Устройство для адаптивного программного управления станком

О П И С А Н И Е (и)748353И ЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 18.07.78 (21) 2674453/18-24 (5 ) М. Кл,0 05 В 19/38 с присоединением заявки РЙ -Гоеуаарстеенный комитет(23) Приоритет по делам изобретений и открытий(53) УДК 621.50 З, .55 ( 088.8 ) Дата опубликования описания 15,07,80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам числового программного управления металлорежущими станками с заданием информации в цифровом коде,Известно устройство для адаптивного управления траекторией движения инструмента металлорежущего станка, содержащее последовательно соединенные блок ввода программы, блок сравнения, подклюО ченный к датчику силового параметра, блок управления 111.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для управления тракторией движе 15 ния инструмента, содержащее последовательно соединенные блок управления перемещением инструмента по двум координатам, приводы подач и датчик силового параметра резания, в которое введены сое- диненные последовательно блок для определения положения инструмента в начале каждого чернового прохода, блок сравнения действительного положения инструмен 2та с заданной программой и блок запоми.нания положения инструмента в моментвстречиего с заданным программой окончательным черновым контуром детали, причем выходы укаэанных блоков соединеныс блоком управления (2,В таких устройствах алгоритм управления траекторией движения инструментаопределяетсяметодом расчета величиныприпуска на отдельных проходах, что обуславливает применение большого количества счетчиков памяти и усложнение устройства, а также вызывает необходимость измерения диаметра заготовки и внесенияего величины в устройство методом переключения соответствующих коммутирующихузлов на передней панели.Цель изобретения - упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем,что устройство для адаптивного программного управления станком, содержащеедатчик силового параметра, последовательно соединенные интерполятор, блок управ.3 7483пения и приводы подач, а также блок ввода прогоаммы, первый выход которого сое-динен со входом блока задания скоростиа второй выход - с первым входом интерполятора, содержит первый триггер, после 5довательно соединенные генератор импульсов и первый элемент И, последовательносоединенные первый пороговый алемент,первый элемент НЕ и второй элемент И,а также поспедовательно соединенные второй пороговый элемент, второй элементНЕ, третий элемент И и второй триггер,выход которого соединен с входом блокауправления и со входом блока ввода программы, а второй вход - с выходом привода подач и с первым входом первого триггера, подключенного выходом ко второмувходу "третьего элемента И, а вторым входом - к выходу второго порогового алемента, вход которого соединен с выходом дат чика силового параметра и со входом первого порогового элемента, подключенноговыходом через первый элемент И ко второму входу блока управления, а второйвход и выход второго элемента И соединены с выходом блока задания скорости исо вторым входом.интерполятора соответственно,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; .на фиг. 2 - диаграмма обработкидетали,Устройство (см. фиг, 1) содержитблок 1 ввода программы, блок 2 заданияскорости, интерполятор 3, второй элементИ 4, блок 5 управления, приводы 6 подач, З 5система станок - приспособление - инструмент - деталь (СПИД) 7, датчик 8 силового параметрапервый 9 и второй 10пороговые элементы,первый элемент И11, генератор 12 импульсов, первый алемент НЕ 13, первый триггер 14, второйалемент НЕ 15, третий алемент И 16 ивторой триггер 17,Буквами а, б, в, г, д, е, ж, и (фиг. 2)показан контур обрабатываемой детали, ацифрами от 18 до 48 - узловые точкитраектории движения инструмента 49,гУстройство работает следующим образом.Пусть в начальный момент времени инструмент 49 стоит в точке 0 (фиг. 2),и в блок 1 (фиг, 1) вводится первый кадрпрограммы, содержащий перемещение инструмента 49 (фиг. 2) из точки 0 черезточку а в точку б.При отработке этого кадра устройствоминструмент 49 в точке а врезается в металл, На выходе датчика 8 (фиг. 1) по 53 фявляется напряжение, пропорциональное усилию резания, которое прикладывается к элементам 9 и 10, пороги срабатывания которых выбраны таким образом, что на их выходах единичный сигнал появляется только в том случае, когда усилие резания превышает допустимое, а исчезает сигнал на алементе 9 тогда, когда усилие резания соответствует заданной глубине резания, а на элементе 10, когда напряжение на выходе датчика 8 равно нулю.В точке 18 (фиг. 2) усилие резания возрастает до такой степени, что его дальнейшее повышение приводит либо к поломке инструмента, либо к перегрузке станка. В этом положении на выходе дат чика 8 устанавливается такое напряжение, которое превышает порог срабатывания элемента 9 и 10, и на их выходах появляется единичный сигнал. Выходной сигнал с элемента 9, инвертируясь в элементе И 13, закрывает элемент И 4 для прохождения импульсов блока 2 в блок 3.Отработка кадра прекращается, Этот же сигнал с элемента 9 открывает элемент И 11 и импульсы с генератора 12 поступают в блок 5 для отвода инструмента 49 по координате Х.Выходной сигнал с элемента 10 прикладывается ктриггеру 14 и перекидывает его в противоположное состояние, Это означает, что инструмент 49. отводится от контура детали. При отводе инструмент 49 одновременно подрезает торец детали, В точке 19 усилие резания падает до уровня, который соответствует выходу инструмента на заданную глубину резания, На выходе элемента 9 единичный сигнал исчезает, закрывает элемент И 11 и открывает элемент И 4. Генератор 12 отключается от блока 5. Отвод закончился.В это же время вновь подключаетсяблок 2 через алемент И 4 к интерполятору 3, отработка первого кадра программыпродолжается. Инструмент 49 (фиг, 2),продолжая отрабатывать, этот кадр приходит в точку 20. В атой точке вводитсявторой кадр программы, содержащий перемещение инструмента 49 из точки б вточку в, но так как инструмент 49 стоитв точке 20, то, отрабатывая этот кадр,инструмент выходит иэ предела контуразаготовки,Выход инструмента из металла вызывает пропадание сигнала иа элементе 10,нулевой потенциал с которого, инвертируясь элементом НЕ 15, вызывает появление единичного сигнала на выходе алеменУстройство дпя адаптивного программного управления станком, содержащее датчик силового параметра, последовательно соединенные интерполятор, блок управления и приводы подач, а также блок ввода программы, первый выход которого соединен со входом блока задания скорости, а второй выход - с первым входом интерполятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит первый триггер, последовательно соединенные генератор импульсов и первый элемент И, последовательно соеди- ненные первый пороговый элемент, первый элемент НЕ и второй элемент И, а также последовательно соединенные второй пороговый элемент, второй элемент НЕ, третий элемент И и второй триггер, выход ко 5 7.483тв И 16, так квк на его другом входестоит единичный потенциал от триггера 14,Единичный потенциал с выхода элемента И16 вызывает опрокидывание триггера 17и на его выходном плече появляется сигнал, который дает команду на установкув блоке 1 первого кодра программы и вблок 5 нв установку приводов 6 в исходное состояние,Установка приводов 6 в исходное состовяние происходит на ускоренной подаче, причем сначала по координате Ха затем покоординате Х (по точкам 2-1-0-0). Кактолько приводы 6 установятся в исходноесостояние по обеим координатам, те в 15свою очередь србвсывают триггеры 14 и17 в исходное состояние, В это время вблоке 1 ужеустановился первый кадр программы, а инструмент 49 стоит в точке О,и устройство начинает работу сначала, 20В блок 1 вводится первый кадр программы и инструмент 49, отрабатывая его,движется по прямой о-а-б, В точке 18 происходит врезвние в металл, Нв выходе датчика 8 появляется напряжение, пропорциональное усилию резания. В точке 22(фиг. 2) усилие резания вновь превышаетдопустимое и на выходах элементов 9 и10 появляется единичный сигнал. С выхода элемента 9 сигнал закрывает выход 36блока 2 и через элемент И 4 в интерполятор 3, и отработка кадра прекращается.В это же время открывается выход генератора 12 через элемент И 11 на блок5 и начинается отвод инструмента 49(фиг. 2) от контура детали.Выходной сигнал с элемента 10 (фиг,.1)перебрасывает триггер 14 в другое состояние и факт отвода инструмента запоминается. В точке 23 усилие резания падает Юи нв входе элемента 9 (фиг. 1) единичныйсигнал исчезает и вновь открывается выход блока 2 через эпементИ 4 в интерполятор 3 и закрывается выход генератора12 через элемент И 11 в блоке 5, Отвод ф 5заканчивается и продолжается отработкапервого кадра программы, В точке 24(фиг. 2) вводится второй кадр программы,отрабатывая его, инструмент переходит вточку 25,Здесь вводится третий кадр программы,содержащий перемещение инструмента подвум координатам из точки а в точку г,но так как инструмент стоит в точке 25,то, отрабатывая этотквдр, инструмент 4955выходит зв контур заготовки. Выход инструмента из металла отмечает сразу жеэлемент 10 (фиг, 1) - нв его выходе вы 53 6сокий единичный потенциал исчезает, Тогда на выходе. элемента И 16 появляетсяединичный сигнал, который перебрасываеттриггер 17 в другое состояние. На выходном плече триггера 17 появляется команда в блок 1 об установке первого кадрапрограммы и в блок 5 нв установку приводов подач 6 нв ускоренной подаче в исходное состояние - сначала по координате7, а затем по координате Х. После возвращения приводов подач 6 в исходное состояние (инструмент вернулся в точку О),они дают команду на сброс триггеров 14и 17 в исходное состояние, и пропаданиесигнала с выходного плеча триггера 17является сигналом для блока 1 на вводпервого кадра. Обработка начинается вновьаналогично вышеописанному,При обработке по последнему проходу,когда инструмент двигается но точкам О-а-б-в-г-д-е-ж-и и инструмент не отводится от контура детали, в блок 1 от программы вводится команда, либо на сменуинструмента, либо конец программы".Предлагаемое устройство позволяет исключить применение таких сложных попринципиальному построению, изготовлению и настройке блоков, как счетчики импульсов и регистры памяти. Применениеданного устройства позволяет упроститьалгоритмы работы, уменьшить степеньвмешательства оператора в работу устройства, так квк ему нет необходимости вносить сведения о заготовке, что позволяетуменьшить время нв обработку каждой,детали на 5-7%. формула изобретения7748353 , 8 торого соединен с входом блока управлевторого элемента И соединены с выходом ния и со входом блока ввода программы, блока эадания скорости и со вторым входом а второй вход - с выходом привода подач интерполятора соответственно. и с первым входом первого триггера, Оодкаоченного выходом ко второму входу тре- Источники информации, тьего элемента И, а вторым входом - к принятые во внимание при экспертизе выходу второго порогового элемента, вход 1, Сб. Адаптивное управление метал- которого соединен с выходом датчика сило- лорежушими станками", М., НИИМАШ,С,йгъ О вого параметра и со входом первого поро- ттанкостроение, 1973, с. 170-171, гового элемента, подключенного выходом 1 о 2. Авторское свидетельство СССР через первый элемент И ко второму входу М 323766, кл. 6 05 В 19/00, 1970 блока управления, а второй вход и выход (прототип); Э и И Закаэ 4355112 Т 6 одписноеиал ППП Патентф, г, Ужго тул. П