Устройство для управления копировальным металлорежущим станком

Ф Класс 21 с, 6249 Ь, 5.,М б 3030 ОП ИОАН ИЕ ИЗО 5 РЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВЕДЕТ".ЛЬСТВУ.о плтзтд Бйй 31 Т. Н. Соколов Устройство для автоматического управления копировальным металлорежущим станкомВ 1936 году автором была предложена система управления копировально-фрезерным станком (авторское свидетельство52363), обладающая по сравнению с известной американской системой кКеллер рядом производственных и эксплоатационных дреимуществ.В течение последующих лет эта система подвергалась нопрврывному исследованию и усовершенствованию и в настоящее время применяется на серийных копировальнофрезерных станках, Длительный опыт работы с этой системой показал, что для дальнейшего повышения производительности копирсвальных станков необходимо резкое увеличение рабочих скоростей подачи. Для того чтобы добиться точной и устойчивой работы станка на высоких скоростях пмачи, превышающих в 1,5 2 раза скорости станков типа Келлер, оказалось необходимым ввести, в схему управления станком ряд существенных принципиальных изменений. В основном эти изменения касаются конструкции копировальной головки и принципа ее действия,Предметом настоящего изобретения является устройство для автоматического у 1 правления копировальным металлорежущим станком с использованием копировальной головки, снабженной контактами для управления механизмами станка с помощью тиратронов и т. п.Особенность предлагаемого устройства заключается в том, что указанные контакты копировальной головки выполнены вибрирующими под действием двух электромагнитов, подключенных к якорям двигателей подачи, с целью повышения точности и устойчивости работы при высоких подачах.На чертеже фиг. 1 и 1 а изображают схему предлагаемого устройства, фиг. 2 - 5 поясняют действие его.Ниже приводится описание конструкции новой копировальной головки и схемы ее включения в той части, в которой она отличается от ранее предложенной и описанной) схемы (списание к авторскому свидетельствъ.52363).На фиг. 1 приведен один пз возможных вариантов применения ко М 63030пировальной головки новой конструкции при питании двигателей подачи по системе Леонарда. Основной частью новой копировальной головки являются электромагниты М и М 2, питаемыеотнапряжения на щетках двигателей подачи Д 1 и Д 2. При появлении тока в обмотках электромагнитов последние притягивают якорьки а, а которые могут качаться около неподвижных опор т, гп 2. Притяжению гпсорьков препятствуют пружины п 1 и п, Магнитные оистемы электромагнитов устроены таким образом, что перемещение якорьков относительно электромагнитов прямо пропорционально напряжению на обмотках последних, а, следовательно, напряжению на щетках двигателей подачи, Если пренебречь падением напряжения в обмотках якорей двигателей подачи, то можно считать, что перемещение якорьков пропорционально скорости соответствующей подачи, Каждый якорек несет па себе изолированные от корпуса контакты. Связь отдельных контактов с якорьками ясна из фиг. 1 чертежа. Кроме контактов, связанных с якорьками, головка имеет еще контакты К и К 2, укрепленные на качающемся рычаге Р. Последний отклоняется при осевом перемещении стержня С 1, на второем конце которого крепится копировальный палец КП, перемещающийся по модели.Рассмотрим работу данной головки. Допустим, что в начальный момент копировальный палец КП не достает до модели и происходит продольная подача вперед по направлению к последней. При этом якорек а 1 будет притянут магнитсм М 1, а контакты К 2 - Кз замкнуты. Замыкание контактов влечет за собой подачу положительного потенциала на сетку тиратрона Т 2 в цепи возбуждения ВГ генератора Г 1. Генератор Г возбуждается и подает питание на двигатель Д Вторая составляющая подачи, обслуживаемая двигателем Дбудет отсутствовать, так как тиратрон Тз остает,"я запертым благодаря разрыву зсонтактов Кз - К Допустим, что копировальный палец медленно приближается к участку модели, поверхность которого перпендикулярна оси стержня Сь Начиная с момента соприкосновения пальца КП с моделью, рычаг Р начинает отклоняться влево, преодолевая натяжение пружины пз. В результате перемещения рычага Р 1 разрываются контакты К 2 - К, тиратрон Т тухнет и начинается уменьшение напряжения генератора Гь Спадание напркжения генератора Г 1 вызывает уменьшение тягового усилия электромагнита М.Вследствие этого якорек а 1 отклоняется вправо под действием пружины п и снова замыкает контакты К 2 - Кз. Продолжающееся движение рычага Р 1 влево и увеличение напряжения генератора Г, вызванное замыканием контактов К 2 - Кз 1 вызывают повторныи разрыв контактов К 2 - Кз. Затем контакты К 2 - К снова замыка 1 отся, но уже при меньшем напряжении генератора Г. Таким образом изменение напряжения генерапора Г 1, после соприкосновения копировального пальца с моделью, происходит по кривой 1 (фиг. 2).Рассмотрим теперь процесс изменения напряжения генератора Г Отклонение якорька а вызывает замыкание контактов Кз - К 4, зажигание тирачрона Тз и возрастание напряжения генератора Г 2. Возрастание напряжения генератора Г 2 вызывает разрыв контактов Кз - К 4 вследствие цритяжения якорька электромагнитом М 2, а затем следует повторное замыкание этих контактов. Так как якорек а непрерывно отклоняется вправо, то повторные размыкания контактов К; Кл будут происходить каждый раз при большем напряжении. Результирующее изменение напряжения генератора Г, после соприкосновения копировального пальца с моделью, представлено кривой 2 (фиг. 2).При среднем положении рычага Р контакты К 2 - Кз окончательно разомкнутся, а контакты Кз - К 4 замкнутся.Так как кривые изменения числаоборотов двигателей подачи будут еще более сглажены, то можно считать, что при медленном соприкосновении копировального пальца с моделью продольная подача по направлению к модели будет плавно переходить в другую составляющую (например, в вертикальную). Пути, проходимые при этом концом копировального пальца и концом фрезы, представлены на фиг. За, на которой буквой Х обозначена величина хода копировального пальца от момента соприкосновения с моделью до срвднего положения рычага Р.Пврейдем к рассмотрению процесса соприкосновения копировального пальца с моделью при движении его с большей скоростью. В этом случае путь, проходимый всей системой при торможении, окавывается больше величины Х, и рычаг Р 1 отклоняется влево за среднее положение, При этом замыкаются контакты К 1 - Кз, зажигается тиратрон Т 1, меняется полярность напряжения генератора Г 1 и направление вращения двигателя Д 1,Так как всякая механическая система имеет некоторый мертвый ход, то разгон двигателя Д в обратном направлении в начале будет происходить вхолостую, при неподвижном стержне С 1.Если за время выбора мертвого хода двигатель Д 1 развернется до установившегося числа оборотов, то вслед за тем копировальный палец оторвется от модели, рычаг Р 1 резко отклонится вправо и замкнутся контакты К - Кз, включающие подаиу вперед (к модели). Пути, проходимые при этом концом копировального пальца и концом фрезы, представлены на фиг. Зб.Из фиг. Зб ясно, что рассмотренный процесс приводит к появлению незатухающих колебаний, Для устранения этого явления, делающего нормальную работу станка, невозможной, необходимо применять какие-либо про пивоколебательные устройства. В предлагаемой схеме э качестве подобного устройства применена маленькая машина постоянного тока ДВ (фиг. 1). Обмотка возбуждения этой машины включена на постоянное напряжение, а якорь - последовательно с обмоткой электромагнита М.При наличии противоколебательного устройства процесс соприкосновения копировального пальца с моделью происходит следующим образом. Вначале, когда копировальный палец приближается к модели, машина ДВ работает в качестве двигателя. При этом напряжение на обмотках электромагнита М равно разности напряжения генератора и напряжения на щетках машины ДВ, Копировальный палец быстро подходит к модели и, упираясь в нее, отклоняет рычаг Р 1 влево так же, как это было в предыдущем случае. Контакты К 1 - Кз замыкаются и полярность генератора Г 1 изменяется, Так как вспомогательная машина ДВ продолжает по инерции вращаться в прежнем направлении, то оказывается, что напряжение на обмотке элекпромагнита делается равным сумме напряжений генератора Г 1 и машины ДВ. Благодаря этому разрыв контактов К - Кз происходит при значитель; но меньших напряжениях генератора Г 1 и, следовательно, процесс разгона двигателя Д 1 в обратном направлении будет замедлен. Величина замедления зависит от соотношения напряжений генератора Г 1 и машины ДВ, а также от величины махового момента вращающихся частей машины ДВ. Маховой момент машины ДВ может быть увеличен путем насадки маховика на ее вал. Регулируя противоколебательное устройство, можно добиться того, чтобы процесс соприкосновения копировального пальца с моделью имел вид, представленный на фиг. Зв.Рассмотрим теперь, каким образом происходит движение по поверхности модели, наклоненной под некоторым углом к оси копировального пальца. Пусть в исходный момент палец движется вниз по поверхности, перпендикулярной к его оси, занимая положение 1 (фиг, 4). Начиная с точки 2, давление накопировальный палец начинает увеличиваться и замыкаются контакты К - Кз, одновременно происходит размыкание контактов Кз - К 4. В результате этого замедляется движение вниз и появляется движение назад. Рычаг Р отклоняется влево под действием копировального пальца до тех пор, пока скорости движений вниз и назад не приобретут установившихся значений, соответствующих профилю поверхности модели в данном месте. При этом напряжения генераторов подач будут колебаться около каких-то средних значений, вследствие непрерывной вибрации якорьков а и а 2. Очевидно, что каждому наклону профиля молодели будет соответствовать определенное соотношение скоростей обеих составляющих подач, определенное положение рычага Р и вибрирующих якорьков. При движении пальца по криволинейному профилю положение рычага Р 1 и составляющие скорости подачи будут непрерывно меняться.На фиг. 5 представлена зависимо ть между отклонениями рычага Р от среднего положения и скоростями подачи, поясняющая вышеизложенное. Таким образом рассмотренная схема, сохраняя простоту и надежность работы простейщей схемы двухпозиционного регулирования, позволяет получить устойчивое и плавное регулирование скорости двигателей подачи,Првдварительные лабораторные испытания схемы дали благоприятные результаты и она положена в основу проектирования электрооборудования новых копировальнофрезерных станков.Предмет изобретенияУстройство дланя автоматического управления копировальным металлорежущим станком с использованием копировальной головки, снабженной контактами для управления механизмами станка с помощью тира- тронов и т. п., отличающееся тем, что указанные контакты копировальной головки выполнены вибрирующими под действием двух электромагнитов, подключенных к якорям двигателей подачи, с целью повьипения точности и устойчивости работы при высоких подачах,Кавторскому свидетельству Мэ 63030Фиг. 5 Отв. редактор Д, А, Михайловп, Госпланиздата, им. Воровского, Калуга Л 01380. Зак. 206 Госпланизд К авторскому свидетельству Мг 6303 б