Устройство для управления шлифовальным станком

Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 250380 Бюллетень Р 11 Р 1 М г С 05 В 19/18 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 503. .55(088.8) Дата опубликования описания 250380(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ Изобретение относится к автоматизации управления станками и предназначено для использования в системахуправления станками шлифовальной груп ПыеИзвестны устройства, обеспечивающие управление шлифовальным станкомтолько по ограниченному количествурежимов, выполненные на комбинационных схемах и поэтому не универсальные 1 и 2,Для шлифовальных станков, имектцихдругие Функции, неизбежны значительные затраты на разработку, освоениепроизводства и эксплуатацию новыхустройств управления для них,Известно также устройство, содержа- щее исполнительный орган, блок цифровой индикации, блок концевых выключателей, блок памяти, вычислительный блок, программный блок, блок связи, регистр и пульт 3 .Недостатком такого устройства является ограниченный объем функций 25 управления, отсутствие у потребителя возможности изменить алгоритм управления, невозможность автоматического учета погрешностей кинематики, цепи подачи шлифовальной бабки. 30 Цель изобретения - расширение функциональйых возможностей устройства. Она достигается тем, что в устройство управления шлифовальным станком, содержащее блок индикации, блок концевых выключателей, первый регистр и пульт, входы и выходы которого подключены соответственно к первым выходам и входам блока памяти и программного блока, вторые вход и вы ход которого подсоединены соответственно к первым выходу и входу вычислительного блока, третий вход и выход программного блока подсоединены соответственно к вторым выходу и входу блока памяти, а четвертые выход и вход - ко входу и первому выходу блока связисоответственно, вторые выход и вход блока памяти подсоединены к вторым входу и выходу вычислительного блока соответственно, введены блок Формирования знака, первый, второй, третий и четвертый переключатели, второй и третий блоки индикации, второй и третий регистры, первый и второй генераторы сигнала подачи, первое и второе реле и кодовый преобразователь, причем второй выход блока связи подключен к первьщ входам первого блока индикации, блокаформирования знака и первого регистра,третий выход блока связи подсоединенк первым входам кодового преобразо.вателя, второго и третьего регистрови ко вторым входам первого блока индикации, первого регистра и блокаформирования знака, второй вход блока связи подсоединен к первым выходам кодового преобразователя, второгои третьего регистров, первый, второйи третий выходы первого регистра подключены соответственно к входам первого генератора сигнала подачи, второго блока индикации и первому входувторого генератора сигнала подачи,второй, третий и четвертый входы 15второго регистра подсоединены соответственно к ныходам первого, второо и третьего переключателей, второйыход второго переключателя соединенс третьим блоком индикации, второй 20и третий входы третьего регистраподсоединены соответственно к выходам блока формирования знака, а четвертый вход - к второму входу второгогенератора сигнала подачи и к первомувыходу блока концевых выключателей,второй выход которого через четвертыйпереключатель соединен с третьимвходом второго генератора сигналаподачи, пятый и шестой входы третьего регистра подключены соответственно.череэ первое и второе реле к третьему выходу блока концевых выключателей.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит узел 1 управления, в состав которого входят пульт2, вычислительный блок 3, блок 4 памяти, программный блок 5 и блок 6связи, первый 7, второй 8 и третий 409 блоки индикации, кодовый преобразователь 10, первый 11, второй 12,третий 13 и четвертый 14 переключатели, первый 15, второй 16 и третий 17регистры, выключатель крайнего левого положения 18, выключатель 19крайнегб правого положения, первый 20второй 21 генераторы сигнала подачи,первое 22 и второе 23 реле и блок 24Формирования знака, причем выключатели 18 и 19 образуют блок 25 концевыхвыключателей,Расширение функциональных возможностей н предлагаемом устройстне дос,тигается тем, что взаимодействиемежду узлами устройства реализованос помощью системного математическогообеспечения (СМО), исходными даннымидля которого являются параметры циклов шлифования.В описываемом варианте использонания устройства реализованы следующие наборы функций управления (порежимам) .ВВОД - ввод параметров (значениячернового и общего припусков, значе ния чистовой и черновой порций, величина времени выхаживания при врезной подаче, число двойных ходов стола с деталью при выхаживании н периодической подаче, величина компенсации правки круга, величина выдержки времени после реверса, число циклов шлифования до очередной автоматической правки круга) .ОБЩИЙ СБРОС - приведение системы . устройство-станок в исходное состояние.СБРОС ПЕРЕМЕЩЕНИЯ - смещение исходной точки отсчета перемещения шлифовальной бабки.БЕЗРАЗМЕРНОЕ (РУЧНОЕ) перемещение ручное управление станком с отображением параметров перемещения на цифровой индикации.ПРАВКА - управление автоматикой станка при пранке круга.АВТОМАТ - автоматическое выполнение циклЪв шлифования в следующих подрежимах: врезная или периодическая подача, с прибором активного контроля (ПАК) и беэ него, форсиронка скорости подачи до нрезания и беэ нее, работа с мькроподачей и без нее.СМО представлено в ниде определенного числа формально заданных констант и команд, находящихся в одном иэ сегментов блока 4 памяти. Второй сегмент блока 4 памяти занят под параметры цикла, а третий - под начальный загрузчик программы СМО.Ввод программы СМО, находящейся на перфоленте, и блок 4 производится при подаче с пульта,2 сигнала ПУСК на блок 5, последний передает управление загрузчику,в результате блок 5 через блок 6 инициирует запуск устройства ввода программы (не показано). Информация с этого устройства через блок 6 поступает в блок 5, который размещает эту информацию в соответствующем сегменте. Устройство работает следующим образом.При поступлении от пульта 2 сигнала на пуск программного блока последний начинает действия по ныполнениючасти программы - модуля Д. Эти действия начинают с того, что программныйблок 5 через блок 6 связи возбуждаетшину адреса регистра 16. Информацияо состоянии разрядов этого регистра,отражающая положение первого 11, второго 12 и третьего 13 переключателей,через блок 6 поступает н программныйблок 5. При наличии в старшем разрядерегистра 16 1 (что соответствуеттребованию изменить режим, подрежимили адрес параметра) эта информациязапоминается в программном блоке 5.Информация о состоянии, переключателя12 одновременно поступает в блок 9,где на световом табло высвечиваютсяназвания подрежимов, 723514Далее, программный блок 5, выбирая очередные команды иэ блока 4, интерпретирует их как требование передать на регистр 15 управляющую информацию, поэтому он через блок б возбуждает адресную шину регистра 15 и вслед 5 за этим через выходные шины передает эту информацию на регистр 15. Содержимое разрядов регистра 15, несущих информацию о режиме работы устройства, передается в блок 8, где на световом табло высвечивается название выполняемого режима. Каждой команде на управление станком соответствует 1 в определенном разряде регистра 15 и возбужденная шина на его выходе. Текущее состояние шин технологических команд, по которому определяется состояние системы устройство- станок, отображается на втором табло блока 8.Далее, выбирая очередные команды 2 О иэ блока 4 памяти, программный блок 5 интерпретирует их как требование принять технологическую информацию от третьего регистра 17. Программный блок 5 через блок б возбуждает адрес ную шину регистра 17, а информация с выхода последнего через блок б поступает. в программный блок 5, где и запоминается. Информация о перемещениях исполнительного органа, входящая 30 в состав технологической информации, поступает на регистр 17 из блока 24 формирования знака, который имеет в своем составе датчики обратной связи по перемещению, жестко связанные с шлифовальной бабкой. Импульсные сигналы появляются н зависимости от на правления движения шлифовальной бабки либо на одном, либо на другом выходе блока 24 с периодом, соответстну ющим времени прохождения шлифональной 40 бабкой известного отрезка пути. Следует заметить, что указанный период больше чем период обращения к модулю Д.Далее, выбирая очередные команды иэ блока 4 памяти, программный блок 5 45 интерпретирует их как требование привести блок 24 формирования знака н исходное состояние, т.е. подготовить его к приему очередной информации о движении. Для этого программный блок 50 5 через блок б возбуждает адресную шину блока 24 формирования знака, а по выходным шинам через блок б из программного блока 5 поступают сигналы для установки в исходное состояние того канала блока 24, на выходе которого был импульсный сигнал, означающий движение.Далее, выбирая очередную команду иэ блока 4 памяти, программный блок 5 интерпретирует их как требование произвести вывод значения параметров, условный адрес которого установлен на переключателе 12, на цифровую индикацию. Для этогс вычислительный блок 3, используя информацию об 65 условном адресе параметра, находящуюся в управляющем слове, рассчитывает адрес ячейки блока 4, где хранится значение требуемого параметра.Программный блок 5 извлекает содержимое этой ячейки блока 4 памяти,возбуждает через блок б адресную шину блока 7, и передает через блок бпо шинам выходной информации на блок7 значения параметров (в двоичномкоде), В блоке 7 это значение преобразуется в двоично-десятичный вици выводится на целевое табло. Далее, выбирая очередные команды из блока 4 памяти, программный блок 5 с помощью блока 3 учитывает информацию о перемещении, полученную вданном цикле работы модуля Д, в программном счетчике, занимающем однуячейку блока 4.Выполняя следующую группу команд,устройство 1 производит переход кочередному модулю в зависимости отустановленного режима и подрежимаработы устройства,В режиме ОБЩИИ СБРОС после выполнения модуля Д программный блок 5обнуляет ячейки блока 4 памяти, содержащие информацию о параметрахобработки и увеличения перемещения, и после этого снова переходит к выполнению модуля Д.В режиме ВВОД после выполнения модуля Д программный блок 5 возбуждает через блок бадресную шину кодового преобразователя 10. Значение параметра, установленное в десятичном ниде, в блоке 8 переводится в двоичный вид и через входные шины и блок б поступает н программный блок 5, который передает эту информацию в блок 4 по адресу, рассчитанному вычислительным блоком 3. Затем устройство 1 снова переходит к выполнению программы модуля Д.В режиме СБРОС ПЕРЕМЕЩЕНИЯ после выполнения модуля Д программный блок обнуляет программный счетчик перемещений, расположенный в блоке 4 памяти, после чего устройство 1, переходит к выполнению модуля Д.В режиме БЕЗРАЗМЕРНОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ циклически выполняется только модуль Д.В режиме ПРАВКА н исходном состоянии контакты второго реле 23 замкнуты и соответствующий разряд третьего регистра 17 поступает сигнал уровняЭто обстоятельство фиксируется в программном блоке при очередном цикле отработки программы модуля Д и делает возможным проведение цикла правки шлифовального круга, Используя информацию, находящуюся в блоке 4 памяти, вычислительный блок 3 из значения перемещения, записанного в программном счетчике перемещений,вычитает значение величины компенсации и засылает эту разницу в программный счетчик перемещения блока 4памятиПрограммный блок 5 подготавливается к выдаче,на станок сигналаначала правки круга и переходит к 5выполнению модуля Д. При выполненииэтого модуля команда на начало правки через блок б связи, шины выходнойинформации, регистр 15 и шины поступает к автоматике станка, В процессевыполнения правки круга контакты реле 23 разомкнуты, сигнал 1 с ре.гистра 17 снимается. При очередном,выполнении модуля Д это становитсяизвестным программному блоку 5, который переводит устройство в режиможидания конца правки - циклическоевыполнение программы Д.По окончании правки круга контакты реле 23 замыкаются, это становится известным программному блоку 5, Мкоторый через регистр 15 выдает наблок сигнал о готовности устройствак новому циклу правки,В режиме АВТОМАТ (поДРежим ВРЕЭ. НАЯ ПОДАЧА) устройство работает следующим образом,В исходном (нулевом) состояниишлифовальная бабка и, следовательно,датчик обратной связи блока 24 формирования знака неподвижны, контакты реле 22 разомкнуты. Устройствоциклически выполняет функции, предусмотренные программой модуля Д.При пуске станка начинается движение шлифовальной бабки к иэделию на З 5скорости подачи, величина перемещения учитывается в программном счетчике блока 4 памяти. В процессе выПолнения модулей режима АВТОМАТ ввычислительном блоке 3 производитсясравнение, текущего значения перемещения с заданным значением чернового припуска, находящимся в блоке 4памяти. При достижении кромкой шлифовального круга детали сигнал 1через замкнувшиеся контакты реле 22поступает на соответствующий разрядрегистра 17, При очередном цикле выполнения модуля Д это становится известнымпрограммному блоку 5, который подготавливается к выдаче технологической коМанды на изменениескорости подачи, и при очередном цикле выполнения модуля Д в соответствующем разряде регистра 15 и соответствующей шине связи со станком Япоявляется сигнал на изменение скорости до величины скорости черновойподачи. При достижении шлифовальнойбабкой заданного значения черновогоприпуска программный блок подготавливается к выдаче команды на измейениескорости подачи и при очередном циклевыполнения модуля Д в соответствующемразряде регистра 15 и на соответствующей шине появляется сигнал на изменение скорости до величины, соответствующей чистовой подаче. При движении с чистовой скоростью узел 1 управления производит сравнение текущего значения перемещения с заданным значением общего припуска. При дости. женки шлифовальной бабкой заданного значения общего перемещения программный блок 5 подготавливается к выдаче команды на останов двигателя подачи и при очередном цикле модуля Д в соответствующем разряде регистра 15 и соответствующей шине связи с автоматикой станка появляется сигнал на останов двигателя подачи. Двигатель подачи останавливается, а узел 1 управления отрабатывает модуль Д в ечение заданного интервала времени, ем самым обеспечивается выдержка времени при выхаживании. По истечении; укаэанного времени программный блок подготавливается к выдаче команды на;. включение реверса механизма подачи, которая появляется на шине связи со станком при очередном выполнении программы Д. Шлифовальная бабка начинает движение к исходному положению. После .достижения шлифовальной бабкой исходного (нулевого) значения возможны следующие варианты продолжения работы, В случае наличия в составе технологической информации разрешения на начало нового цикла шлифования начинается новый цикл, в противном случае - осуществляется доворот шлифовальной бабки до нулевого положения. В режиме АВТОМАТ(подрежим ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ПОДАЧА) перемещение шлифовальной бабки происходит порциями, Набор порции происходит в крайнем положении стола с деталью, при этом концевой выключатель 18 или 19 должен быть замкнут. В устройстве предусмотрена возможность снятия порции при одиночном или двойном проходе стола с деталью мимо шлифовального круга (в последнем случае переключатель 14 должен быть разомкнут)Пусть концевой выключатель 18 замкнут, сигнал 1 через выключатель 18 поступает на вход регистра 17, при этом на его выходе появляется сигнал, по которому начинается движение шлифовальной бабки к изделию. Как только величина перемещения достигнет заданного значения черновой порции, узел управления выдает через регистр 15 команд на генератор 21 сигнал конца порции, при этом сигнал с выхода генератора 21 снимается, движение шлифовальной бабки прекращается, стол с деталью начинает движение относительно круга, выключатель 18 размыкается. Движение стола продолжается до тех пор, пока не замкнется выключатель 19 (или снова выключатель 18 при разомкнутом переключателе 14), после чего произ23514 50 водится набор новой черновой порции и т.д. После достижения шлифовальной бабкой границы чернового припуска начинается съем чистового припуска чистовыми порциями. После снятия чистового припуска в устройстве 1 вырабатывается команда на снятие сигнала порции, сигнал на выходе генератора 21 пропадает, стол с деталью движется от одного крайнего положения к другому, размыкая и замыкая выключатель 18. При срабатывании выключателя 18 сигнал 1 поступает на вход регистра 17, это становится известным программному блоку 5 при очередном выполнении программы Д. Узел 1 управления подсчитывает число замыканий выключателя 18 и сравнивает его с заданным числом двойных ходов при выхаживании в периодической подаче. При равенстве указанных значений устройство выдает на автоматику 20 станка команду на реверс механизма подачи, далее работа по реверсированию движения производится как и в поДРежиме ВРЕЗНАЯ ПОДАЧА.Кроме рассмотренных наборов функ ций управления устройство предусмат" ривает автоматическое управление циклом шлифования для случаев: врезной или периодической подачи беэ форсировки скорости до касания, врезной по дачи по командам прибора, активного контроля, с использованием микро- передачи или без нееВсе случаи автоматического выполнения цикла шлифования предусматривают возмож- З 5ность проведения внутри его автоматического цикла правки.Правка производится после выполнения заданного числа циклов шлифования или может быть безусловной.Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения 1 заключается в том, что состав и взаимодействие узлов устройства позволяет образовать за счет свободного выбора СМО значительное число вариантов циклов шлифования. Указанное обстоятельство значительно снижает затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию вновь разрабатываемых устройств управления шлифовальными станками. Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает управление в замкнутом следящем контуре, при этом через датчики обратной связи в устройство вводится истинное поло жение ходового винта станка, что позволяет учесть погрешности кинематики цели подачи станка и за счет этого повысить качество, геометрическую и размерную точность при автоматической обработке изделий. Формула изобретения,Устройство для управления шлифовальным станком, содержащее первый 65 блок индикации, блок концевых выключателей, первый регистр и пульт, входы и выходы которого подключены соответственно к первым выходам и входам блока памяти и программного блока, вторые вход и выход которого подсоединены соответственно к первымвыходу и входу вычислительного блока, третий вход и выход программного блока подсоединены соответственнок вторым выходу и входу блока памяти,а четвертые выход и вход - ко входуи первому выходу блока связи соответственно, вторые выход и вход блока памяти подсоединены к вторым входуи выходу вычислительного блока соответственно, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, внего введены блок формирования знака,первый, второй, третий и четвертый переключатели, второй и третийблоки индикации, второй и третийрегистры, первый и второй генераторы сигнала подачи, первое и второе реле, кодовый преобразователь,причем второй выход блока связи подключен к первым входам первого блокаиндикации, блока формирования знака и первого регистра, третий выходблока связи подсоединен к первым входам кодового преобразователя, второго и третьего регистров и ко вторымвходам первого блока индикации, первого регистра и блока формирования знака, второй вход блока связи подсоединен к первым выходам кодового преобразователя, второго и третьего регистров, первый, второй и третий выходыпервого регистра/подключены соответственно к входам первого генераторасигнала подачи, второго блока индикации и первому входу второго генератора сигнала подачи, второй, третий и четвертый входы второго регистра подсоединены соответственно к выходам первого, второго и третьего переключателей, второй выход второгопереключателя соединен с третьим блоком индикации, второй и третий входытретьего регистра подсоединены соответственно к выходам блока формирования знака, а четвертый вход - квторому входу второго генераторасигнала подачи и к первому выходублока концевых выключателей, второйвыход которого через четвертый переключатель соединен с третьим входбмвторого генератора сигнала подачи,пятый и шестой входы третьего регистра подключены соответственно черезпервое и второе реле к третьемувыходу блока концевых выключателей. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельСтво СССР Р 363966,кл, 6 05 В 19/18, 1970.ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна ил 2, Авторское свидетельство СССРВ 472330, кл. 6 05 В 11/01, 1974. 3. Киселев В. М, Фазовые системы аказ 926/1 ЦНИ и 113035Тираж 956 И Государственного делам изобретений и Москва, Ж, Раушс числового программного управления станками. М., Машиностроение, 1976, с. 144-145. Подписноемитета СССРткрытийя наб., д, 4/5