Устройство для обучения работе на металлорежущих станках

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 091 (1) 159 4 С 09 В 19 24 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРСПО ДЕЛ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В 4 тельство СССР1924, 1979. льство СССР В 19/24, 1984 БУЧЕНИЯ РАБОНКАХ 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ(57) Изобретение относится к техническим средствам обучения и можетбыть использовано для отработки движений рук при работе на металлорежущих станках. Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства. Устройство содержит установленную в центрах станка модель 1 обрабатываемой детали, выполненную в видепланшета, торец которого изготовленв виде известной Функциональной зависимости, закрепленный на суппорте1 держатель 5 с датчиком 6 механических усилий, измерительный мост 7, блок 9 ввода эталонов, первый 18 и второй 19 регистраторы ошибок, датчик 14 частоты вращения вала 13 продольной подачи, счетчик 15 частотный детектор 17, блок 10 постоянной памяти, цифроаналоговый преобразователь 11, сумматор 12, генератор 27, элемент 16 задержки, формирователи импульсов 28 и кодов 8, блок 30 предъявления учебной информации, Ус 354236тройство позволяет производить обучение на реальном станке. В одной аудитории на подобных устройствах может работать группа учащихся при активном контроле преподавателя за их работой. Устройство подсчитывает ошибки "Силового" и "Скоростного" режимов с их индикацией для обучаемого и фиксирует время их исправления.При смене модели 1 устройство перестраивается на работу с ним путем замены блока 10. 1 ил.Изобретение относится к техническим средствам обучения и может бытьиспользовано, например, для отработкидвижений рук при работе на металлоре 5жущих станках,Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства.На чертеже изображена структурнаясхема устройства.10Устройство содержит модель 1 обрабатываемой детали, выполненную в видепланшета, торец которого выполнен ввиде заранее известной Функциональнойзависимости, счетчик 2 оборотов, валкоторого закреплен в патроне, кинематически связанном с приводом 3 станка, В суппорте 4 станка закреплендержатель 5, на котором установлендатчик 6 механических усилий при продольных и поперечных подачах суппорта 4. Устройство содержит также измерительный мост 7, Формирователь 8кодов, блок 9 ввода эталонов, содержащий четыре переменных резистора 26неподвижные выводы которых подключенык соответствующим шинам питания, вклю.ченные последовательно, блок 10 постоянной памяти цифроаналоговый преобразователь 11, сумматор 12, ручку13 продольной подачи суппорта 4, датчик 14 частоты вращения вала ручки 13продольной подачи, к выходу которогоподключены входы счетчика 15 адресов,элемента 16 задержки и частотного детектора 17, регистраторы 18 и 19 ошибок, каждый из которых содержит компараторы 20 и 2 1, последовательновключенные элемент ИЛИ 22, элемент 23задержки, элемент И 24 и счетчик 25,причем выходы компараторов 20 и 21 подключены к входам элемента 22, выход которого соединен с входом счетчика 26. Устройство содержит также генератор 27, формирователь 28 импульсов, блок 29 сравнения, блок 30 предъявления учебной информации, центр 31.Торец планшета модели 1 имеет профиль обрабатываемой детали. Счетчик 2 предназначен для подсчета количества оборотов привода 3. Датчик 6 преобразует механические усилия, возникающие в держателе 5, в изменение своего сопротивления, которое затем преобразуется в напряжение измерительным мостом 7. Формирователь 8 выдает двоично-десятичный код, пропорциональный длине обрабатываемой детали, Блок 9 формирует минимальное и максимальное напряжения допустимой зоны "силового" режима и напряжения, пропорциональные минимальной скорости и допустимой зоне Скоростного режима. Для соблюдения постоянства скорости движения держателя 5 вдоль торца модели 1 необходимо, чтобы скорость его движения вдоль оси ОХ была не постоянна, но если известна функциональная зависимость торца и скорость движения держателя 5 вдоль него постоянна, то известна и функциональная зависимость движения держателя 5 вдоль оси ОХ. Для хранения этой зависимости служит блок 10. Код с выхода блока 10 поступает на вход преобразователя 11,опорное напряжение на который поступает с блока 9.Таким образом, с выхода преобразователя 11 снимается определеннаяколичества ошибок. Центр 31 необходим для жесткого крепления модели 1,Устройство работает следующим образом.5В статическом состоянии счетчики15, 25 и 26 находятся в нулевом состоянии, так как на их входах сбросаприсутствует единица, снимаемая с выхода Формирователя 28, На блоке 9 набираются данные, характеризующие режимы работы: диапазон скоростей и диапазон механических усилий, с которыми учащийся должен пройти держателем5 вдоль торца модели 1. Количествооборотов ручки 13, характеризующеедлину заготовки, набирается на клавиатуре Формирователя 8Учащийся включает устройство, приэтом модель 1 остается неподвижной, асчетчик 2 начинает считать число оборотов привода 3. После момента включения устройства с некоторой задержкой, выбираемой заведомо большей вре 25 мени подвода держателя 5 к торцу модели 1, на выходе формирователя 28формируется нуль, поэтому снимаетсязапрет счета импульсов счетчиками 15,25 и 26. Учащийся, манипулируя ручЗ 0 ками продольной и поперечной подачсуппорта 4, ведет держатель 5 вдольторца модели 1. С выхода частотногодетектора 17 снимается напряжение,пропорциональное скорости перемещениядержателя 5 вдоль оси ОХ, а с выходаизмерительного моста 7 - сигнал ввиде напряжения, пропорциональногоусилиям, возникающим на держателе 5.При поворотах ручки 13 счетчик 15 по 40степенно заполняется, и код с еговыхода подается на адресную шинублока 10, последовательно адресуяськ ячейкам памяти последнего, Еслискорость движения держателя 5 вдольторца модели 1 постоянна и известна45функциональная зависимость линии торца, то проекция этой скорости на осьОХ есть величина не постоянная, ноона зависит только от вида функциональной зависимости торца модели 1 исамого значения постоянной скоростидвижения держателя 5 вдоль торца модели 1.Таким образом, если скорость двит жения держателя 5 вдоль торца мрдели 55 3 13 функциональная зависимость в,виде напряжения, которая характеризует минимальную скорость движения держателя 5 вдоль оси ОХ, причем эта скорость есть величина не постоянная, она зависит (при известной функциональной зависимости торца планшета 1) от координаты держателя 5 по оси ОХ, которая, в свою очередь, зависит от количества оборотов ручки 13 продольной подачи.С выхода сумматора 12 снимается напряжение, пропорциональное макси- мальной скорости движения держателя 5 вдоль оси ОХ. Датчик 14 предназначен для Формирования импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости вращения вала ручки 13, а количество. импульсов пропорционально текущей координате держате ля 5 по оси ОХ. Счетчик 15 подсчитывает импульсы датчика 14, следовательно, код на выходе счетчика 15 пропорционален текущей координате держателя 5 по оси ОХ.Элемент 16 предназначен для Формирования импульса записи информации с выхода блока 10 во входной регистр преобразователя 11 с некоторой задержкой, связанной с временем установления сигнала на выходе счетчика 15 и временем выборки кода из блока 10, Время задержки элемента 16 выбирается большим суммы указанных времен, Частотный детектор 17 необходим для преобразования частотного сигнала датчика 14 в пропорциональный ему сигнал напряженияРегистраторы 18 и 19 Фиксируют ошибки "Силового" и "Скоростного" режимов соответственно. При этом компараторы 20 и 21 определяют вид ошибки, счетчик 25 Фиксирует время исправления ошибок, а счетчик 26 производит подсчет ошибок.Генератор 27 формирует импульсы, подсчитываемые счетчиком 25, если время реакции обучаемого хуже, чем время реакции среднего учащегося, которое задано элементом 23. Формиро ватель 28 необходим для установки элементов устройства в исходное состояние при включении, а блок 29 пред назначен для выдачи сигнала на запре работы устройства при прохождении держателем 5 заданной длины заготовки, Блок 30 предназначен для индикации вида текущей ошибки и текущего 54236 4 1 постоянна, то скорость вращенияручки 13 не постоянна, но она такжеподчинена известной функциональнойзависимости торца модели 1. Если код, 5 13 пропорциональный значениям скорости вращения ручки 13 при данных координатах держателя 5, записан в последовательные ячейки блока 10, то если опрашивать ячейки блока 10, исходя из текущей координаты держателя 5 по оси ОХ, с выхода блока 10 снимается код, пропорциональный необходимой минима- льной скорости вращения ручки 13 в данный момент времени.Таким образом, на выходе преобразователя 11 дормируется напряжение, пропорциональное заданной минимальной скорости движения держателя 5 вдоль оси ОХ, причем, изменяя опорное напряжение на входе подключения опорного напряжения преобразователя 11 при помощи третьего переменного резистора блока 9, можно изменить напряжение на выходе преобразователя 11 по величине, не изменяя его функциональной зависимости, т.е, изменить задание скорости по величине. На выходе сумматора 12 формируется напряжение, пропорциональное заданной максимальной скорости движения держателя 5 вдоль оси ОХ, путем суммирования напряжений с выхода преобразователя 11 и подвижного вывода четвертого резистора блока 9, которое пропорционально допустимой зоне скоростей.. Если скорость перемещения держателя 5 вдоль оси ОХ лежит в заданном диапазоне скоростей, который снимается в виде напряжений с выходов преобразователя 11 и сумматора 12, то напряжение на выходе частотного детектора 17 находится в заданном диапазоне напряжений, поэтому на выходах компараторов 20 и 21 будут нули. Если скорость перемещения держателя 5 вдоль оси ОХ больше максимально допустимой или меньше минимально допустимой, то на выходах компараторов 20 или 21 соответственно формируются единицы, и содержимое счетчика 26 увеличивается на единицу, при этом на блоке 30 отражается, что учащийся сделал ошибку в "Скоростном" режиме, и отображается вид ошибки. Если учащийся не исправил ошибку за время, определяемое элементом 23, то на счетчик 25 регистратора 19 начинают поступать импульсы с выхода генератора 27 через открытый элемент 24, и их количество, записанное в счетчике 25, характеризует быстроту54236б 20 5 10 15 25 30 35 40 45 50 55 исправления учащимся ошибок "Скоростного" режимаВремя задержкиэлемента 23 равно времени исправле-ния ошибки средним учащимся,Если учащийся ручкой поперечнойподачи сделал так, что усилие, возникающее на держателе 5, не лежит вноминальном диапазоне, задаваемом ввиде напряжений на выходах блока 9,то регистратор 18 фиксирует ошибкуаналогично рассмотренному вьппе, ивид ошибки отображается на блоке 30.Аналогично в счетчике 25 регистратора 18 фиксируется код, характеризующий быстроту исправления ошибок"Силового" режима. По истечении заданного количества оборотов ручки 13 блок 29 выдает сигнал, поступающий на блокирующие входы счетчиков 25 и 26 и устройство прекращает подсчет ошибок,Преимуществом предлагаемого устройства является использование реального станка, что повышает качество обучения и снижает себестоимость тренажера. Устройство может использоваться в больших количествах в одной аудитории, при этом обеспечивается активный контроль за работой группы учащихся. При обучении используются одни и те,же модели 1, следовательно, нет расхода металла. По сравнению с известным предлагаемое устройство обладает повышенными надежностью и точностью, так как электропроводящая дорожка и дифдеренцирующее устройство заменены на ряд электронных элементов. формула изобретения Устройство для обучения работе на металлорежущих станках, содержащее закрепленную в центрах станка модель обрабатываемой детали, связанную с датчиком механических усилий, установленным на суппорте станка и подключенным к входу измерительного моста, первый и второй регистраторы ошибок, состоящие из первого.и второго компараторов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу первого счетчика, и второго счетчика, индормационный вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого подключен к выходу элемента54236 Составитель А.КарловТехред Л. Олийнык Корректор А.Тяско Редактор Н.Тупица Заказ 5699/46 Тираж 433 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 7 13 задержки, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, генератор, выход которого подключен к вторым входам элементов И, первые входы первого и второго компараторов первого регистратора ошибок соединены соответственно с выходом измерительного моста и с первым выходом блока ввода эталонов, а вторые входы - соответственно с вторым выходом блока ввода эталонов и выходом измерительного моста, выходы первого и второго компараторов и первого и второго счетчиков первого регистратора ошибок и выходы первого и второго компараторов и первого и второго счетчиков второго регистратора ошибок подключены соответственно к первому, второму, пятому, шестому,. третьему, четвертому, седьмому и восьмому входам блока предъявления учебной информации, счетчик адресов, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу формирователя .кодов, а выход - к входам блокировки первого и второго счетчиков первого и второго регистраторов ошибок, установочные входы которых соединены с выходом формирователя импульсов, подключенным к установочному входу счетчика адресов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности и точности5устройства, в него введены частотныйдетектор, элемент задержки, блок постоянной памяти,цифроаналоговыйпреобразователь,сумматор идатчик частотывращения вала ручки продольной подачи,выход которого соединен с входамичастотного детектора и элемента задержки и информационным входом счетчика адресов, выход которого подключен к входу блока постоянной памяти,выход которого соединен с информационным входом цифроаналогового преобразователя, выход частотного детектора подключен к первым входам первогои второго компараторов второго регистратора ошибок, вторые входы которых соединены с выходами соответственно цифроаналогового преобразователя и сумматора, входы опорного напряжения и синхронизации цифроаналого 2 б вого преобразователя подключены ктретьему выходу блока ввода эталонови выходу элемента задержки соответственно, а выход - к первому входу.сумматора, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока вводаэталонов,