Цифровое программное устройство для управления подвижными узлами станка

332648 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеооублийК ПАТЕНТУ Зависимый от патента-( 1307094/18-24)8,1635/68,1.1972, Бюллетень1 явлено 30,1.196 М. Кл. б 061 9/006 05 Ь 19/16 6 05 Ь 19/28 оритет 02.11,19Явейцария Номитет ло деламобретениЯ и открытиЯри Совете МинистровСССР ДК 681.3(088.8 Опубликовано 1 ата опубликования описания 17.1 т/.197 Автор зобретения Иностранец Клаус Корбах ивная Республика Ге Иностранная фирма Георг фишер АГ(Феде ин) витель ЦИФРОВОЕ ПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО ЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫМИ УЗЛАМИ СТАНКол- ий Изобретение относится к области цифрового программного управления передвижением подвижных узлов металлообрабатывающих станков, а именно для управления передвижением инструмента по программе, записанной 5 в виде чисел, накопленной на носителе данных.В известных цифровых программах управления движением инструмента или изделия положение и скорость подачи двух подвиж ных рабочих узлов, расположенных под прямым углом друг к другу регулируются при помощи управляющего прибора и двух сервомеханизмов. Если требуемое направление движения не совпадает с направлением сме щения одного из двух подвижных элементов, то управляющий прибор должен последовательно согласовывать по времени сигналы смещения для сервомеханизмов, Такого рода управляющие устройства требуют больших 20затрат.Кроме того, известны цифровые программные устройства, при использовании которых один из двух подвижных узлов в процессе программирования смещается с примерно по стоянной скоростью подачи, а движение другого подвижного узла регулируется в зависимости от позиции первого узла управляющим устройством с помощью носителя данных через сервомеханизм.Такого рода программные устройства, хотя и требуют меньших затрат, однако при движении в направлении, несовпадающим с ним из двух предпочтительных направлен (в токарных станках параллельно и перпендикулярно оси вращения) программа увеличивается настолько, что вместо одной перфоленты, в качестве носителя данных требуется применение магнитной ленты.Целью изобретения является создание такого программного устройства, которое не имело бы указанных недостатков, а его конструкция была бы относительно проста, а носитель мог бы быть запрограммирован так же, как в известных программных установках с линейным интерполятором и двумя сервомеханизмами. Для достижения этой цели предложенное цифровое программное устройство содержит три делителя частоты, переключатель и датчик импульсов, механически жестко связанный с продольными салазками и через шестеренку с зубчатой рейкой станины. Электрический выход датчика импульсов подключен через, переключатель ко входам делителей частоты, выходы которых подсоединены к другим входам логического элемента. Выход логического элемента соединен со входом шагового двигателя поперечного суппорта.На фиг. 1 схематически изображены два подвижных элемента токарного станка и устройство управления ими; на фиг, 2 - пример перемещения токарного инструмента, управляемого по программе; на фиг. 3 - часть примерной кривой траектории движения инструмента, изображенного на фиг, 1; на фиг, 4 - кривая перемещения инструмента, показанного на фиг, 1, па участке пути от А к В при х=О; на фиг, 5 - кривая перемещения инструмента, показанного на фиг. 1, на участке пути от А к В при х)0; на фиг. 6 - кривая перемещения инструмента, в устройстве изображенном на фиг. 1, на участке от А к В при х(0; на фиг, 7 - кривая перемещения инструмента в устройстве, изображенном на фиг. 1, на участке пути от А к В при х=О; на фиг. 8 - кривая перемещения инструмента в устройстве, изображенном на фиг. 1, при цифровых показаниях х=+3, г=+13, 1"=0,231; на фиг. 9 - кривая перемещения инструмента в устройстве, изображенном на фиг. 1, при цифровых показаниях х= - 2, г=+5, =0,4; на фиг. 10 кривая перемещения инструмента в устройстве, изображенном на фиг, 1, при цифровых показаниях х=+6, г=О, =+6.На фиг, 1 схематически изображены элементы управления, требующиеся для описания работы программного устройства, а также некоторые узлы и детали управляемого токарного станка.На носителе данных 1, например, перфоленте, записана, кроме информации о включениях, переработка которых для упрощения не изображена, информация о требуемой траектории перемещения. Поступающая со считывателя 2 информация о траектории движения накапливается в промежуточном накопителе 3 (элемента памяти) и при выборке информации поступает в счетчики 4 и 5 накопитель б цифр. Полученное в накопителе б число при выборке приплюсовывается к имеющемуся в счетчике 7, который как и,счетчики 4 и связан с логическим элементом 8 программного управления.На фиг. 1 изображены также часть станины 9 станка с направляющими 10 и П и движущиеся по ним продольные салазки (каретка) 12 с направляющими И и 14 для поперечного суппорта 15, на котором закреплен токарный инструмент 1 б. Угол между направлением перемещения продольных салазок 12 и направлением перемещения суппорта 15 составляет 59,05. Тангенс этого угла составляет отношение двух целых чисел (5/3). Во время работы по программе салазки 12 приводятся обычным приводом подачи через ходовой винт 17 с примерно равной скоростью.В качестве сервомеханизма суппорта 15 применяется шаговый электродвигатель 18 с винтом 19, который перемещает суппорт непосредственно или через сер восистему, неизображенную на чертеже, Вместо этогоздесь могут быть применены обычные сервоприводы, используемые в качестве органов пе.5 ремещения в металлообрабатывающих станках с цифровым программным управлением,Датчик импульсов 10, расположенный насалазках 12, шестерня 21 привода которыхвзаимодействует с зубчатоф рейкой 22, за 10 крепленной на станине 9, обеспечивает перемещение каретки 12, относительно станины.Импульсы, выдаваемые датчиком импульсов20, попадают через переключатель 23 в одиниз трех делителей частоты 24 2 б, выходной15 импульс которых поступает в логическийэлемент 8.На фиг. 3 изображена часть кривой траектории движения инструмента 1 б,Эта кривая программируется отдельными20 комплексами, Каждый комплекс содержитотрезок прямой внутри контура траекториипути. Информация о движении на каждомотрезке прямой содержит величину г обозначающую расстояние между начальной и ко 25 нечной точками отрезка прямой в направлении г величину х в качестве расстояния между начальной и конечной точками в направлении х и шаг = -- , Если это частное300 больше х, то следует программировать =х,х и г преимущественно программируются свеличиной 0,01 лм,Если достигается конец предыдущего комплекса, то из промежуточного накопителя д всчетчик 4 поступает число г, в счетчик 5 число х и в накопитель б и счетчик 7 поступаетчисло , относящееся к отрезку пути, по которому должны переместиться подвижные эле менты станка.40 Так как каретка 12 в процессе запрограммированной работы всегда перемещается внаправлении г, то датчик импульсов подаетимпульсы в переключатель 28, которые поступают через делитель частоты 25 в логический45 элемент с соотношением 1:5. Если количество импульсов, подаваемых датчиком 20, составляет, например, 500 импульсоы/мл, то делитель частоты выдает один импульс на при 50ращение пути Лг=0,01 мл. Каждый импульсЛг вызывает уменьшение показаний счетчика4 на 1 и через логический элемент 8 - при.плюсовывание к показанию счетчика 7 числа , накопленного в элементе памяти б.Когда показание счетчика 7 достигает чис- ла, равного или большего единицы, то сервопривод электродвигателя 18 получает импульсна перемещение поперечного суппорта 15 внаправлении его движения х на расстояние0,0160мм или в направлении х на 0,01 мм,в 1 п 5905Одновременно показания счетчика 5 и 7уменьшаются на 1. Для компенсации смещения токарного инструмента 1 б в направле 65 нии г на величину 0,06 лм, обусловленногоположением суппорта 15 под углом к продольной оси станка во время каждого прохода резца Лх=0,01 мм, переключатель 23 при кажчом впезании Лх в положительном направлении, переключается на делитель частоты 24 с соотноцтением 1: 3. Выходной импульс этого делителя частоты подключает пепеключятель к делителю 2 я или в случае, если показания счетчика все етце больше или равны 1,000, допускает дальнейшее движение резца на Лх.При движении Лх резца в отпицательном направлении смещения ( - х поперечного сулпорта чля компенсации одновпеменного смещения инструмента в положительцом в наппавлении, обуславливяемом положением гуппоптл под углом к ппочольной оси стянул, переклточате, ь 2,ч пепеключаетгя ця делитель частоты 2 й с соотношетчиетт 1: 2, Выходной импульс делителя частоты Ю пепекчточлет пепеключатель 23 на делитечь чагтоты 2 й и в да.чьнейтттем оказывает тп же влттятттте, что тт вьтхочной тттпульг делитечя частоты 25.Окоцчацтче тсомплекгл .чоптттглетгя тогчл, когчл показания гтеттитюв 4 и 5 плвтттт О, а переключатель 2,"т почключен ття делите ь частоты Ю. Когчл гчетчтчт 4 ппттлзт,твлет нуль, а счетчттт 5 пот;лзьтвлет чттгчо, не пивное нулто, то движениг Лх пезлцття,чопугклетгя точт.ко, егли локазлчия г тетчтття 7 мечт.тпе. чем 1.000.На фиг. 3 изображен тчделльттьтй ппопсгг переметценця токарного ицгтп мента 1 й,ччя всех трех пазлтччцьтх няпрлвлетттттт чвтткгттття. При этом пягстпяние межчу растрами гоответствует величитте гмецтеттття, и лвцптт 0,002 мм.Путевая скорость токарного ттттгтпуметттл задается скоростьто почачи клпетки 12 в цлправлеттии г и угча наклона кромок трлскто 6рии. Эта скорость может поддерживаться, например, постоянной путем предварительного выбора подачи на один комплекс при помощи вспомогательного действия программного уп равления.При большой скорости считывания считывателя имеется возможность путем соответствующего разделения прямой на мелкие отрезки, производить обработку искривленных кон туров.Применяя средства для изменения угламежду направлением подачи каретки 12 и поперечного суппорта 15, например ппи программированном повороте наппавляюших И 14 имеется возможность сметт;ать инстпуътент 1 й ппп обработке детали 27 в любом направлении.Предмет изобретения20 Цифровое программное устпойство для чправления подвижными узлами станка, гочепкащее носитель данных, считыватель инфопмации, подключенный через промежуточный накопитель к счетчикам, соечиненньтм с .логическим элементом, шаговьтй электрочвигатель поперечного суппорта и продольные салазки с направляющими и зубчатой пейкой, отлггчпющееся. тем, что, с пелью упрощения программного устройства и составления ппограютьт для него, ппо сочержпт тртт де.тителя, частоты, переключатель и датчттк импульсов, механически жестко связанный с пподочьцьтми салазками и чепез тттестеренк г зубчатой рейкой станины, причем эчектпический выход 35 датчика импульсов почкчючен чепез пепеключатель ко входам челителей частоты, выходы которых подсоединены к чругим вхоллм логического элемента, выход логического элемента гоединен со входом тпагового двигателя по перечного сппорта.332648 иг 10 Составтиель А. Плащин Техред Т. Ускова Левято едакт орректо таев нпогра и апунова,аказ 950/16 Изд. Мо 383 Тираж 448 ПодписноеНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5