Устройство для программного управления шлифовальными станками

(23) Приоритет но делам изобретений и открытий Опубликовано 07,07,80. Бюллетень25Дата опубликования описания 07.07.80(71) Заявитель Специальное конструкторское бюро средств вычислительной техники Производственного объединения "Конт ур(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ 111 ЛИФОВАЛЬНЫМИ СТАНКАМИИзобретение относится к области автомати. ческого управления и можег быть использовано для программного управления металлообрабатывающими станками.Известны устройства для программного управления станками, содержащие блок задания программы, блок задания скорости, блок разгона-торможения, схемы сравнения, блок цифровой индикации, накопитель, генератор и блок управления шлифованием, таймер 11) и 121.1 ОНедостатком известных устроиств является их низкая надежность,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для программного управления станками, содержащее15 вычислитель, интерпол г р. выход которого соединен с первыми т:.;:,гани блока разгона; торможения и счетчика, первый вход - с первым выходом блоса задания режимов и вторым входом блока раз 1 оца - торможения, а второй вход - со вторым выходом блока зада.1ния режимов, выходом синхронизатора и третьим входом блока разгона.торможения, первый выход которого подключен ко второму входу 2счетчика, второй выход через преобразователь частоты - к третьему входу счет 1 птка и первому входу накопителя, выход которого соединен со входом индикатора, а второй вход - с перттым выходом блока ввода программы и управ. пения, подключенного первым входом к третье. му выходу блока задания режимов, а вторым выходом - к третьему входу ицтерполятора, четвертый вход которого подключен ко второму входу накопителя и третьему выходу блока задания режимов, первый, второй, третий входы и четвертый выход которого подключены соот. ветственно к третьему, четвертому, пятому вы. ходам и первому входу блока ввода программы и управления, второй вход преобразователя частоты соединен с выходом генератора импульсов и входом синхронизатора 131. Недостатками устройства являются его ограни. ченные функциональные возможности и низкая надежность.Цель изобретения - расширение ф уцкциональ, ных возможностей и повышение надежности устрой. ства,3 О 4скорости в блоке 5 - линейный. Счетчик 1прекращает счет импульсов отработки по исчез.новении сигнала "разгон", которое происходит,когда текущее значение скорости в блоке 15достигнет заданного.Значение текущей координаты из накопителя 2 поступает в вычислитель 13, где проис.ходит ее алгебраическое сложение со значениемзаданной координаты, поступающей из узла 8.Полученное рассогласование сравнивается с содержимым счетчика 1. 3 7464Указанная цель достигается тем, что устрой.ство содержит элемент И, а первый, второй итретий входы вычислителя соответственно соеди.иены со вторым выходом накопителя, выходомсчетчика и третьим выходом блока задания5режимов, первый, второй и третий выходы соот.ветственно - со входом синхронизатора, четвертым входом блока разгона. торможения и вторымвходом блока ввода программы и управления,третий вход которого через элемент И подклю- Очен к четвертому входу счетчика, второй входэлемента И соединен с первым выходом блоказадания режимов, третий вход и второй выходпреобразователя частоты подключены соответственно к первому и четвертому входам блока 5ввода программы и управления.На фиг,1 приведена блок-схема устройства;на фиг. 2 - диаграмма цикла врезного шлифования; на фиг. 3 - диаграмма работы устройства в режиме периодических подач; на фиг. 4 - 10диаграмма цикла правки круга.Устройство содержит счетчик 1, накопитель2, индикатор 3, блок 4 ввода программы и управления, синхронизатор 5, блок 6 задания режимов, содержащий узел 7 задания времени, узел 258 задания координат, узел 9 задания скоростиподачи, элемент 10 И, преобразователь 11 часто.ты,генератор 12 импульсов, вычислитель 13,интерполятор 14, блок 15 разгона-торможения,связь 16, по которой поступают выходныеуправляюцие сигналы устройства, связи 17 и18, по котооым происходит обмен сигналамис электроавтоматикой станка.Устройство работает следующим образом.Режим врезного шлифования. Устройствоработает от программы, набранной на програм.мных переключателях блока 6, Скорость перемещения в мм/миндля каждого элемента цик.ла набирается на узле 9, величина перемегцениязадается на узле 8, время процесса выхаживания 440задается на узле 7,При поступлении сигнала "начало цикла"из станка по связи 18 блок 4 дает разрешениена опрос скорости подачи и величины заданной .координаты на узлах 9 и 8 блока 6. С выхода 45блока 9 значение заданной скорости подачи постуйает на блок 15, анализируется в нем, послечего определяется необходимость разгона шагового двигателя путем сравнения с величинойпредварительно установленной минимальной50скорости. Если заданное значение скорости выше,то со второго выхода блока 15 поступает ситнал "разгон", разрешающий запись импульсовпути в счетчик 1 во время разгона.С выхода блока 15 текущее значение скорос.55ти поступает на преобразователь 11 частоты, свыхода которого импульсы отработки поступа.ют иа управлелие шаговым приводом, на входсчетчикаи накопителя 2, Закон изменения Когда величина рассогласования между текущей и заданной координатами станет равна илименьше содержимого счетчика 1, вычислитель13 выдаст на блок 15 сигнал "торможение",по которому текущее значение скорости начинает уменьшаться по линейному закону иуменьшается до его минимального значения.Как только рассогласование между текущимзначениемкоординаты и заданным станет равнымнулю, вычислитель 13 выдает сигнал на блок 4,по которому начинается отработка следующегоцикла обработки изделия,Работа по циклу врезного шлифования происходит в соответствии с диаграммой, представленной на фиг. 2. Как уже указывалось, припоступлении сигнала "начало цикла" начинаетопрашиваться координата перехода на плечевуюподачу (Р пл), и отработка происходит на скорости быстрого хода (Еб). При достижениикоординаты Я вычислитель 13 выдает сигнал в блок 4, по которому начинает опраши.ваться координата перехода на форсированнуюподачу (Я ф) и скорость плечевой подачи (Е 1).При достижении координаты г,ф блок управле.ния шлифованием по сигналу с вычислителя 13начинает опрашивать координату чернового припуска (Р ч ) и скорость форсированной пода.чи Е 2, на которой и производится отработкаэтого участка. Конец отработки этого элементацикла может определяться как по сигналу отарифметического устройства при достижениикоординаты чернового припуска Р так и по .чрсигналу поступающему из электроавтоматикистанка по связи 18 при касании режущей кром.ки круга обрабатываемой детали. По упомяну.тым сигналам блок 4 производит опрос координаты ввода люнета (е ) и скорость черновойл,подати круга Еэ. Происходит черновое шлифование детали. При достижении координаты Елблок 4 выдает сигнал в электроавтоматикустанка и начинает опрос координаты гно.и черновое шлифование на скорости Еэ продол.жается. При достижении координаты г,блокуправления шлифованием производит опрос уз.ла 7, задающего время шлифования беэ подачи (выхаживания). Код заданного временичернового шлифования без подачи т, посгупает5 74643на прсобраэовагель 11 частоты, который начи.наст отсчет времени с точностью до 10 6 с.При этом отсутствует опрос скорости полачи,поэтому из блока разгона. торможения напреобразователь частоты поступают нули, т. е.движение шлифовальной бабки не происходит.При сравнении отсчитываемого времени "выхаживания" с заданным с преобразователя 11 частоты на блок 4 поступает сигнал, по которомуначинаетсяопрос координаты конца промежу- оточного отскока (Р о) и скорости плечевойподачи Е,. Производится отвод круга от детали. При окончании отвода задается вылержкавремени т 2, во время которой в станке создается давление в люнете. После окончания выдержки времени опрашивается координата чистовогоприпуска (Юч) и форсированная скорость Ез.В координате г,ч осуществляется опрос координаты доводочного припуска (г ) и скоростичистовой подачи Е 4. Производится чистовоешлифование детали. При достижении координаты доволочного припуска с л опрашивается время чиставого выхаживания гэ, а при окончаниичистового выхаживания опрашивается нулеваякоордината 1 эа начало отсчета принят готовый э 5размер детали) и скорость доводочной подачиЕ. Производится доводочное шлифование.При достижении гогового размера опрашиваетсявремя доводочного выхаживания т 4 и производится выхаживание. По окончании доводоч.ного выхаживания в станок выдается по связи17 команда на быстрый отвод шлифовальнойбабки, а по сигналу из электроавтоматикистанка возврат в позицию перезарядки(опрашивается координата перезарядки35лер и скорость быстрого хода Ебх)При постижении координаты перезарядки циклработы врезного шлифования заканчивается.Момент достижения координаты перезарядкиопределяется вычислителем 13 или по сигналудатчиков перезарядки, устанавливаемых на станке. В случае остановки перезарядки по датчикамосуществляется сброс накопителя 2 и запись внего координаты перезарядки,При окончании любого элемента цикла гв гмомент прекращения движения шлифовальнойбабки) можно осуществлять операцию правкикруга правильным прибором. Устройство приэтом по сигналу со станка, поступаемому по 5 Освязи 18, производит компенсацию текущей координаты на величину правки круга путем увеличения содержимого накопителя 2 на вели. чину правки;Устройство также может работать с прибором акгивного контроля (ИК). устанавливаемым на станке. По сигналам ПАК, поступаю.шим но связи 18 в блок 4, осуществляетсяперехоп г чернового на чистовое и с чистового на ловолочпое шлифование ло Лосгижепия дчг.вегсгвуюгцей координаты (при ловолочном шлифовании определяется готовый раэьр детали).Для повьгшения належности работы в режимес ПЛК предусмотрено цглифование летали недо готового размера, а до заранее выбраннойуставки в зоне отрицательного допуска наразмер детали, если до этого момента по какой-либо причине в блок 4 не поступит сигнал с ПАК "размер готов". Это необходимодля предотвращения брака обрабатываемойдетали или возникновения аварийной ситуациипри отказе ПАК.Чистовое шлифование производится в двухрежимах, задаваемых в блоке 4. При первомрежиме (рассмотрен выше) чистовое шлифование производится на постоянной скоростиЕ 4, при втором - чистовое шлифование производится на скорости, изменяющейся в зависимости от величины чйстового припуска. Режим обеспечивается тем, что по сигналу с блока 4 интерполятор 14 анализирует заданнуювеличину чистового припуска, заданные значения чистового и доводочного шлифования и по,каждому сигналу пути с преобразователя частоты 11 производит коррекцию текущей скорости шлифования. Скорректированное значениетекущей скорости чистового шлифования с выхода интерполятора 14 поступает на вход блока 15. Таким образом, с уменьшением чистово.го припуска происходит уменьшение скоростишлифования и при достижении координатыдоводочного припуска скорость шлифованияприближается к скорости доводочного шлифова.ния. Уменьшение скорости подачи происходитпо линейному закону,Работа устройства в режиме периодических подач происходит в соответствии с диаграммой, представленной на фиг. 3. В этом случае по сигналу с блока 4 определяется последовательность работы при периодических подачах,При поступлении по связи 18 сигнала "на. чало цикла" в блок 4 происходит опрос координаты чернового припуска си скорости форсированной подачи Ег в блоке 6. Производится непрерывная отработка перемещения шлифовального круга из координаты начала форсированной подачи с ф в координату чернового припуска Г чр на форсированной скорости ОГэдачи Е 1 аналогично тому, как это происходит в режиме врезного шлифования. При достижении координаты чернового припуска блок 4 начинает опрашивать на блоке 6 координату конца чернового припуска ьи величину подачи при чистовом шлифовании 1 чр, которая задается программными переключателями задания скорости чистовой подачи при врезном шлифовании, При поступлении сигнала "запрос45 7 , 74643подачи" блок 4 выдает в блок 15 код скорости перемещения, равной минимальной скоростиразгона, а в счетчик 1 через схему 1 О Ч поразрешению с блока 4 записывается величиначерновой подачи Ьчр.Черновое шлифование происходит следующим образом. Сигналы отработки с преобразователя 11 частоты поступают на счетчик 1 и вычитаются из его содержимого. Таким образом,величина подачи в счетчике уменьшается это) 10уменыцение контролируется вычислителем 13,который при достижении нулевого значениявыдает сигнал в блок 4 на прекращение подачи, Шлифовальный круг перемещается на величину подачи. Происходит шлифование детали15и по окончании его (например, обработана всяпЬоскость детали при плоском шлифовании) иээлектроавтоматики станка по связи 18 происходит следующий сигнал "запрос подачи", покоторому в счетчик 1 вновь запишется величи.20на черновой подачи и шлифовальный круг снова переместится на эту величину,После того, как весь черновой припуск будет последовательно снят с детали, вычислитель13 выдает в блок 4 сигнал, по которому начина ется процесс выхаживания. При работе по циклу с периодическими подачами процесс выхаживания заключается в обработке поверхности детали без подачи при поступлении из электроавтоматики станка сигнала "запрос гсодачи". Коли 30чество проходов чернового выхаживания пЪ 1.задается на программных переключателях узла 7.После окончания выхаживания по сигналу"зайрос правки" из электроавтоматики станкаблок 4 выдает сигнал вывода круга в коордич35нату режущеи кромки алмаза г, и реализуетстандартный цикл управления правкой круга,описаниекоторого приведено ниже. Послеокончайия правки круг перемещается в координату чистового припуска. Вывод крута вкоординату режущей кромки алмаза производится на.скорости быстрого хода Гбх, а возвращение - на скорости форсированной подачи Р 1. Блок 4 опрашивает координату доводочного припуска ьи величину чистовой подачиЬч .Прй поступлении сигнала "запрос подачи"в счетчик 1 записывается величина Ьч, а блок15 обеспечивает выдачу с преобразователя 11частоты сигналов отработки с частотой, обеспечивающей минимальную скорость разгона.Отработка величины подач Ьч и всего чистового50припуска происходит аналогично тому, как этопроисходит при черновом шлифовании. Кактолько вычислитель 13 выдаст сигнал в блок 4,последний начинает опрашивать программные55перекЛючатели проходов чистового выхаживанияузла 7 блока б. После проведения заданногоколичества проходов чистового выхаживанияпЪз блок 4 опрашивает величину доводочной О 8подачи на блоке б и отрабатываетвсю величинудоводочного припуска по ступеням, равнымвеличине доводочной подачи, до готового раз.мера детали. При поступлении из вычислителя13 сигнала об отработке рассогласования междутекущей и заданной координатами блок 4 вьрабатывает сигнал "размер готов", ло которомуначинается опрос количества проходов доводочного выхаживания пЪэ, заданного на программном переключателе времени доводочного выхаживания на узле 7 задания времени выхаживания. После окончания доводочного выхаживания блок 4 опрашивает координату начала форсированной подачи и на скорости быстрого хода Гб перемещает круг в эту координату. На этом цикл шлифования на периодических Подачах заканчивается.Момент достижения готового размера детали так же, как и при работе с непрерывными подачами может определяться по ПАК или по достижении нулевой координаты,На диаграмме работы устройства в режиме периодических подач фиг. 3) показан только один момент правки шлифовального круга.В действительности же правку круга можно производить в любой момент любого элемента цикла. Для этого необходимо получить по связи 18 сигнал "запрос правки" из электроавтоматики . станка. Рассмотрим подробнее процесс правки кругапри периодических подачах,(диаграмма циклаправки круга изображена на фиг. 4).При поступлении сигнала "запрос правки"блок 4 опрашивает координату режущей кром.ки алмаза и на скорости быстрого хода Р- цх,шлифовальный круг перемещается в эту точ.ку. При достижейии этой координаты в счетчик 1 записывается величина черновой подачиправки, а блок 4 опрашивает программныйпереключатель количества проходов черновойправки, По сигналам из электроавтоматикистанка "запрос подачи правки" происходит отработка величины черновой подачи правкистолько раз, какое число задано на програм.мном переключателе. После. этого начинает оп.рашиваться величина чистовой подачи правки,которая равна величине чистовой подачи пришлифовании и задается на тех же самых прог"раммных переключателях, На отдельном переключателе блока 6 задано количество чистовыхподач правки. Это количество чистовых подачотрабатывается, затем блок 4 правки выдаетсигнал на выхаживание круга после правки,количество проходов которого также заданона программном переключателе. По окончаниивыхаживанияблок 4 выдает сигнал "сброс" накопителя 2 и записывает в него координатурежущей кромки алмаза 0 . Таким образом9 746430 10производится компенсация положения шлифо вый, второй, третий входы и четвертый вйходвального крута на величину правки, которого подключены соответственно к третье.Набоабор режимов обработки детали, реализуе- му, четвертому,.пятому выходам ипервомумый с помощью данного изобретения, является,; входу блока ввода программы и управления,достаточно широким по сравнению с известнымивторой вход преобразователя частоты соединенрешениями, Использование изобретения позволя-с выходом генератора импульсов и входомет реализовать его расширенные функциональные синхронизатора, о т л и ч а ю щ е е с явозможности и повысить надежность устройства тем, что, с целью расширения функциональныхза счет использования дискретного принципа " " " возможностей и повышения надежности уступравления, О роиства, оно содержит элемент И, а первый,чвторой и третий входы вычислителя соответст.венно соединены со вторым выходом накопи.Формула изобретения тели, выходом счетчика и третьим выходом бло.ка задания режимов, первый, второй и третийУстройство для программногодл р раммного управления И выходы соответственно - со входом синхрони.шлифовальными станками, содержащее вычис. затора, четвертым входом блока разгона.торможелитель, интерполятор, выход которого соединен- ния и вторым входом блока ввода программы ис первыми входами блока азгона-то моженияр д р на-торможения управления, третий вход которого черези счетчика, первый вход - с первым выходом элемент И подключен к четвертому входублока задания режимов и вторым входом бло счетчика, второй вход элемента И соединен с,ка разгона-торможения, а второй вход - со первым выходом блока задания режимов, тре.вторым выходом блока задания режимов, вы. тий вход и второй выход преобразователя часходом синхронизатора и третьим входом блокаа тоты подключены соответственно к первому иразгона-торможения, первый выход которогочетвертому входам блока ввода программы иподключен ко второму входу счетчика, второй зчуправления.выход через преобразователь частоты к третьему входу счетчика и первому входу накопите- "" Источники информающля, выход которого соединен со входом инди- принятые во внимание при экспертизекатора, а второй - с первым выходом блока 1, Авторское свидетельство СССР Ко 363966,ввода программы и управления, подключенного 3 О кл. 6 05 В 19/18, 1970,первым входом к третьему выходу блока зада. Патент США Ко 3914185, кл, 6 05 В 19/18,ния режимов, а вторым выходом - к третьему опублик. 1975,входу интерполятора, четвертый вход которого 3. Авторское свидетельство СССР по заявкеподключен ко второму входу накопителя и К 2410040/18-24, кл. 6 05 В 19/18, 1976 (протретьему выходу блока задания режимов, пер- тотип).35ал Белинков Составитель НТехред И.Астал ш Заказ 410"16 одлисне митета СССР рытийая наб., д, 4/5 Филиал ШП "Патент", г. Ужгоро оектнан,Редактор И, Нестеров Тираж 956 11 НИИПИ Государственного по делам изобретений и о 1 З 035, Москва, Ж, Раушс