Система автоматического контроля параметров процесса круглого шлифования на станке с программным управлением

тан о спользов шли и озвень тва известного устр я точность опред едоста ется н и ени равл о и й прзме пр ему инен- авлениябо обракруга,чкой ор-,ат,;Г,4 сдфтгСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЩЩСТИЧСКРЕСПУБЛИН ОСУДАРСТНЕКИЫЙ КОУИТЕТДС ИМйРсТЕКХЯЧ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГНИТ СССР(54) СИСТЕИА ЛВТРОЛЯ ПАРА 11 ЕТРОВ1 Ъ 1 ИФОВАНИЯ НА СТУПРАВЛЕНИЕМ(57) Изобретенье отнстроению и может бытна круглошлифовальных Изобретение относится к станк строению и может быть использова на круглощлифовальных и виутринл вальных станках с программным у нием, оснащенных ЭВМ,Известно устройство для автом ческого контроля размеров детал врезном шлиФовании, содержащее и рительную головку с измерительнь обраэователем и полк.юченным к ричньж преобразователем, соед нья с формирователями команд упр станком на изменение режима тки и на отвод лифовального а также с дифференцируъэщей цепо в которой аналоговый сигнал, пр циональпый скорости съема припувальных станках с программным управлением, оснащенных ЭВ 11. Цель изобретения - расширение функциональныхвоэможностей системы, а именно измерение величин абсолютных размеров, скорости съема и постоянной времени. Система снабжена генератором временныхинтервалов, элементом И, одновибратором, регистрами опорной и текущей величин абсолютного размера, счетчикомвременных интервалов, вычитателем,задатчиком порога, компаратором, блоком деления, блоком умножения, регистром скорости съема припуска, а такжеблоком определения постоянной вреПоследний содержит второй компаратор,второй и третий блоки умножения,чик тактов, первую и вторую ячейкпамяти. 1 э.п. ф-лы, 4 ил. рмируется с помощью диффереицир скорости съема припуска, которая осбенно падает при малой ее величине,иэ-за чувствительности к помехам аналоговых дифференцируюжх звеньев.Устройство не может стыковаться сустройствами СПУ типа ЭВ.1, чем ограничиваются его Функционал:-ные возможности,Известна также система активногоконтроля размеров и ре.имя о:работкидеталей при врезном шлифовании, принятая эа прототпп, содержащая измериельную головку с первичным и",мсои тС)11(Ь ПрС, б Л: С)ИЛТ Г)(г 1 3(0 :.:.)ЧС)1:ц:Г( 1, ЕМУ ТОПН.;1 П)СО, -;ЗОЛТС. -Л ( К ЬУО У 3; ; 10 3,ЛЛ(С )ПЛ(0Ц )(.(Г)П(:Ц)ЗОР( С .3(1 г.(нг 1 ЦС) ИЗ; (.1 ИЕ ),"(г) О;рлб)Т);И 31 Л ОТ 3)э(;Олл:;с Г кругл, и Г)к,;.,Рг(1р Е ц ) ) 3) 0 Р Л 31 я,г" З 0 .).(3 ( 3) С) Л 1я С И ГЦЛ ПЛ (ГРОПО) 1303(Л)1.: (ОГ 0 С КСг)ОСТИ С ЬЕ - и;( прцпускл. 10Недостатками;линой с)(с г)м 1 являются чэ);и(1 дил)лэон цзмерс(я и малаятОЧНОСть Оцрс ДЕ)(Е)(кя С)СОрост)1 СЪЕМацр 1 усся, тлк кск )лц)1)11 с;Гцлл в яцяОГООЙ сОРе (;г);); ;)Уотс Я с с)мо(1 г 1 э 15бЛОКЛ )Иярц)ОВЛ)1.я, 0 СОбеНОЧУСТВ)(ТЕ)(ЬНОГО К СГ)ЬХЯМ. ЕРОЬ(;. тОГС,система имеет огрс(иченшс )уцк)13(оНЛЛЬЦЫЕ ВОЗМ)ЕЦОСТЦ ВВИДУ ТОГО) ЧТО оцл ФорИ(ру( т л)г)3 с)гоь(3 С)(гцлл и не 2 О может стыковаться с устройствами программного управлс ц)-.я станком на базе ЭВИ, а также не оесеспечцгает измерен)1 я ябсолчтн(х ряз(серов в и 3(роком диапазоне, тлк как настраивается )и(ь. На 25 один д)(яметр ц поэтому позоляет определить всего л)ь текугэ(31 прцпуск.,Таким образом, известная система ХЯРЯКТЕРИЗУЕТСЯ ОГРаНИЧЕ(ЦгЫ( ЬУ(К 3(Оняльнь)ми возможностями, следовательно, ЗОЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ НЕОСТатОЧ)(О ЭСгЬЕКТИГц 3,Цель изобрс теия - рас3 црение ункционяльных оэь(э.(остей,На фиГ. 1 ИЗОС)ря:)с(с)ця сУНКцОца.)ЬцаяСХС.МЛ СИСТЕЬ(33; На 1 г Г,2 - С)у)(КИОНЛЛЬ- нля схема блока с")реле"е:,я постоя)Нс)й( вр .мени; на сзиг,- врмеля диягрл.- мл Икла цзм рея сксростц съема прц 1 с) пуска; на с)иг. 4 - временная диаграмма 1 иклл Опрец ел(1 я Гсфст(эя) 0) ре)(енц .Система содер:=.)(т схему измерения размера детали и )с.(3(ролн)(я команд на изменение ре)(сц)л отраооткц и на от- ВОД Б) 3 С)ОГЛ 11)ОГО яру Л 1(г 31;ОСТ(сгг(Е Н(И ПРЕДВЛР)ТЕ.Ь).ОГО И ОКОЦЧЛТСЛЬНОГО рази аров, зл) лн:.(х в про)рл)се устройства прогре. (ь(цогсъ упра 3 ения УУ), Сх(мл включяст )ц)1 ъ 1 данных предгари50 тельного рлзь(.рл) 1;.(Ну 2 дя)(цх окоцЧЛТЕЛЬНОГО рС( Ч)(сра ПОСа УПЛЮ)С)1 Х ОТ УУ) реГ)(ст)ы 3 и 4 сор:(3(ро)лтс"ь 5 ком;(нды ця 3( ;(с)(13 с рс: (мл 0)рлоот)31, фор)Ироатель 6 к. ь(,1.:( )л Отод а:31- ) ) С.:Л)г 0 ГО .:УГЛС("С". (О 1.О,БЛ ХО- дя ) 3(эс-р(тсъ( Лз Гл 01 ку 7 с перис( ц ф ц;бс 1 я 0 З8 1 ТС(Ч 11 Пс обрз зовлтс л), 9 и 1, (и у (л;1( )х тс ку(э го р:1) (с)л. Прц с)том (ц (ходы )с)рь(пров лте.1( й( ) и 6 к 0:г(1(. поступают УПУ, ОСУ).СГ 3)с)Е)РЛ)1.)Ц(С) П)ЦОДОМ по(л .31 Г(л овал),300 кру(я. Регцстры г) ц ч обс) сп 13,: )т хране 3 е ус тл К П)С.)Л)31 ТС.г)(0)0 и ОКОЦЧЛТС 11 НОГО размево), поступ)(ю:их от УПУ, При этом через 33(пну 10 система пос.тояццопередастспичиу текуего размера.1:ро.с. того, система содержит схемуопредсл.(ця скорости съема прццускя, состоя):уа цз генератора 11 временныхинтералов, выход которого соединен черс.з зле:(ент И 12 и одноибратор 13 с входом записи регистра 14 опорнойвели п(ы размера и непосредственно связан с входом записи регистра 15теку)(ец величиы размера и с входом сброся счетчика 16 вре:енцых интервалов, Выходы регистров 14 и 15 через 3(33(ны данных соединены с входом вычитателя 17, выход которого через ши.у данных соединен с пторь(м вхолом первого компяряторя 18, первый вход которого через 33(3(у данных связан с за" датчиком 19 порога. Б(,(ход выч(1 тателя 17 также соединен с первым входомблока 2 Р делен)я, второй вход которого связан с выходом счетчика 1 б интервалов, а выход соединен с первым блоком 21 умножения, через )и;(у данных соединен с регистром 22 ск:рости съема прцпуска. Вхс)д записи посленего через ;дну данн(х соединен с выходом одновибратора 13, а ыход - с УПУ,Система автоматического контроля также содержит блок 23 определс:ния постоянной реме)(ц, к)ючлю(1 и)1 второй 24 и тр тцй 25 блоки умножения, вто - рои комплратор 26, счетчик 27 тактов, первую 28 и вторую 29 ячейки памяти, Вход второго блока 24 умножения соединен с регистром 22 скорости съема прицускя и с первым входом второго компаратора 26. Вход длц)ь)х перво( ячейки 28 памяти со.дццец со вторь(м блоком 24 умножения. л ход записи - с УПУ я также с гходом сброса счетчика 27 тактов, счетный вход которого сос:Динец с генератором 11 временных И)(ТЕРВЛЛО)3. ВЬХОг П)РОЦ ЯЧЕЦКИ 28 ЦЯМ)(Т)1 ЧЕРЕЭ Ц)1 ЦУ ДЛЦНЫХ СОЕДЦЕН С торым комцлрятором 26, гыход которого содцец с ходом записи второй Ячецкц 9 плмят, 3(;г)рь(л)цоц:( ХОД КОТОрСй СО;)(с)Н СО СЧЕТЧИКОМ 27 1;кт 013. 1)1,1 ХОД Г 0)ОЙ ячейк 31 29 памяти ЧЕРЕЗ 33;ЦсУ ДЯЦН).Х СОЕДИНЕН С тР, Ть)СМблоком 25 умножения, вьгкодом связанным с УПУ.Работа системы осуществляется следующим образом.После вводя измерительной головки57 по сигналу от устройства программного управления (в схеме связь не показана) на рабочую позицию сигналы отпервичного измерительного преобрязо 10вателя 8 поступают к второму преобразователю 9, на выходе которого формируется код, пропорциональныц величинеЭтекущего размера обрабатываемо: дета".ли. Этот код через шину текущего размера подается на первые входы формирователей 5 и 6 команд, ца вторые .входы которых поступают соответственно . коды с регистров 3 и 4. От У 11 У передначалом обработки задаются предварительный и окончательный размеры детали, поступающие в виде кодов черезшину 1 данных предварительного размераи шину 2 данных окончательногоразмера н регистры 3 н 4, и запоминаются там до окончания обработки. Линии записи в регистры 3 и 4 не показаны как несущественные, формирователи 5 и 6 команд, являющиеся по су ществу компараторами, постоянно сряв Онивают заданные от УПУ устанки с нее личиной текущего размера, поступающейот вторичного преобразователя 9.По.мере обработки детали текущийразмер меняется и сначала становитсяравньи предварительному размеру, хранящемуся в регистре 3. При этом на выходе формиронателя 5 появляется команда на изменение режима обработки, например, сникение величины подачи и 4 Ооборотов детали.,",ялее текущий размерстановится равньи окончательному размеру. При этом на выходе формировате ля 6 появляется команда на отвод щлифовального круга от детали. УПУ осуще ствляет отвод щлфовального круга отдетали и завершает процесс ее обработки. При этом в процессе обработки вУПУ постоянно передается через шину 10данных величина текущего РазмеРа детали,Измерение скорости съема припускапроисходит циклически. Временная диаграмма,процесса измерения представленана фиг. 3. Б некоторый момент временис , который является началом очередного измерительного цикла, от генера- .тора.11 ца второй вход элемента И 12поступает рабочий Франт тактового им" пульса. К этому моменту ца первый вход элемента И 12 от первого комцярятора 18 поступает рязрцщяющй цотенццял( 1 ) . 1 а боч нй Фронт та кто цо г о им пульса , пр ойдя через э л и е и т 11 1 2 , поступа ет и я вход одц о в и бра т о ра 1 3, н а н ыходе которого ф о рмцр ует с я им ц ул ь с, который и о с туна е т ца вход з а цис и р е гис тр я 1 4 о ц ор и о йеличи ны ря зм ер я и записывает н н ем з ц а ч н и е с 1, текущего размера ц я момент со Этот же импульс сбрасызает счетчик 16 вре енцых интервалов в "О" и записывает величину скорости съемаприпускя от предыдущего цикла измерения н регистре 1 скорости съема прцпуска.Кроме того, тактовый импульс от генератора 11 временных интервалов непосредственно поступает ца вход записи регистра 15 текущей величины размера. При этом Регистр 15 запоминаетзначение текущего размера (в момент с это 1,). Вычцтатель 17 выдает на выходную чину данных код "О" И-с 1 =, и "О" поступает на второй вход первого компаратора 18, где сравнивается код нуля с некоторой заранее задянноц величиной, хранящейся в зядатчике 19 порога на период измерения(способ записи величины порога в зядатчик 19 порога несуществецньгй, поэтому не указан) и снимается разрешающий потенциал ня первом входе элемента И 12. Так как "1)" меньше порога определения скорости, то первый компаратор 18 выдает "О", которьп является запрещяющм потенциалом для элемента 11 12. Таким образом, рабочий фронт следующего тактового импульса н момент с через элемент И на вход одцовибратора 13 не поступает. Регистр 14 будет хранить значение 10 на весь цикл измерения скорости съема прцпуска, а регистр 15 текущей величицы размера записывает н момент с цовое значение текущего размера Й, Вычцтятель производит вычитание 1-д =Ы и выдает значение прироста текущего размера зя время Ьс=с-с . При этом в счетчик 16 временных интервялон вновь поступает импульс и на вьходе счетчика 16 появляется код "1".В момент времени с на ньсоде нычитятеля 17 имеется велцсцсцз 61=д-с, а на выходе счетчиков 16 - коцчества тактовых нмпульсдн г . Делитель 2", постоянно ньполня ет операцию д .леня17эСч 9д,(Гиа бокумГол.ууГГ унож,уст ТОТ Роз,ч 1 ь "НТ НД 1 ОС Гууу у Г ГозугвУу ду 1 т пропору . )1 ллу,ГостГ 11двуц 1 чдс - ттс геГерд ора 11 рГенных интсрвдЦикл ц Ус.РОУУГ СУ:оРОсти сде.д ГД)ИПУСКД 3;.ДУЕР 1 ГДЕТСЯ В КГО".Г.УТ ВдРЕУГОУЦ гкагдэ у ",Инн;д ЛГ ОУ.ДэЫВаетСя б.:Вшей, чем порогх 1.ууучР:,Гся В эддатчике 19. Тогда на вьгод первогоО компдрддорд 18 появля тся 1:дзрешдющий сил цдл и тактовый импу 1 Гдс постуГдюГУУ 11 В моент с+1 к 01 ОРУ 1 й ЯВПЯетсЯ момецтом . нового дцкнд иэ еренця, осуществляет здцись. Очсоедного ров 15 зул; - ,тата 11 з .с:реууия из блока 21 умножения в регистр 22 скорости съемд црипуска. Зтд Г;единица В=(л 1 -Г 1, ) 1./Гч из р гистрд 22 поступает в УПУ, Одновременно с э Гим тактовый и.1 Улддс е + 1,У20 обеспечивает запись новодо зцачеция опорноч ьелцчицы р,Ъзиера В регистр 14 и сбрасьГвает счетчик 16 временньгх интервалов, В результате начинается следуоууй цикл измерения скорости съема 25 припуска.Порог определения скорости съема прцпуска, хрднящцйся в здддтчике 19 порога, подбирается в зависимости от дискретности первичного преобразова теля 8, редчьцых допусков при обработке детали и конкретного временного интервала генератора 11Регистр 22 скорости съема припуска "отслеживдет" ее значдуие, Если 1 актическая скорость съема припускд це3меняется, то код ца выходе регистра22 также це меняется, хотя 1;змерцтельныд циклы автоматически следуот другЗа ДРУГОМ. ИНФОРМаЦИЯ О СКОРОСТИ СЪЕ 40ма црипускд исользуется в качествесигнала обратно связи при адаптивномуправленцу ПроГессом шлифования ., ау 111 я схемд ОП 1 ъедеууен ия скоростисъема прцпускд лишена свойственньг из Вестцым анд 1 уоуовьп тиффередццируюугцсхемам недостатков, к каторьу 1 отцосятСЯ Ч;ВСтвцтеЛЬЦОСтЬ К ПОГеХДМ И Знацительное сн-ГеуВ точности цри малойвеличине БГ и, таким Образом, обесуе 50чивдат ловссине эфЛектцнцостц аддпТИВПОГО У 11 рдвленця с цспо 11 ьзовдцием1 Вформаццц о скорости съемд пргпукк,Кроме того, благодаря тому, что ццфОРГГ;ду 1 ПЕРС ;уетСя в чцСЛоВОМ Коце551;Озможно цруедеусуе сцс гомы на ст;нкдк, упрдуляе. Гу,х бт В.Г,Е,ок 23 Ородовеия Гостояццой реме 11 Осущ. ту 1 лет 011 редсленце Постоу ицой времени Тр 111 реходцоо процесса съема Гуруууускд"то производится ца предв,.урнтельном этдпа циу-,лд обработки. По сцгндлу УПУ цд привод 1 оддчц црекрдщууется поер чцая подача Гу 1 НГ 1 овдльНОЙ б;убку 1 и д 11.Гулус,"ГшиЙ судом урипуска пРоисхоДит тол 1 ко зд счет соДанного нд"яга в системе С 1 ПЦ, причем скоростьсъема экспонеццндльцо уменьшается.Схема следит зд уменьшением скоростисъема припуска От зудчения 81 до значеция 0,37 8, С 11 едующим образол 1. С выхода регистра 22 скорости съеууд прицускд значение 8, через шину данных поступает ца вход второго блока 24 умножеция и на первый вход второго компардтора 26, Во втором блоке 24 умножения это значение умножается на постоянный коэфФициент 0,37. Полученное значение через шину данных поступает в первую ячейку 28 памяти, на второй вход которой поступает сигнал запуска от УПУ в момент прекращения поперечной подачи шлифовальной бабки, В результате Величина 0,37 5 П запоминаетсЯ в первой ячейке 28 памяти на весь цикл определения постоянной времени и поступает далее на второй вход второго компаратора 26,Одновременно по сигналу запуска от УПУ счетчик 27 тактов начинаетсчет количества интервалов, поступаощих к нему от генератора 11 временныхинтервалов. Код, соответствующий текущему количеству временных интервалов,поступает через шину данных на входданных второй ячейки 29 памяти, а вмомент, когда текущая скорость съемаприпуска становится равной ранее определенной величине 0,37 Яв, с выходавторого компаратора 26 вырабатываетсясйгцал для записи количества временных интервалов И во вторую ячейку 29памяти. Данное значение передается через шину данных в третий блок 25 умножения и умножается в нем на величинутактового ицтервалч ТГ,. Полученноезначение М Т.=Т , являющееся постоянной времени, поступает в УПУ,Информация О величине Т совместНО с информацией о величине Я используется для адаптивного управления процессом шлцфоваццч и для автоматизированного определения величины отцмального прццускд, снцмдсмого ца заключи=тельцом этапе цикла обработкиГостоверность ицфорыу 1 ц 11 повшдстся блдго"ддря предлагдемойд схсе, предусмдтрц 3 И 5 лл 9вающей счет тактовых иитервалои времени, поступающих от генератора 11.Использование предлагаемой с 1 и.темы по сравнеии:о с известцой системой измерения модели БВпозволяет по 5 высить производительность обработки на 30-50 Х на станках, управляемых от ЭБ 1. Одновременно повышается точность измерения текущей величины абсолютно О го размера обрабатываемой поверхности.Формула изобретения1. Система автоматического коцтро ля параметров процесса круглого шлифования иа станке с программным управлением, вклочающая измерительну 1 о головку с первичным преобразователем и подклоченным к нему вторичным преобразователем, выход которого связан с устройством программного управления, а также с формирователями команд ца изменение режима обработки и иа отвод щлифовального круга, связанными с уст.ройством программного управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расюирения функциональных возможностей она дополнительносвабжена генератором временных ицтер- Зо валов, элементом И, одновибратором, регистром опорной ве 1 тичины размера, регистром текущей величины размера, счетчиком временных интервалов, вычи" тателем, задатчиком порога, компаратором, блоком деления, блоком умножекия и регистром скорости съема припуска, причем элемент И первым входом связан с выходом генератора временных интервалов, вторым входом - с выходом 4 О компаратора, а выходом - с входом одвовибратора, к выходу которого подсоединены вход записи регистра опорной величины размера и вход сброса счетчика временных интервалов, регистр опорной величины размера входом данных соединен с вторичным преобразователем, а выходом посредством нины данных - с первым входом вычцтателя, второй вход которого через шину данных связан с 1 регистром теку 1 щс 1 й величины размера,вход данных которого соединен с вторичным преобразователем, а вход записи - с генераторлм временных интервалов, выход последнего подключен такжек счетному входу счетчика временныхинтервалов, ыходом через шину лаииыхподключенного к второму входу блокаделеция, первым входом соединенногопосредством шины данных с вычитателем,через шину данных связанного с вторымвходом компаратора, первый вход которого через шину данных подключен к задатчику порога, выход блока деленияпосредством пины данных подключен квходу блока умножения, информациочиыйвыход блока умножения подключен к входу данных регистра скорости съема припуска, входом записи соединенного содцовибратором, а выходом посредствомшины данных - с устройством программного управления,12. Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в иее дополнительно введен блок определения постоянной времени, содержащий второй и третий блоки умнож: ция, второй компаратор, счетчик тактов, первую и вторую ячейки памяти, причем вход второго блока умножения соединен с регистром скорости съема припуска и с первым входом вгорого компаратора, вход данных первой ячейки памяти соединен с втлрым блоком умножения, а вход записи - с устройством программного управления, а также с входом сброса счетчика тактов, счетный вход которого соединен с генератором временных интервалов, выход первой ячейки памяти через шину данных соединен с вторым компаратором, выход которого соединен с входом записи второй ячейки памяти, информационный вход которого соединен со счетчиком тактов, выход второй ячейки памяти через шину данных соединен с третьич блоком умножении, выходом связанным с устроиством программного управления.ЭСоставитель А,Жвирблис Техр.д И,Дщыи Корректор Л. Пили пень 1.Еасарда еда ССР дствецно-иэдательскш 1 комбинат Патент , г. Ужгород, ул. Гагарина, 101н ои Заказ 1ВШЫПН Тирак суарственого комитета по ичобрет 113035, Москва, Ж, Раушс