Устройство для автоматической коррекции положения режущего инструмента

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования на станках с ЧПУ, преимущественно то карных, для автоматического ввода коррекций в установочное перемещение 5 режущего инструмента по результатам автоматического замера вылета и поперечного смещения текущего инструмен. та.Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства путем сокращения времени настройки, достигаемое за счет замера положения инструмента в момент окончания отработки кадра настроечного цикла и ввода коррекций в перемещение подвода инструмента к детали по результатам произведенного замера без остановки движения,На чертеже изображена структурная схема устройства. 20Устройство содержит фотоэлектрическую двухкоординатную матрицу 1, счетчики 2 и 3, регистры 4 и 5 сдвига первые запоюнающие ключи 6 и 7, вторые запоминающие ключи 8 и 9 соответственно для второй и Первой координаты, первый Формирователь 10 импульсов, аналоговые ключи 11, эле" мент ИЛИ 12, генератор 13 импульсов, второй Формирователь 14 импульсов, 30 блок 15 реле, блок 16 Фотовспьшпси.Коррекция положения режущего ин" струмента производится за четыре кадра У 0 - Р 3, где кадр Р О является кадром выхода инструмента в зону измерения, а кадры Ф 1 - У 3 - кадрами подхода к детали с учетом коррекции.В кадре Р 0 выполняются следующие40 операции 1) вывод вершины режущей кромки инструмента в поле зрения оптической системы фотоэлектрической двухкоординатной матрицы 1, 2) активация матрицы 1 путем подачи на нее вспомогательных постоянных напряже 45 ний питания, 3) включение блока 15 реле, обеспечивающего подачу сигнала "Конец кадра" в устройство настройки для однократного подсчета коррекции, +) ввод кадра Р 1. Особенностью опе" рации 1) является непостоянство координат вершины режущей кромки Х;, Е после отработки нулевого кадра, что возникает вследствие непостоянства вылета и поперечного смещения инструментов при их износе, заточке или замене. Особенностью операции 2) является желательность постоянства времени от активизации матрицы 1 до ее экспозиции с помощью блока 16 фото- вспышки, производимой по окончании отработки кадра Р О, что обусловлено накоплением фонового потенциала в затворах матрицы 1, и с этой точки зрения длительность кадра У 0 должна быть достаточной лишь для сраба" тывания релейных устройств. Ввиду того, что длительность выхода в зону измерения значительно больше вре" мени срабатывания реле, этот кадр целесообразно разбить на два, преду. смотрев в последующем необходимые технологическое команды. Общей особенностью операций 2) и 3) является применение различных технологических команд от блока электроавтоматики станка для активации матрицы 1 и подачи сигнала "Конец кадра" в устройство через блок 15 реле. Это обусловлено тем, что эа весь цикл работы на схему должен быть передан этот сигнал, лишь соответствующий окончанию кадра В О, так как вспышка и подсчет коррекций производятся однократно. Ввиду эа" держек при срабатывании и отпускании блока 15 реле его включение целесообразно произвести в кадре В О, а отключение - в кадре 9 1. Дезактивацию матрицы целесообразно произвести после ввода коррекций в устройство ЧПУВ кадре 9 1 выполняются операции 1) отработка части перемещения подхода к детали, 2) экспозиция матрицы 1 с помощью блока 16 фотовспышки, 3) подсчет коррекций, 4) ввод кадра У 2.В кадре Р 2 выполняются операции: 1) отработка части перемещения подхода к детали, 2) ввод кадра В 3, содержащего команду Ввод коррекции 1." с подадресной информацией, содержащей номера входов ввода кор- рекций 2 и 3. Если устройство ЧПУ допускает одновременный ввод лишь одной коррекции, этот кадр также может быть разбит на два.В кадре У 3 выполняются операции: 1) отработка оставшейся части перемещения подхода к детали и отработка коррекции; 2) дезактивация матри,п,ыВсе движения кадров В О - 1 3выполняются на быстром ходу беэ тор"можения движения между кадрами, 125Дальнейшее движение выполняется в соответствии с технологией обработки детали.Устройство работает следующим образом. 5Через предварительно замкнутые контакты релейного блока 15 реле сигнал "Конец кадра" поступает на блок 1 б Фотовспышкии, осуществляющий засветку матрицы 1 в момент оконча- О ния предыдущего кадра. Информация о положении режущей кромкц инструмента в этот момент фиксируется на светочувствительных элементах матрицы 1 в виде распределения зарядов, соответствующих светлым и темным учаеткам изображения. Одновременно сигнал "Конец кадра" запускает второй Формирователь 14 импульсов, выходной импульс которого осуществляет сброс счетчиков 2 и 3 в нулевое состояние, отпирает оба запоминающих ключа 6 и 8 второй координаты, записывает начальный код 00001 в регистр 4 сдвига второй координаты (ноль в младшем разряде) в код 111 11 в регистр 5 сдвига первой координаты, Его разрядные выходы, устанавливающиеся в высокопотенциальное состояние, отпирают одновременно через управляющие входы аналоговые ключи 11. Единица младшего разряда регистра 4 второй координаты активизирует опрос Первой строки матрицы 1, Ее выходные сигналы через ключи 11 объединяются элементом ИЛИ 12. В35 результате, если тень от инструмента не попала на первую строку матрицы 1, ее выходы имеют ниэкийфпотенциал, и на выходе элемента ИЛИ 1240 будет "0" (выработка сигнала с матрицы 1 производится в инверсном коде),Через открытые запоминающие ключи б и 8 импульсы генератора 13, поступая на входы счетчика 2 и регистра 4 15 сдвига второй координаты, меняют номер опрашкваемой строки 1 и одновременно при переходе к следующей строке увеличивают на единицу код счетчика 2. В этот момент, когда опрашиваемая 50 строка оказывается хотя бы частично затененной проецируемым иэображением режущей кромки, на выходе элемента ИЛИ 12 возникает высокий потенциал "1", запирающий ключ 6 путем воэдей ствия на его вход сброса. Опрос строк продолжается, однако его результаты не оказывают влияния на счетчик 2. 1028 4При записи "1" в старший разряд регистра 4 выход его старшего разряда через первый Формирователь 10импульсов закрывает ключ 8 второйкоординаты, записывает в регистр 4второй координаты код 11111,записывает в регистр 5 первой коор"динаты код 00001 и, воздействуяна входы установки в "1" ключей 7 и9 первой координаты, разрешает прохождение импульсов от генератора 13 навходы регистра 5 и счетчика 3 первойкоординаты,Для первой координаты описанныйпроцесс повторяется с теи отличием,что ойрос матрицы 1 в этом случаепроизводится не по строкам, а постолбцам, до того момента, пока хотя бы одна из Фоточувствнтельньмячеек матрицы 1 не окажется затененной, В этот момент выходной сигналэлемента ИЛИ 12 принимает единичное значение и по входу сброса закрывает ключ 7. Подача импульсов насчетчик 3 прекращается, и в нем хранится код, соответствующий ноиерустолбца матрицы, расположенного награнице освещенного и затененногополя. По завершении опроса последнего столбца выходной сигнал старшего разряда регистра 5 запираетключ 9. После этого и до момента ввода в память устройства ЧПУ счетчики2 и 3 хранят значения кодов коррекций. Программное выключение релейного блока 15 реле исключает возможность повторного опроса.В результате ввода коррекций отработка цикла подвода инструмента кдетали происходит так же, как и дляэталонного инструмента, точно настроенного на нулевую точку станка.При этом расстояние его вершины отбазовой плоскости по Е и от оси вращения шпинделя по Х соответствуетзаданному в программе с высокой точностью. Вследствие этого появляетсявозможность беэ дополнительных потерь времени сразу приступить кпрограммной обработке, например кточению цилиндра заданного диаметра.формула изобретения Устройство для автоиатической коррекции положения режущего инструмента, содержащее блок реле, фотоэлектрическую двухкоординатную матрицу, выходы первой координаты кото1251028 1НИИПИ Заказ 4409/43 Тираж 836 Подписн 1 роизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная рой подключены через аналоговые ключи к входам элемента ИЛИ, и для каждой из координат счетчик и регистр . сдвига, причем выходы счетчиков являются выходами коррекции устройства, выходы регистра сдвига первой координаты соединены с управляющими входами аналоговых ключей, а выходы регистра сдвига второй коор.Динаты подключены к входам второй координаты фотоэлектрической двух- координатной матрицы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, в него введены первый и второй форми.рователи импульсов, блок фотовспышки, генератор импульсов и для каждой координеаты первый и второй запоминающие ключи, информационный вход второго запоминающего ключа соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с информационнымивходами регистра сдвига и первогозапоминающего ключа, причем входсброса запоминающего ключа первойкоординаты соединен с выходом старЙего разряда регистра сдвига первой координаты, вход сброса запоминающего ключа второй координатысоединен с выходом первого формирователя .импульсов, с входами установи ики в 1 регистра сдвига первой координаты, первого и второго запоминающих ключей первой координаты и с входом начальной установки регистра 1 О сдвига первой координаты, вход устав нневки в 1 которого соединен с одноименными входами первого и второгозапоминающих ключей второй координаты, с входами сброса счетчиков, с 15 входом начальной установки регистрасдвига второй координаты и с выходомвторого формирователя импульсов, бловреле входом подключен к входу "Конецнкадра устройства, первый выходом - 20 к входу втоРого формирователя импульсов, а вторым выходом - к входу блОка фотовспьппки, вход первого формирователя импульсов соединен с выходоМстаршего разряда регистра сдвига втор рой,координаты, выходы первых запомннающих ключей каждой координаты соединены со счетными входами счетчиков, авходы сброса - с выходом элементаИЛИ,