой выходного напряжения датчиков 1 ТД, 2 ТД и изменяется синхронно с ней. Ждущий триггер формирует прямоугольные импульсы, которые коммутируют транзисторы выходных фазовых дискриминаторов ФЛ ФДу.Опорные напряжения дискриминаторов ФД ц ФД, подаются от генератора ГНЧ и сдвинуты между собой ца 90 эл. град, Поэтому напряжения постоянного тока ца выходе фазовых дискриминаторов пропорциональны соотгетствеццо проекциям вектора начального отклонения К на оси, совпадающие с направленцямц Л ц У движения рабочих органов станка. Направления движения лцх органов сдвинуты ца 90 геом. град.Выходные напряжения фазовых дискриминаторов ФД ФД, через коррексирующце звенья КЗ;, КЗ, (в частности, это усилители постоянного тока, охваченные КС-цепочками) поступают на выход исполнительных приводов подач ИПП, ИПП которые обеспечивают перемещение рабочих органов РОх, РО., а вместе с ними и копира К.Для корректировки ошибок копирования системы служит датчик ЗТД. Первичная обмотка датчика ЗТД подключена па напряжении генератора ГНЧ параллельно с одним из контурных датчиков (на чертеже с 2 ТД). Это позволило исключить цз схемы (авт. св.147421) дополнительный мощный усилитель ЗУ, а капал преобразования сигнала контурных датчиков 1 ТД, 2 ТД выполнить ца полупроводниковых элементах, работающих в ключевом режиме. Указанные изменения повысили надежность и стабильность работы схемы формирования управляющих сигналов. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Выходной сигнал датчика ЗТД через усилитель 2 У и фазовый дискриминатор ЗФД поступает на второй вход преобразователя ФП. Под действием сигнала датчика ЗТД выходные импульсы ФП сдвигаются на 90, в результате чего выходные напряжения дискриминаторов ФД, ФД, изменяются таким образом, что результирующий вектор управляющего сигнала поворачивается на +90, т. е. касательная составляющая сигнала преобразуется в нормальную.Для уменьшения зарезов ца детали при переключении системы в режим автоматического копирования переключающее реле Р через фазочувствительный усилитель ФЧУ подключено к выходной обмотке датчика ЗТД.Система работает следующим образом.При свободном состоянии пальца копировального прибора выходное напряжение датчиков 1 ТД, 2 ТД равно нулю. Выходное напряжение датчика ЗТД при этом максимально и оно удерживает реле Р в таком положении, что в системе возможно только ручное управление исполнительными приводами подач.Копир подводят к копировальному прибору по направлению, близкому к касательной, через точку соприкосновения пальца прибора с копиром.При отклонении пальца прибора под дейст. вием копира на заданную величину сигнал датчика ЗТД становится равным нулю, Реле Р срабатывает и переключает систему в автоматический режим. Сигнал координатных датчиков формирует при этом на выходе дискриминаторов ФД ФД, такие напряжения, что приводы подач ИПП ИПП, обеспечивают результирующую скорость взаимного движения копир в приб по касательной, проведенной через точку касания. Благодаря этому при переключении системы зарезы уменьшаются, Од. повременно снижается критичность системы к сстаточцым напряжениям координатных дат. чиков при отсутствии нажатия на палец привода.Из-за неточности измерения датчиками 1 ТД, 2 ТД угла нажатия копира на палец, погрешности схемы управления и инерционности при. водов подач результирующая скорость движения отклоняется от касательной в ту или иную сторону. Это приводит к установлению неравенств б)б, или 6(б, (т. е. ЛФО), что вызывает появление сигнала на выходе датчика ЗТД. Этот сигнал корректирует управляющие цапряхкеция приводов таким образом, что направление результирующей скорости вновь совпадает с касательной. Предмет изобретения Спсгема программного управления металло- режущими станками по авт. св.147421, отлссчасосссаяся тем, что, с целью повышения точности, опа содержит фазочувствительный усилитель и реле на выходе этого усилителя, при этом вход фазочувствительного усилителя326556 мально открытые контакты реле включены межд Выходами Всех датчиков и Входами усилителей. Составитель 3. Маркова Тскр,д Л. Куклина Редактор Б. Федотов Заказ 523/8 Изд.102 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская цаб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 связан с выходом корректирующего датчика, первичная обмотка которого соединена с источником питания несущей частоты, а нор. Корректоры: Т. Бабакина и Л. Царькова