Копировальное устройство

О П И С А Н И Е 368989ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сойз Соеетскик Социалистически Республик.1970 ( 1497728/25 явлен присоединением заявкириоритет омитет по делам изобретений и открыт при Сосете Министра СССРУДК 62-503,55 (088.8) Опубликовано 0811.1973. БюллетеньДата опубликования описания 4 Х 1973 Авторыизобретени С. Г. Синичкин, В, Е. Даняев и А. П. Трубин Научно-исследовательская лаборатория станкостроения и режущих инструментов при Горьковском политехническом институте им. А. А. Ждановааявител ПИРОВАЛЬНОЕ УСТРО О Известны копировальные устроиства, в которых привод с дискретными исполнительными элементами, например, электромагнитными муфтами, связан со схемой управления Привода и копировальным датчиком с непре рывным сигналом на выходе.Эти устройства широко применяются в копировальных металлорежущих станка (фрезерных, токарных и т. д.). Копирование контура на таких станках осуществляется путем 10 переключения подач на контур и от контура при переходе щупа копировального датчика через границу между зонами его взаимодействия с копируемым контуром, причем при двухзонном копировании ближней к кон туру зоне соответствует подача от контура, а друтой - на контур.Граница между зонами определяется конструкцией копировального датчика, например, величиной зазора между контактами и 20 не регулируется в процессе обхода контура.При переключении подач имеют место выбеги рабочих органов станка, увеличивающиеся с увеличением подачи. В пределах сектора (квадранта) направления работающих 25 подач не изменяются, а величины выбегов по каждой из координат примерно постоянны для установленной подачи. Однако величина перемещения щупа датчика (инструмента) по нормали к копируемому контуру, вызванного 30 выбегом исполнительных органовизменяется при обходе криволинейног тура (для удобства рассмотрения, здес же говорится о перемещении щупа д относительно контура).Это обстоятельство приводит к геометрическому искажению контура обрабатываемой детали по сравнению с копируемым, что существенно снижает точность обработки.Известен способ исключения этого искажения, который сводится к автоматическому регулированию соотношения между зонами изменением параметра, определяющего границу между ними, в зависимости от результата сравнения фактической величины непрерывного сигнала на выходе датчика в конце выбега с заданной.С целью повышения точности копирования на станках с дискретными исполнительными элементами предложенное копировальное.устройство снабжено корректирующим устройством, выполненным в виде блока сравнения, к входу которого через блок запоминания подключен выход копировального датчика, а выход блока сравнения подключен к схеме управления приводом через логическую схему и преобразователь, причем выход преобразователя подключен к соответствующим входам блока запоминания и логической схемы, а один из выходов блока запоминаниянепосредственно соединен с логической схемой, 4Сигнал, поданный ца вход преобазователя с выхода логического устройства, определяет границу между зонами рабочей характеристики датчика. Он изменяется (а следовательно, изменяется и граница) в соответствии со маком и величиной сигнала на входе логического устройства, пропорционального отклонения фактического положения щупа датчика относительно контура в конце выбега от заданного.Изменение границы между зонами изменяет момент переключения подач и тем самым момент начала выбега.Такая конструкция копировального устройства позволяет обеспечить заданную степень взаимодействия бо щупа копировального датчика с контуром в конце выбега и производить копирование с компенсацией неравномерного действия выбегов, что существенно повышает точность обработки детали (до двух раз).На фиг. 1 показано внешнее копирование контура в виде окружности с возможностью устранения искажения путем изменения границы между зонами; на фиг. 2 - блок-схема предложенного устройства; на фиг. 3 - упрощенная принципиальная схема устройства; ца фиг. 4 - графики изменения сигналов на отдельных элементах схемы.Копировальное устройство содержит датчик 1 с непрерывным сигналом, подключенный и выходу 2 датчика, преобразователь 3 непрерывного сигнала в дискретный, схему управления приводом, подключенную к выходу 4 преобразователя, элемент 5 запоминания сигнала датчика в конце выбега, соединенный с выходом 2 датчика и с выходом 4 преобразователя, соединенную с выходом 6 элемента запоминания сравнивающую схему 7, на другой вход которой подан постоянный сигнал СУо, определяющий заданное положение щупа датчика относительно контура в конце выбега, подключенное к выходу 8 сравнивающей схемы, к выходу 9 элемента запоминания и к выходу 4 преобразователя логическое устройство 10, выход 11 которого подключен к другому входу преобразователя 3.Преобразователь 3 непрерывного сигнала в дискретный состоит из сравнивающего устройства на лампе 12, переключающего устройства на лампах 13 и 14, поляризованного реле Р 5 и резисторов 15 - 21.Элемент 5 запоминания сигнала датчика в конце выбега состоит из катодных повторителей ца лампах 22 - 24 и резисторах 25 - 28, диодов 29, 30, запоминающего конденсатора 31, поляризованного реле Р 1 и преобразователя 32 постоянного напряжения, который содержит модулятор с полупроводниковым ключом на входе, полупроводниковый усилитель переменного тока и выпрямитель с фильтром. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 б 0 65 4Сравнивающая схема 7 образована соответствуюц 1 цм включением выход 6 элемента 5 запоминания и источника постоянного напряжения СУоЛогическое устройство 10 состоит из катодцых повторителей на лампах 33 - 35 и резисторах 36 - 38, запоминающих конденсаторов 39, 40, резисторов 41 - 46, поляризованного реле РЗ ц электромагнитного реле Р 4, Контакт, реле РНК, Р 6 ц Р 7 принадлежат соответствующим электромагнитным реле схемы управления приводом (эти реле на схеме не показаны),На фиг. 4 показаны графики изменения сигналов, иллюстрирующие работу копировального устройства.Положим, что с выхода 11 логического устройства О на вход преобразователя 3 (катод лампы 12) подано папрякение СУ определяюшее границу между зонами рабочей характеристики датчика, сигнал которого СУд подан ца сетку лампы 12. При этом 11-ой зоне (см. фиг. ) соответствует условие, что -ой зоне - условие, что СУд(СУр. Если СУд) )СУр, лампа 2 открыта, а контакт реле Р 5 находится в полокении 1 зона, включена подача на контур, и происходит уменьшение цапрякения СУд (см, фиг. 4,а).В момент оСУд сравнивается с СУи затем становится меньше его, что приводит к запиранию лампы 2, переключению ламп 13 и 14 и контакта реле Р 5 в полокение 1 зона, При этом подача на контур отключается, цо вследствие выбега напрякение СУд продолжает уменьшаться, Через замкнувшийся контакт Р 5 поджигается тиратроц 47, что приводит к погасанию тиратрона 48 и выключению реле Р 2. Контакт этого реле, шунтирующий во 11-ой зоне диод 29 элемента запоминания, размыкается, другой его контакт подготавливает цепь реле Р 4.Когда рабочий орган начинает перемещаться в соответствии с подачей от контура, напряжение СУд повышается. Диод запирается, и напряжение СУд,ь, соответствующее положению,щупа датчика относительно контура в конце выбега, запоминается на,конденсаторе 31. Напряжение СУдоио р авное по величине напряжению запоминавшемуся на конденсаторе 31, но оторванное от земли с помощью преобразователя 32, поступает ца сравнивающую схему 7, на выходе 8 которой образуется напряжение ЛСУ= - ЛСУ = СУо -- СУды, (так как СУдюы, ) СУо)Напряжение ЛСУ действует между сеткой лампы 34 и катодом лампы 35, потенциал которого относительно земли равен потециал которого относительно земли равен СУр -- СУр, (так как контакт реле Р 4 замкнут). Поэтому на выходе катодного повторителя (34, 37) имеется напряжение, равное СУр, + ( - ЛСУ) (с учетом знака разности ЛСУ), Эта часть схемы выполняет функцию сумматора.В момент 1, срабатывает реле Р 1, к которому приложено разностное напряжение У - Удып, и реле Р 4, Напряжение Ур на выходе 11 логического устройства прйобретает новое значение У , = У, - ЛУ так как конденсатор 39 на входе катодного реле Р 4 заряжается до значения напряжения на выходе катодного повторителя 34, 37, При этом на выходе катодного повторителя 35, 38 запоминается напряжение Ур, - У, (т. е, напряжение, соответствующее границе между зонами до коррекции), так как контакт реле Р 4 на входе этого повторителя размыкается.Таким образом производится изменение границы между зонами на величину ошибки между фактическим положением датчика относительно контура в конце выбега и заданным, Когда У, становится больше Ур происходит переключение контакта реле Р 5 в положение 11 зона, включение реле Р 2 и выключение реле Р 4. При этом шунтируется диод 29, и напряжение на конденсаторе 31 сравнивается с напряжением У, а на конденсаторе 39 запоминается напряжение ЬР которому будет равно и напряжение на выходе катодного повторителя 35, 38 (после замыкания контакта реле Р 4).На этом цикл коррекции заканчивается. При следующем движении на контур процесс коррекции повторяется. Таким образом, на основе анализа положения датчика относительно контура в конце предыдущего выбега корректирующее устройство изменяет границу между зонами (момент отключения подачи на контур) для того, чтобы при последующем выбеге датчик оказался в заданном положении.Процесс копирования контура начинается при У= Утах благодаря тому, что вход катодного повторителя 33, Зб подключен через ц. з. ко,г;акт реле РНК к делителю 41,42. Это необходимо для того; чтобы даже при макспмалшюм выбеге, соответствующем верхнему допустимому значению подачи, датчик оказался в районе заданного положения, После этого начинает работать корректирующее устройство, и датчик в конце выбегов будет поддерживаться в заданном положении относительно контура.При переключении секторов граница меж ду зопамп изменяется скачком (см. фиг, 1).Это происходит следующим образом.Если ндет внешнее переключение секторов,когда датчик находится во 11 зоне, включается реле Рб, и через н. з. контакт реле РЗ кон денсатор 39 быстро заряжается (т=Рд Сзв),этом также изменяется напряжение навыходе 11, определяющее границу между зонами. Возрастание напряжения происходит до тех пор, пока Е/не станет больше Ь, что 15 вызывает запирание лампы 12 и переключение контакта реле Р 5 в положение 1 зона, При этом включается реле РЗ, и происходит фиксация напряжения У Таким образом происходит привязка изменения границы к 20 величине последнего выбсга (от контура) впредыдущем секторе.Проведенные испытания копировальногоустройства с коррекцией показали значительное повышение точности обработки дета лей (до двух раз) по сравнению с обработкой без коррекции. Предмет изобретения30 Копировальное устройство, в котором привод с дискретными исполнительными элементами, например, электромагнитными муфтами, связан со схемой управления привода и копировальным датчиком с непрерывным сиг налом на выходе, от.шчаощееся тем, что, сцелью повышения точности копирования, оно снабжено корректирующим устройством, выполненным в виде олока сравнения, к входу которого через блок запоминания подключен 40 выход копировального датчика, а выход блока сравнения подключен к схеме управления приводом через логическую схему и преобразователь, причем выход преобразователя подключен к соо 1 ветствмющпм входам блока за пл пнаппя и логической схемы, а од;ш нз вы.ходов блока запоминания непосредственно соединен с логической схемой,368989 цд зонами (Зона (гона Рог Угл еме уп р ардены при адом