Устройство для программного управления шлифовальным станком

) ),У 1 е:с- д. 1 ( 15 5ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Г)О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ЗОБРЕЕНИЯ ЕПЬСТВУ л к)о 6 кий институ о транспорта ов, Л. И. Бр цжснсрон ятов(71) 1(,у йбы гпсвс желез нодорож ног, (54) УСТРОЛСТ ГО УПРАВ 11 1- СТАН(ОЧ (57) Изобретснидля управленияи;льного (танка. 1 Ьгн изобретения поныв(ннеОн 0(ти Оброотки н пронспи(. насгроикн строистн. срОИ(.тво содержит ;);чик псрс 1 снсни) 7, ;тик к;)ждоО О(н 1- рота нпинде,5 вздели) 22, регистр (.двига 2 логические элементы И 23, 24, 25, 26, 27,)1(н яс 1)е к к,)810, Олоки крансни 5 инфор)апи 11, 2, 13, сумматоры 14, 5, 16, (,сиг 5 тсгь 17, умножитсль 8, делитель 19 задатики ОпорноО нанр 5 жени) 1 н 2, Олокн сравнения 3, 4, 5, ло Ичсский эгсчен .)И 20. Они но:ногяют н каждом частном цикле обработки (.тали фор 1 ировть в за ВИСИ МОСТИ ОТ ИЗМси 5 ГО ИИ С 5 1(ЛОВИ И ИСИв фования величину нринуска на выкаживание для обеснсц( ния заданной точности. 3 ил.Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в металлообрябатываоцей промышленности лля управ, пня подачеи:плифовального станка.Цель изобретения - повыцение точности об аботки и упрощение настройки устройст:а (а счет даптивного управления величой припуск на вьхаживание.Ня фи 1 изображена блок-схема устроися лля про:раммного управлсния; на фи . 2 графики сгьеча припуска и скорости ПО.с(ЦИ П, фОВЯЛЬНОГО СУППОРта; На фиг 3 Време нце диаграммы напряжений на входа Вьхолах регистра сдвига.У(п и ,олержит первый 1 и второй 2 зя.,ки,орпого напряжения, первый 3, (ии рстий 5 блоки сравнения, испл гл И 1, слок 6, датцик 7 перемецения, .рц 8, орой 9 и третий 10 управляемые к,юци прв 11 11, Второй 12 и третий 13 О,ОКИ Хрс(Н Ння ИпфОрМацИИ, ПЕрВЫй 14, (роя,5 ь трстии 16 сумматоры, усилиг(.ь7 ум ожитель 18, делитель 19, логи(сскии злеч, пт И;1 И 20, рсгистр 21 сдвига пятьО вы, )лами Л, В, С, О, Е, соответст- И первы, вторым, третьим, четвертым и пг(1 1, л:Тцик 22 каждого оборота шин- геля изделия первый 23, второй 24 третий 2 , цтвсрьи 26 и пятый 27 логическис з.(;(н г 1 И. Ис 1 рв1 ВХОлы первых цетцГ)ех и( пи; илпены ( выхолом датчика 22 Ксж,0 О 00 РОта ПниДЕЛЯ ИЗЛЕЛИЯ И СЧЕТ- пцч входом рсгистра 21 сдвига, а первый хол пито 0 с Выходом Второ 0 б;1 Окя 4 )11(НИЯ, Т РЦС жВХОЛЬ( . (ООТВ".1 СТВН- иха 1 с 1 ч Л, В, С, О и 1: реистра 211 И с 1, с 1 ИХ ХОЛЫ - (. 001 ВС ТСТВС 110 С 0"1 (брося бгОков 11, 2 и 13 хранения ифорчции, у)яляющим ходом псрво ( и роп , и гретего 10 управлямьх К,Юй. ;Е ЦМ ХОЛОМ ЛОГИЧЕСКОГО ЗЛЕ- ч( п(,. Г (И "), ихол которого соединен . И 1,исицч блоком 6, а второй вход11,110,1 и:1 входом реистра 2 с,(ига ,(1, О и)ч ртьс 0 б,(ока 5 сравнения, пер,ый Вход 0 орогс подкл(оцеп к второму п(лИнкуопрни 0 напряжения, а втор и к зцхо,г.: гцика 7 перемещения и хол(ч сро 8, второго 9 и третьего 10 упряляечцх 1.;юц(й, выходы которых полклюцц оспв".:" (Ино к входам первого 11Вт(,рого 1, и гр( гего 13 блоков хранения ифочии, Вь(хо,(ь которьх соединены (ООГВ ВЕ О ,ВЫМИ ВХОЛЯМИ ПСРО 1 И ВТ 00С Ммс(ТО,ОВ, С ВТОр 1(1 хо сх( пего счятора 4 и вхолоъ( хси- ,1(,7, , гоп ч Вхслом оро 0 уч(я"Оря 5, трет Вход которого солипеь- холох уили ц 17, а Вцхо,срцм . хо.п 1,1.1 Ис с 19, ВТОроИ хол ко(оп 01 0 0 лип, ь, лом умножигля 18, я Выход - . Иерцч входом третьего сумматора 6, второй вход которого подключен к первому :.дсТчику 1 опорного напряжения, я выход - к второму входу второго блока 4 .равнения, при этом выход псрвого сумма 10 7) гле и -- число оборотов шпинделя за олпусекунду. об/с;К - число оборотов шпинделя, отсчи тываемое от начала выхаживания.Постоянную времени систем СПИД прелявиу(, исходя из , в виде Т = - Т,и30 Из (3) следует, чтоТ = Т и4) имеет размерность -- обороты и представляет собой постоянную времени системы СПИД, выраженную через оборонцы шпип леля. После подстановки (2) и (3) в ( )получим.45=5+5/е" 15При К = 0 (начало выхажива:(ия и начало отсчета оборотов шинлеля) соотнопение (5) принимает вил,5; -5 = 51,(Е е" 1.=. 5 е. 1 - е-:.1 ) Разделив (9) на (10), 5 о - 5 д 5 52 получим тора 14 соединен с первым и вторым входами умножителя 18.Необходимость введенных блоков вытекает из следующих выкладок. При выхаживании величина припуска во времени изме 5 няется по соотношениюЛ5(1) = 5)с + 5 ь/егде 5 ф - текущее значение припуска;5 - припуск, который может быть несошлифован при выхаживании (исчерпан натяг в системе СПИД) т. е. погрешность шлифования;5, - припуск, снимаемый в процессевыхаживания при 1-со;Т - постоянная времени системы 15 СПИД;текуцее время выхаживания.Введем новую переменную в соотноше.ние (1).ПО,Ожим(13) где э 5 - требуемая точность шлифования.Реализация соотношения (15) обеспечивает окончание выхаживания при припуске, равном требуемой точности, причем при малом натяге в системе СПИД.Соотношение (14) в устройстве реализуется следующим образом.Припускаем 5 о, 5, 5 г, 5 ь соответствуют напряжения Оо, О, Ог,.Оь датчикаперемещения. Поэтому соотношение (14) можно представить в виде(Оо - О) .Оь = -----Оо - 2 О+ОгДля получения напряжений Оо, О и Ог в устройство введены блок 5 сравнения, который через исполнительный блок 6 обеспечивает кратковременное (не более 2 ф от машинного времени обработки) отключение подачи шлифовального суппорта до выполнения операции выхаживания (фиг. 2); датчик 22 каждого оборота шпинделя изделия, который при каждом обброте шпинделя вырабатывает сигнал малой длительности; регистр 2 сдвига, на выходах В, С, О которого формируются напряжения (фиг. 3) в зависимости от числа импульсов, поступающих на его счетный вход от датчика 22 каждого оборота шпинделя изделия, и используются (совместно с логическими элементами И 24, 25 и 26) для управления ключами 8, 9 и О, подсоединяющими при К=О, К=К и К=Кг (см. соотношение (5), (6),и (8) ) выход датчикаперемеще(16) Из (3) определим 5 ь,(14)5 о - 25(+5 гТаким образом получена зависимость, позволяющая определить величину припуска 5 ь, снимаемого в процессе выхаживания при 1-ь оо, которая согласно (1), (12) и (3) зависит от постоянной воемени системы СПИД.С целью получения высокой точности шлифования выхаживание, во-первых, сле- дует начать с припуска 5 з, величина которого меньше, чем 5 ь, в противном случае даже при 1- оо согласно (1) припуск не бу. дет сошлифован полностью, во-вторых,5 з=5 ь - Л 5, ( 5)О цця соответствеццс к блокам 1, " ц 3 хэзцси инфо(мзццц, котоэ( " ( ца(от напряжения О, О, ц ОДля полецц 5 цзцряжсцця с.( нет( Г- вуощсго црццускл 5;, в хстройстцо вислецлва сумматора 14 и 1.5, усцлцтсль 7 с коэф. фициецтом усиления, рзвцым 2; у мцожц. тель 8 ц делитель 19, которые (б(сцснзкт реализацию правой части соотцоц (цця6). На выхоле делителя 19 напряжение эотнетствует прицуску 5 ь ц равно О Таким образом, в течение кратковременного прекращения полачи шлцфовзльцого суппорта, предшествующего операгиц вь(- хаживация, устройство формирует сигцзл, соответствующий припуску 5 ь, который снимается в процессе выхаживания црц 1-+о(.Причем при смене технологического процесса никаких подстроечных операций в уст.ройстве производить не следуетоно без вмешательства оператора выисляет (в масштабе) величину 5 ь, зависящую от постони.ной времени системы СГ 1 ИД, которая ис пользуется для формирования уровня напряжения, определяющеГо начало процесса выхаживания.Согласно (15) величина этого уровня 25Оз= Оь - Оь., (17)где Оз - напряжение, опрелеляюшее цзчд.ло выхаживания;Оь - напряжение, соответствующее ирнпуску 5 ь;Оз. - напряжение, соответствующее тре.буемой точности шлифования.Введенный в устройство т 1)етий сумма.тор 6 совместно с первым залатчцкомопорного напряжения реализует (17). Таким образом, на выходе третьего сумматора всличина напряжения соответствует прццуску, с которого следует начать выхаживание.Устройство работает следующим образом, При скорости подачи 1, шлифовзльцогосуппорта (фиг. 2) снимается црицуск с об.4 О рабатываемого изделия. Г 1 ри прицуске 5 о,которому соответствует напряжение второго задатчика 2 опорного напряжения, ца выхо.де третьего блока 5 сравнения появляется логический 0, который через логический элемент ИЛИ 20 и исполнительный блок 6 45 прекращает подачу шлифовального супцорта и разрешает регистру 21 сдвига (на управляющем входе О) отсчитывать импульсы напряжений, поступаюце ца его счетный вход от датчика 22 кажлого оборота шпинделя изделия (однн импульс ца один оборот шпинлеля). Первый импульс (после появления О на управляющем вхоле) уста.навливают на выходе А регистра 2 сдвига логическую(фцг. 3), которая совместно с импульсом напряжения от датчика 22 кзж дого оборота шцинлеля изделия через цер.вый логический элемент И 23 осл:цстцля(гся сброс информации, раняцейся в блках 11, 12 и 3 хранения информации.5Вз)рой имульс устанавливас лоицеск,:. 1 и выходе Л регистра 21 сдвига, к гоц) совеснио с импульсом от латчи 2. каждого оборот пшинлеля изделиярвтор),)оги )ескй элемент И 24 и пер. ),) )р(в,(яельй ключ 8 подключает выход д;тцика 7 перемен(ения к первому блоку 11 храсия информации, который запоминает велшину напряжения датчика 7 перемещения, соответствующую припуску 5 о (фиг. 2).К-й импульс (фиг. 3) устанавливает логическую 1 на выходе С регистра 21 сдвига, которая совместно с импульсом от датчика 22 каждого оборота шпинделя из.лелия через третий логицеский элемент И 25 5 10 и второй управляемый ключ 9 подключаетвьхол датчика 7 переме(пения к второму 15блоку 12 хранения информации, который запоминает величину напряжения датчика 7 перемещения, соответствующун) припуску 5 (фиг. 2).2 К-й импульс (фиг. 3) устанавливает логическую 1 на выходе О регистра 2сдвига, которая совлестно с импульсом от датчика 22 каждого оборота шпинделя через четвертый логическии элемент И 26 и третийуправляемый клк)ч 10 подключает выходдатчика 7 перемен(ения к третьему блокч 13 25 хранения информации, который запоминает величину напряжения датчика 7 перемещения, соответствующую припуску 52 (фиг. 2).2 К+1-й импульс (фиг. 3) устанавливает логическую 1 на выходе Е регистра 21 сдвига, которая сохраняется до тех пор, пока на управ;як)(цем входе не появится логическая 1, т. е, до конца обработки излелия.На импульсы, последующие за 2 К+1-м импульсом, регистр 21 сдвига не реагирует.Напряжения с выходов первого 11 и второго 12 блоков хранения информации подаются на первый сумматор 14, на выходе которого напряжение равно разноСти напряжений первого 1 и второго 2 блоков хранения информации. Эта разность возводится в квад рат умножителем 18 и подается на второй вхол дел ител я 19. На входы второго сум м а- тора 15 подаются напряжение от первого 11 и третьего 13 блоков хранения информации, а также увеличенное в два раза усилителем 17 напряжение второго блока 12 хра пения информации. На выходе второго сумматора 15 напряжение равно сумме напряжений первого 11 и третьего 13 блоков хранения информации л)инус удвоенное напря.жение второго блока 12 хранения информации, Оно подается на первый вход делителя 19, на выходе которого напряжение равно отноп(ению напряжений на втором и первом входах.Величина этого напряжения соответствует припуску, которьй будет снят при вы.хакивании при 1-со, и зависит от постоян 55 но й времени систем ы СПИ Д.С выхода делителя 19 напряжение поступает на первый вход третьего сумматора6, на второй вход которого подается величина напряжения от первого задатчика опорного напряжения, соотве)ствуюлая требуемой точности Л 5 выполнения операции шлифования.На выхоле третьего сумматора 16 напря. жение равно разности напряжений делителя 19 и задатчика 1 опорного напряжения. Оно подается на второй вход второго блока 4 сравнения, на выходе которого логическая 1, если напряжение от датцика 7 переме(цения больше напря)кения третьего сумматора 6, и логический О, если наоборот.Таким образом, к моменту появления логйческой 1 на выходе Е регистра 21 сдвига на выходе второго блока 4 сравнения может быть либо логическая 1, либо логический О. В первом случае через пятый логический элемент И 27, логический элемент ИЛИ 20, исполнительный блок 6 вкл(о кается подача шлифовального суппорта (при 5= =-52 на фиг. 2) ло тех пор, пока текун(ее значение припуска не установит логический О на выходе второго блока 4 сравнения (при 5=5 з на фиг. 2), после цего выполни(:тся операция выхаживания, а весь роцесс шлифования осуществляется согласно графику 1 на фиг, 2,Во втором случае подача шлифовальнсгсуппорта не вклюцается. сразу выполняется операция выхаживания, а весь процесс шлифования осу(цествляется согласно графику 2 на фиг. 2. Это соответствует случаю, когда постоянная времени системы СПИД имеет максимальное значение и которой соответствует велицина напряжения второго задатчи ка 2 опорного напряжения, устанавливаемая оператором. При 5=0 срабатывает первый блок 3 сравнения и через. исполнительный блок 6 осуществляет отвод шлифовального суппорта.Устройство может быть использовано не только при реализации одноступенчатых алгоритмов управления шлифованием, когда для формирования величины припуска на выхаживание необходимо кратковременно отключить подачу, но и многоступенчатых алгорйтмов. При использовании последних формировать величину припуска на выхажи. вание можно на предпоследнем этапе переклюцения скорости подачи с одной ступени на другую.формула изобретенияУстройство для программного управления шлифовальным станком, содержащее два задатцика опорного напряжения. последовательно соединенные первый блок сравнения и исполнительный блок, латчик перемещения, выход которого подключен к пер. вым входам первого и второго блоков сравне. ния, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки и упрощения настройки устройства, в него введены первый,.ССР по Раугпс ддприн 1 н,Ел 55 Е 5 Редактор М. ПетроваЗаказ 1360/1ВНИИПИ осударственно113035, МоПронзво,п твенно-подиг 1) второй и третий управляемые ключи, первый, второй и третий блоки хранения информации первый, второй и третий сумматоры, усилитель, ум нож итель, делитель, третий блок сравнения, логический элемент ИЛИ, регистр сдвига, датчик каждого оборота шпинделя изделия, первый, второй, третий, четвертый и пятый логические элементы И, первые входы первых четырех из них соединены с выходом датчика каждого оборота шпинделя изделия и счетным входом регистра сдвига, а первый вход пятого - с выходом второго блока сравнения, вторые же входы - соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами регистра сдвига, а их выходы - соответственно с входами сброса блоков хранения информации, с управляющим входом первого, второго и третьего управляемых ключей и первым входом логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с исполнительным блоком, а второй вход - с управляющим входом регистра сдвига и выходом третьего блока срав 5 снин, первый вход которого подключен и тор".,задатчику опорного напряжения, а торг,.к выоду датчика перемещения и но, первого, второго и третьего уиравляе мых ключей, выходы которыподключены соот ветственно к входам первого, вгорого и тре 5 его блоков хранения дднформацддд, 5 ды, которых соединены соответственно с иср; ми входами первого и второго л нкд 5 дз Р 1 О с вторым входом первого сумматора и х;дом усилителя, с вторым входом дтор 5 и сумматора, третий вод которого соединен с выходом усилителя, а выод - с н,ры.входом делителя, второй вод которого соединен с выодом умножитсля, и выод с первым входом третьего сумматора, второй вход которого подклю 5 сн к первому задтинку опорного напряжения, а выод и торому входу второго блока сравнения, при этом выход первого смматора соединен с исрым и вторым входами умножитсля. Ко 5 но 5,. 111 ннп 5 п 111 о,пп ,5 нДЕааМ 15 ЗОПГе:Ение 1 вен 5;1Пан нпв., д. -д 5Г. 5 ж о )5) т..1555 е к т 555 в,