Устройство для дробления стружки на станках с программным управлением

(а ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМ М веял о1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(21) 3427970/18-24 (22) 20.04.82 (46) 07.02.84. Бюл. Р 5 (72) А,А,Охотин, В,А.Новичихин и П,И.Пландин (53) 621785-529(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, В 885974, кл. 6 05 В 19/18, кл, В 25/02, 1979.2. Авторское свидетельство СССРР 1004974, кл. 0 05 В 19/18, .1981 .(прототип), (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ СТРУЖКИ НА СТАНКАХ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ, содержащее генератор . импульсов, выходом соединенный через первый делитель частоты с первым входом первого счетчика импульсов, . выход которого подключен к информационному входу регистра блока памяти, реверсивный счетчик, выход которого соединеВ с вторым входом первого делителя частоты с переменным коэффициентом и через блок сравнения - с нулевым входом управляющего триггера, второй счетчик импульсов, вход которого соединен с входом датчика обратной связи, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения области его применения эасчет возможности использования устройства на станках с щаговым силовым приводом, введены второй делитель частоты с. переменным коэффициентом, два элемента И и Формирователь ймпульсов, вход которого соеди.нен с входом второго счетчика, сустановочньми входами первого делителя частоты, а выход регистра блока памяти - с информационным входомпервого счетчика импульсов прямойвыход управлякщего триггера подключен к первому входу первого элемента И, инверсный выход - и первому входу второго элемента И, вторыевходы первого и второго элементов И соединены.с выходом второгосчетчика, третьи входы - с входоустройства, а выходы - соответстно с суюврующим и вычитающим вхдами реверсивного. счетчика импульсов, второй выход которого соединенс единичным входом управляющего триИзобретение относится к вспомога тельным устройствам, используеьаюм на металлорежущих станках, в частности на станках токарной группы.Известно устройство для дробления стружки на токарных станках с5 программным управлением, содержащее генератор частоты, счетчик, дешифратор, делители частоты, элементы И, задатчик коэффициентов деления и триггер 1.Однако такое устройство достаточ. но сложно при реализации и требует переналадки при смене режимов резания.Наиболее близким техническим ре шением к предлагаемому является уст. ройство для дробления:стружки на станках с программным упранлением, содержащее генератор, делители частоты, задатчик коэффициентов деления, 20 блок управления, двигатель подачи, суппорт ставка, обрабатываемую деталь и шину входа программы 123.Недостатком известного устройства являетсяограниченность области при менения, так как в случае использона ния устройства на станках с шаговым силовым приводом возможно ухудшение точности работы системы за счет стартстопного режима работы двигателя подачи.Яроме того, использование известного устройства усложняет программирование, так как в программе необходимо записать не только код скорос-З 5 ти подачи, но и скорость вращения шцинделя станка, При этом Обрабатываемые поверхности детали нрй исполь. зовании устройства недостаточно точНы вследствие стартстопного режима работы привода подачи.Целью изобретения является расширение области применения за счет возвюжности использования устройства на станках с шаговым силовым приВОДОи, 45Ф.Указанная цель достигается тем,что в устройство для дробления струж"ки на станках с программным упранлеииемр юмФРжащее генератОР импульсову 50 выходом соединеввЖ через первый делитель частоты с первым входом первого счетчика импульсов, выход которого подключен к информационномувходу регистра блока памяти, реверсивный счетчик, выход которого сое-55данен с вторым входом первого делителя частоты с переменным коэффициентом и через блок сравнения - снулевым:входом управляющего триггера, второй счетчик импульсон, вход 60которого соединен с входом датчика обратной сняэн, введены второй делитель частоты с переменным коэффициентом, два элемента И и формирователь импульсов, вход которого 65 соединен с входом второго счетчика, с установочньвщ входами первого делителя частоты, а выход регистра блока памяти - с информационным входом первого счетчика импульсов, прямой выход управляющего триггера подключен к перрому входу первого элемента И, инверсный выход - к первому входу второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом второго счетчика, третьи входы - с входом устройства, а выходы - ооответственно с суммирующим н вычитакщим нходамн реверсивного счетчика импульсов, нторой выход которого соединен с единичным входом управляющего триггера.На фиг. 1 представлена структуР" ная схема предлагаемого устройства, иа фиг. 2 - потенциальные диаграммы, поясняющие его работу.Уетройство для дробления стружки на станках содержит генератор 1 импульсов; делитель 2 частоты, Формирователь 3 импульсов, управляющий триггер 4, делитель 5 частоты с переменным коэффициентом деления, блок 6 памяти, счетчик 7 импульсов, реверсивный счетчик 8, блок 9 сравнения, элементы И 10 и 11, второй счетчик 12 импульсов, входные шины 13-15, блок Ы управления, шагоный двигатель 17, суппорт 18, обрабатываемую деталь 19. Блок 9.совпадения реализован по стандартной схеме ИСКЛЮЧАКЦЕЕ ИЛИ. На звну 13 поступает статический код,Устройство работает следующимобразом.В режиме без дробления стружки (фиг. 2 а) на шину 14. "Включение дообленияф подан низкий логический уровень с выхода системы ЧПУ, закрываюций элемент И 10 и 11.На установочный вход ренерсивно" го счетчика 8 по шине 13 поступает код, соответствующий требуемой подаче режущего инструмента, при этом коэффициент деления делителя 5 с переменньм коэффициентом деления установится равным входному коду поступающещт по шине 13,Частота импульсов Г, поступающих по шине 15 от датчика обратной связи не указан) пропорциональна числу, оборотов шпинделя, При этом передний фронт каждого импульса пос-.тупает на вход записи делителя 5 с переменным коэффициентом деления и блока б памяти, переписывая информацию в блок памяти с выхода счетчика 7 и устанавливая коэФФициент ,деления делителя 5 с переменным коэффициентом деления равным числу, записанному в реверсивном счетчике 8. Задний фронт каждого импульсас датчика оборотов шпинделя с помощью формирователя 3 сбрасывает в ноль содержимое счетчика 7.Количество импульсов М, поступивших на вход счетчика 7 ь с выхода делителя 5 с переменным козффнциентом деления, в промежутке между двумя импульсами частоты равноЛ 1 (1)где Тперйод частоты с выходадатчика оборотов,период импульсов с выходагенератора 1,К- число, записанное в реверсивном счетчике 8 по шине 13.Передний фронт импульсов, поступающихпо шине 15, перепишет числом М из счетчика 7 в блок 6 памяти,который установит коэффициент деления делителя 5 с переменным коэффициентом деления равный числу М.Прн этом частота импульсов на выходе делителя 5 с переменным коэффициентом деления будет равнойРвю(ц ви -в-=- :М л ф ГМ вчем 9 Таким образом, частота, поступающая на вход блока 16 управления, бу" дет пропорциональна числу оборотов шпинделя и при изменении последней также будет меняться, прн этом скорость подачи режущего инструмента (в миллиметрах на оборот вращения шпинделя ) будет оставаться неизмен- ной во всем диапазоне изменения частоты вращения шпинделя.1При работе устройства в режиме дробления стружки (фиг. 2 д) по шине 14 подана логическая единица н импульсы переноса с выхода счетчика 12 поступают на суммирующий иливычитающий входы реверсивного счет.- чика 8 соответственно через элемент И 10 или 11При этом порядок работы элементов И определяется состоянием выходов триггера 4, Начальное состояние триггера 4 беэ" различное, В момент подачи информации по шине 13 содержимое реверсивного счетчика 8 будет соответствен-.но статическому коду, поступившему на его входы. При этом информация, поступающая,на оба входа блока 9 совпадениябудет соответствовать одйому и тому же числу, в результа- те чего на выходе блока 9 совпадения установится низкий потенциал, опрокидываний триггер 4 в состояние, когда на его прямом выходе бу.дет присутствовать логическая единица, разрешающая прохождение импульсов с выхода счетчика 12 через элемент И 11 на вычитающнй вход реверсивного счетчика 8.Прн этом после записи числа Кв реверсивный счетчик 8 на выходеблока 9 совпадения установится низкий логический уровень (так как водына обоих входах блока 9 совпадениябудут одинаковы), который опрокинет10 триггер 4 и установит.на его прямомвыходе высокий уровень, соответствующий логической единице. При этомчастота импульсов, поступающих иавход блока 16 управления, как и ра15 нее будет равна1 рГ К 1где Г - частота импульсов с выходадатчика оборота шпияделЯ.Одновременно с этим счетчик 12осуществляет суммирование количества импульсов с датчика оборотовшпинделя и при превышении емкостисчетчика перенос с его входа черезэлемент И 11 поступает на вычитаю"щий вход реверсивного счетчика 8,уменьшая его содержание на единицу.Очевидно, что при этом частота импульсов, поступающих на вход бло-ка 16 управления, станет равнойГ= Г(К)Таким образом, скорость подачирежущего инструмента (в миллюеетрахна оборот шпинделя) уменьшается посравнению с запрогралиированной иостанется на новом уровне до следующего переполнения счетчика 12, после чего скорость подачи снова уменьшитсяЪ 1; (К)ф Процесс изменения скорости пода 40 чи проходит аналогично рассмотренному до тех пор, пока содержимоереверсивного счетчика 8 не станетравным нулю, что соответствует прекращению подачи режущего инструмента45 (так как. КО). Прн этом на выходезайма реверсивного счетчика 8 уста-новится низкий логический уровень,который установит триггер 4 в исход,ное состояние, при этом на егоия 50 версном выходе установится высокийуровень, соответствующий.логическойединице. Тогда после оцарддного,переполнения счетчика 12 импульс переполнения через элемент И 10 йоступитна суюврующий вход реверсивногосчетчика 8, увеличя его содержимоена единицу, и на вход блока 16 уп"равления поступит частота, равнаярвач 1 в (К 1, 1)Следующий импульс переполнения60 счетчика 12 вновь увеличит содержи"мое счетчика 8 на единицу и процессбудет протекать аналогично до техпор, пока число, записанное в ревер.сивном счетчике 8, после очередного65 переполнения счетчика 12 яе станет.Заказ 123/3944 ПодписноеПОП фПатент",д,ул.Проекти Раа. В ЪФрфилиалГ,ужгоро ая,4 равно числу, подаваемому на его установочные входы по шине 13. При этом блок 9 совпадения вновь опрокинет триггер 4 и следующие импульсы переполнения счетчика 12 будут уменьшать содержимое реверсивного счетчика 8 до нуля.Таким образом, предлагаемое устройство в режиме дробления стружки осуществляет программированное плав. ное изменение скорости подачи режу,щего инструмента от максимального запрограюврованного значения до нуля.При этом величина скалываемой стружки,не будет зависеть от скорос ти вращения шпинделя, но при всех его рабочих скоростях будет определяться лишь эапрограюврованной скоростье подачи ружего инструмента,Использование предлагаемого устройства позволяет повысить надежность работы системы ЧПУ с шаговым силовым приводом, так как в данном случае не может произойти потери нескольких импульсов, управленияшаговым двигателем эа счет работыпривода в стартстопном режиме срезкими остановками в процессе дробления стружки.Кроме того, за счет плавного 5 изменения скорости подачи режущегоинструмента от номинальной скорости до нуля и далее плавного ее увеличения до номинального запрограммированного значения, повышается 10 частота обрабатываемой поверхностив режиме обработки с дроблениемстружки. Преимуществом предложенного уст ройства является также возможностьнарезания точных резьб, так как в устройстве осуществляется жесткая синхронизация скорости подачи режущего инструмента импульсами с датчика оборотов шпинделя, причем даже при случайном изменении скорости вращения шпинделя скорость подачи режущего инструмента,(в миллиметрах подачи на оборот вращения шпинделя) останется неизменной.