Система автоматического управления положением инструмента металлорежущего станка

Союз Советских Социалистимеских Республик)М.К с присоединением заявки-5 В 1 Государственный ноинтет СССР оо делам нзобретеннй н аткрытнй(53) У юллетень1 ания 08,01.79 Дата опубликования о одецкнй и Г, В. Бронштейн М. Авторы зобретен Ордена Трудового Красного Знамени энаучно-исследовательский институт металпорежушихстанков витель СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯПОЛОЖЕНИЕМ ИНСТРУМЕНТА МЕТА ЛЛОРЕЖУШЕГОСТАНКА(54 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке систем автоматического управления металлорежушими станками с упрощенным программированием.Наиболее близким техническим решени ем к изобретению является система автоматического управления положением инструмента металлорежушего станка, содержащая блок управления перемещением инструмента, блок для определения положения 10 инструмента в начале каждого чернового прохода, блок сравнения действительного полаокения инструмента с заданной программой, блок запоминания положения инструмента и устройство для измерения си .лового параметра резания Я.В этой системе не исключается необходимость и подготовке и отладке программы для исследования технологических переходов обработки, траекторий и режимов резания в каждом переходе, включая движения и режимы обхода чернового контура, чистовую обработку и т.д. При этом служба подготовки программы сохраняется в том же виде и объеме, как и для обычных систем числового программного управления.Бель изобретения - повышение быстродействия системы - достигается тем, что в систему введены последовательно соединенные устройство задания формы и размеров готовой детали, подключенное ко входу блока управления перемешением инструмента, и устройство формирования последовательности технологическкх переходов обработки, соединенное с выходом блока запоминания положения инструмента и с блоком управления перемещением инструмента, соединенным с блоком для определения положения инструмента в начале каждого чернового прохода, подключенным к выходу устройства для измерения силового параметра резания.На фиг. 1 представлена схема описываемой системы; на фиг. 2 - пример чертежа детали, обрабатываемой на токарном станке с этой системой; на фиг, 3 - схема расчетных траекторий движения инстру.мента для получения готовой детали пофиг. 2; на фиг, 4 - схема траекторийдвижения инструмента при черновой обработке детали по фиг. 2. 5Система (фиг. 1) включает блок управления перемещением инструмента 1, рабочий орган с инструментом 2, блок для определения положения инструмента в начале каждого чернового прохода 3, блок сранопения действительного положения инструмента с заданной программой 4, блок запоминания положения инструмента 5, устройство для измерения силового параметрарезания 6. Дополнительно система включа ет устройство задания формы и размеровготовой детали 7, устройство формирования последовательности технологическихпереходов обработки 8 и выходы связи 9,10 блока 3 с блоком 1 и устройством 6, 2 ОУстройство задания формы и размеровготовой детали 7 может быть выполнено,, например, в виде блока с панелью, содержащей группы элементов ввода и памяти(например, переключатели, клавиши и т.п.).-5Каждая из групп отличается функциональным назначением и отражает форму, размеры и технологические параметры (материал, чистоту поверхностей и др.) готовой детали. ЗОРасположение элементов ввода на панели может соответствовать мнемоническомупринципу построения рабочего или операционного чертежа детали.Устройство формирования последователь 35ности технологических переходов обработки 8 может быть выполнено, например, ввиде коммутатора с логической схемойподключения выходов устрой"тва 7 и блока 5 ко входам блока 1, кодирующем на- Оправление, величину и режим перемещенийинструмента.Принцип работы системы поясняется напримере токарной обработки вала 11 почертежу, показанному на фиг. 2. Детальописана окончательными размерами цилиндрических наружных поверхностей Х 1-ХЗ подлине и У 1-УЗ по диаметру с указанием чистоты поверхностей, в данном случае общейддя всех поверхностей (ц 6).5 ОФорма детали может характеризоваться, например, признаком бивал,Данные о форме, размерах и чистотеповерхностей готовой детали вводятсяоператором в устройство 7 и запоминаются. Кроме того, может задаваться материал детали (в данном случае - сталь),а также диаметр заготовки в начале обработки и допустимая при обработке глубина резания, необходимые для расчетаблоком 3 уровней положения инструментав начале каждого чернового прохода.В исходном состоянии системы посигналу "пуск" устройство 8 производитпоследовательный опрос заданной в устройстве 7 информации. При этом, для данной детали (фиг. 2) по признаку формы("вал") логическая схема устройства 8 выделяет из всех возможных в системе комбинаций перемещений группу, необходимуюдля перехода наружной обточки, а по классу чистоты поверхностей ( Ч 6) определяет, например, необходимость разделенияперехода обточки на предварительный черновой проход по контуру 12 с оставлениемприпускад Х и Д (по длине и диаметру)под последующий чистовой проход по окончательному,контуру детали 13. Значенияд"х и д могут быть введены в системузаранее как константы, известные для данного вида обработки,Сначала устройство 8 подключает вблоке 1 определенные комбинации входов,кодирующих команду установки черновогопроходного резца, затем, по заданным размерам в начале детали, подключает комбинации входов, кодирующих последовательноускоренный подвод инструмента по оси Х,а затем - в точку начала чернового прохода по оси У, рассчитываемую устройством 3 (например, сразу на диаметр М ++дчернового контура 12). На фиг, 3,4 подвод обозначен последовательностьюточек 14-15-16,Далее устройство 8, последовательноопрашивая размеры детали, коммутируетвходы блока 1 таким образом, чтобы была сформирована расчетная траектория поодеднего чернового прохода, обозначенногопоследовательностью точек 1 6-17-18-19-20, При этом, по заданному в устройстве 7 материалу обработки и по введеннымв систему заранее константам черновогоинструмента, устройство 8 коммутируетв блоке 1 входы, соответствующие расчетным уставкам режимов резания. Если приобходе чернового контура не было сигналаот устройства 6 о превышении заданногозначения силового параметра резания, тов конце прохода (в точке 20), устройство8 коммитирует входв 1 блока 1, сначаданеобходимые ддя формирования движенияпо траектории возврата инструмента в исходное положение, например, на конечныевыкдючатеди (последовательность точек20-21-14 на фиг. 3), и затем - заменычернового инструмента на чистовой и далее вновь дпя ускореццого подвода инструмента в цачапе чистового контура 13, движения по чистовому контуру и возврата в исходное попожение н т.д. Поспедоватепь ность движений ,при чистовом проходе обозначена на фиг. 3 точками 14-22-23- -24-25-26-27-28-14.Соответственно дпя чистового прохода, по заданному в устройстве 7 знаку чистоты поверхностей и материапу детали, устройство 8 с помощью логической схемы коммутирует в блоке 1 входы, кодирующие режимы чистового прохода.Если при черновой обработке, например,15 в точке 29 (фиг. 4) устройство 6 выд ет в блок 1 сигнал о превышении заданного значения силового параметра резания, то по командам блока 1 инструмент отводится от чернового контура в попожение, 20 соответствующее допустимой силе резания (например, в точку 30), рассчитываемое блоком 3, подключенным к выходам 9, 10 соответс.твенно блока 1 и устройства 6.По выходу 9 поступает информация о величине отвода, по выходу 10 - команды сравнения действитепьного значения силового параметра резания с заданным значением. Все поспедующие отводы повторяются аналогично первому.ЗОАлгоритм отвода может быть построен по одному из известных принципов, В момент отвода блок 5 включает запоминание диаметра в точке отвода и начинает рассчитывать перемещение инструмента по длине от точки отвода до конца прохода (на фиг. 4 это перемещение обозначено размером Х ).При дальнейшем движении инструмента40 в направлении рабочей подачи блок 4 вкпю чает сравнение действительного положения инструмента с черновым контуром, который рассчитывается по информации о размерах детади, заданных в устройстве 7, Это соав45 нение необходимо дпя определения момента встречи инструмента с контуром,В точке встречи, например, 31 блок 5Э50 по сигналу блока 4 формирует команду возврата на новый проход (реверс). По этой команде блэк 1 включает поспедоватепьно движения возврата инструмента сначала по длине на размер Х завет рф 55 тем - на диаметр в точку 29. Дпина перемещений при возврате опредепяется устройством 8, в которое поступает информация из памяти блока 5, Далее вновь вкпючается движение по черновому контуру, как это уже описывалось дпя поспеднего чернового прохода, и т. д. (в данном примере необхоаимы только два черновых прохода),Аналогичным образом, устройством 8может формироваться поспедоватепьцостьдругих тохнопогических переходов обработки, если в устройство 7 введены соответствующие размеры и признаки, характеризующие форму поверхностей готовой детапи. При этом апгоритм работы устройства8 может быть построен либо по принципу"жесткого порядка опроса информации устройства 7 и спедования технопогичоскихпереходов (например, сверпение, подрезкаторца, черновая обточка, черновая расточка, чистовая обточка, чистовая расточка,обработка спецповерхностей типа канавок,резьб и т.д.), иэ которых выбираются необходимые дпя данной конкретной детапи,пибо по принципу расчета оптимальнойпоспедоватепьцости переходов, что возможно при построении системы на базе эпектронной вычислительной машины,Таким образом, при применении системы достигается воэможность непосредственного ввода оператором в систему минвмапьного чиспа исходных данных, соответствующих чертежному описанию детали, что значитепьно сокращает время технологической подготовки, ускоряет и упрощает перенападку системы с обработки одной детапи на другую и повышает проиэводитепьность станков, особенно, в условиях индивидуального и мепкосерцйного производств, дпя которых обычная служба подготовки программ мапоэффективна.ф ормупа изобретенияСистема автоматического управпения попожением инструмента метаппорежушего станка по авторскому свидетельству М 323766, от и и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в нее введены последовательно соединенные устройство задания формы и размеров готовой детапи, подключенное ко входу бпока управпения перемещением инструмента, и устройство формирования последовательности технопогических переходов обработки, соединенное с выходом бпока запоминания положения инструмента и с блоком управпения перемещением инструмента, соединенным с бпоком для определения положения инструмента в начале каждого чернового прохода,подключенным к выходу устройства дляизмерения силового параметра резания,641404 8 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР Ж 323766, кл. З 05 В 19/00, 1970.ЦНИИПИ Заказ 7511/42 Тираж ИЧ ПодписноеФилиал ППП фПатеитг, Ужгород, ул Проектна