Устройство для управления автоматической сменой заготовок на токарных станках с числовым программным управлением

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАТИЧЕСКОЙ СМЕНОЙ З КАРНЫХ СТАНКАХ С ЧИС ИНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относи автоматики, в частности вам для управления авто сменой заготовок на ста Цель изобретения состои надежности работы устро ленная цель достигается нения неоднозначности в ствий манипулятором за ния во времени и фикса выполнения введенных в вспомогательных функций 6 ил. УПРАВЛЕНАГОТОВОК ЛОВЫМ ПР ИЯ АВТО НА ТО- ГРАМБюл. У 45н и А.И.Вар (088.8)свидетельст 05 В 19/02 области ройстскоиЧПУ. яУ о СССР 1979,СССР 1978. СССР983. СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ПИСАНИЕ ИЗ(56) АвторскоеУ 822 149, кл.Авторское сВ 723512, кл.Авторское сФ 109797 1, кл. ЕТЕНИЯ . т в повышении йства. Постав путем устраыполнения дей счет разделеции на период устройство1 з,п. ф-лы, 1275374Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам дляуправления автоматической сменой заготовок на станках с ЧПУ.Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе.На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - принципиальная схема коммутатора кадров; нафиг.3 - блок-схема устройства ЧПУ; 10на фиг. 4 - принципиальная схема циклового блока управления; на фиг.5принципиальная схема блока датчиковманипулятора; на фиг. 6 - принципиальные схемы дешифратора и блока фиксациивспомогательных функций,Устройство для управления автоматической сменой заготовок на станкахс ЧПУ содержит последовательно соединенные коммутатор 1 кадров, узел 2 20ЧПУ, цикловой блок 3 управления, исполнительные элементы 4 манипулятора,блок 5 датчиков манипулятора, выходкоторого подключен к второму входуциклового блока 3 управления, второй 25выход которого соединен с входом коммутатора 1 кадров, а второй выходустройства ЧПУ 2 подсоединен к входудешифратора 6, выход которого подсоединен к входу блока 7 фиксации вспомогательных функций, а его выход соединен с третьим входом цикловогоблока 3 управления.Коммутатор 1 кадров представляетсобой электронный ключ, содержащийрезистор 8, транзистор 9, электромагнитное реле 10 и диод 1,Узел ЧПУ 2 (фиг. 3) содержит панель управления станком 12, блок 13считывания с перфоленты, панель 14управления устройством ЧПУ, блок 15ввода, блок 16 величин коррекции,управление блоком 17 ЧПУ, блок 18 декодирования, промежуточную память 19,блок 20 технологических команд, интерполятор 2 1, блок 22 управленияприводом, блок 23 согласования состанком, электрошкаф 24 станка иблок 25 управления приводом подач.Цифровой блок 3 управления (фиг.4) 50содержит преобразователи 26.1-26,13уровня напряжения.Преобразователь 26.1 уровня напряжения состоит из резистора.271, транзистора 28. 1, резистора 29. 1 и элемента НЕ 30, 1. Преобразователи 26.226.13 уровня напряжения аналогичныпреобразователю 26.1 уровня напряжения и содержат резисторы 27,2-27.13,транзисторы 28,2-28.13, резисторы29.2-29.13 и элементы НЕ 30.2-30.13соответственно.Блок 3 содержит также элементыИ 31-40, диоды 41-50; электронныеключи 51,1-51.4. Электронный ключ51. 1 состоит из резистора 52.1,транзистора 53.1, электромагнитногореле 54.1 и диода 55,1, Электронныеключи 51,2-51.4 содержат резисторы52 2 52 4 у транзисторы 53 2 53 4 рэлектромагнитные реле 54,2-54.4 идиоды 55.2-55,4 соответственно. Кроме того, блок 3 содержит реле 56 и 57.На вход преобразователя 26.1 уровня напряжения поступает сигнал Стоп"из блока технологических команд 20,а выход соединен с первыми входамиэлементов И 31-40, На вход преобразователя 26,2 уровня напряжения поступает сигнал "Патрон разжат" ( ПР")из блока 20 технологических команд,выход которого соединен с вторымивходами элементов И 3 1-34, 39 и 40,На вход преобразователя 26.3 уровнянапряжения поступает сигнал "Патронзажат" ("ПЗ") из блока 20 технологических команд, а гыход соединен свторыми входами элементов И 35-38.На вход преобразователя 26.4 уровнянапряжения поступает сигналНомеринструмента", при котором пневматический схват в положении загрузки("СПЗ") из блока 20 технологическихкоманд, а выход соединен с третьимивходами элементов И 3 1 в ,На вход преобразователя 26.5 уровня напряжения поступает сигнал "Номер инструмента , при котором пневматический схват в положении обработки детали" ("СПОД") из блока 20 технологических команд, а выход соединен с третьими входами элементовИ 39 и 40. На вход преобразователя26.7 уровня напряжения поступает сигнал Схват разжат - толкать вправо"("СРТП") из блока датчиков манипулятора 5, а выход соединен с четверты-.ми входами элементов И 3 1,36,37 и 40.На вход преобразователя 26,8 уровнянапряжения поступает сигнал "Схватразжат - толкать влево" ("СРТП") изблока 5 датчиков манипулятора, а выход соединен с четвертым входом элемента И 32.На вход преобразователя 26.9 уровня напряжения поступает сигнал "Схватдля заготовок закреплен сбоку станка в одной плоскости с звездообразной револьверной головкой станка.Блок датчиков манипулятора содержит бесконтактные датчики 58-62 и электромагнитные реле 63 - 67. Дешифратор 6 содержит элементы НЕ 68-72и элементы И 73 и 74. На вход дешифратора 6 из промежуточной памяти 19 в коде "1-2-4-8" поступают сигналы"1" из промежуточной памяти 19 поступает на вход элемента НЕ 68 и на первый вход элемента И 73. Сигнал "2"из промежуточной памяти 19 поступает на вторые входы элементов И 73 и 74.Сигнал "4" из .промежуточной памяти 19 поступает на вход элемента НЕ 69,Сигнал "8" из промежуточной памяти 19поступает на вход элемента НЕ 70. Сигнал 10" из промежуточной памяти 19 поступает на пятые входы элементов И 73 и 74, Сигнал "20" из промежуточной памяти 19 поступает на вход элемента НЕ 7 1. Сигнал "40" из промежуточной памяти 19 поступает на седьмые входы элементов И 73 и 74. Сигнал "80" из промежуточной памяти 19 поступает на вход элемента НЕ 72, Выход элемента НЕ 68 соединен с первым входом элемента И 73, Выход элемента НЕ 69 соединен с третьими входами элементов И 73 и 74, Выход элемента НЕ 7 1 соединен с шестыми входами элементов И 73 и 74. Выход элемента НЕ 72 соединен с восьмыми входамиэлементов И 73 и 74. Блок 7 фиксациивспомогательных функций содержит резисторы 75 и 76, транзисторы 77 и 78,электромагнитные реле 79 и 80, диоды 8 1 и 82 и электромагнитные реле 83и 84. Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии патрон шпинделя станка должен быть разжат, пневматический толкатель находится в крайнем правом положении. В желобе бункера находится заготовка. Пневматический схват разжат. В этом состоянии в блоке 5 датчиков манипулятора работают датчик 59, индицирующий крайнее правое положение пневматического толкателя, и датчик 6 1, индицирующий разжатие пневматического схвата. Датчик 59 включает реле 64, а датчик 61 - реле 66. Через замкнувшиеся контакты 64.2 и 66,2 сигнал 3 1275374 сжат - толкать влево" (ССТЛ") из блока 5 датчиков манипулятора, а вы- ход соединен с четвертым входом элемента И 33. На вход преобразователя 26. 10 уровня напряжения поступает 5 сигнал "Схват сжат - толкать вправо" ("ССТП") из блока 5 датчиков манипулятора, а выход соединен с четвертыми входами элементов И 34,35, 38 и 39. На вход преобразователя 26.11 уровня 10 напряжения поступает сигнал "Вспомогательная функция М 52" ("М 52") из блока 7, а выход соединен с пятыми входами элементов И 35 и 36, На вход преобразователя 26.12 уровня напряжения поступает сигнал "Вспомогательная функция М 53" ("М 53") из блока 7, а выход соединен с пятыми входами элементов И 37 и 38. На вход преобразователя 26,13 уровня напряжения по ступает сигнал "Деталь упала" ("ДУ") из блока 5 датчиков манипулятора, а выход соединен с пятым входом элемента И 40. Выход элемента И 31 через диод 41 соединен с входом электрон ного ключа 5 1. 1. Выход элемента И 32 через диод 42 соединен с входом электронного ключа 51,2.Выход элемента И 33 через диод 43 соединен с входом электронного клю ча 51.3Выход элемента И 34 через диод 44 соединен с входом коммутатора 1 кадров. Выход элемента И 35 через диод 45 соединен с входом электронного ключа 51.4. Выход элемента И 36 через 1 диод 46 соединен с входом коммутатора 1 кадров. Выход элемента И 37 через диод 47 соединен с входом электронного ключа 51.2 е Выход элемента И 38 через диод 48 соединен с входом о коммутатора 1 кадров. Выход элемента И 39 через диод 49 соединен с входом электронного ключа 51.4. Выход элемент та И 40 через диод 50 соединен с входом коммутатора 1 кадров.Исполнительные элементы 4 манипулятора состоят из пневматического толкателя и пневматического схвата. Приводы толкателя и схвата выполнены в виде пневмоцилиндров, работающих до 50 упора. Пневмораспределители, управляющие пневмоцилиндрами толкателя и зажима схвата, - с одним электромагнитом. Пневматический схват помещается в одно из гнезд для установки ре-жущего инструмента звездообразной револьверной головки станка. Пневматический толкатель вместе с бункером3 127537 "СРТП" поступает на вход преобразо - вателя 26,7 уровня напряжения. После нажатия кнопки "Пуск" на панели 14 управления узла числового программного управления (ЧПУ) последний производит управление станком согласно заданной программе, считываемой с перволенты блоком считывания с перфоленты 13. По программе суппорты станка выводятся в позицию загрузки, производится смена инструмента звездообразной револьверной головки таким образом, что поворачивается в сторону заготовки. В следующем кадре программы записана вспомогательная функция "И 01" - "Программный стоп", По этой команде узел 2 ЧПУ прерывает работу станка и из блока 20 техноло - гических команд в цикловой блок 3 управления на преобразователь 26.1 щ поступает сигнал "Стоп. В данный момент блок 3 также поступают сигналы "ПР" на преобразователь 26.2, "СПЗ" на преобразователь 26.4 уровня напряжения и "СРТП" на преобразователь 25 26,7 уровня напряжения. На набор этих сигналов в цикловом блоке 3 управления реагирует только элемент И 31. На его выходе возникает сигнал с уровнем логической "1", который через ди- ЗО од 4 1 поступает на электронный ключ 5 1. 1. Транзистор 53 . 1 переходит в режим насьпцения, в результате чего срабатывает электромагнитное реле 54,1. Диод 55,1 защищает транзистор от выхода из строя во время переходных процессов. Замкнувшиеся контакты 54. 1. 1 через нормально-замкнутые контакты 54.3, 1 подсоединяют электромагнитное реле 56 к источнику напряже О ния. Электромагнитное реле 56 само- блокируется контактами 56.1, а контактами 56.2 замыкает цепь питания электромагнита пневматического толкателя. Пневматический толкатель пере мещается из крайнего правого положения в крайнее левое положение и тем самым перемещает заготовку из желоба бункера в пневматический схват. В блоке датчиков манипулятора 5 прекращает 5 О свою работу датчик 59 и отключает электромагнитное реле 64, контакты 642 которого разрывают цепь сигнала "СРТП". При достижении пневматическим толкателем крайнего левого поло жения срабатывает датчик 58 и включает электромагнитное реле 63, котоВрое контактами 63.1 замыкает цепь 4 всигнала "СРТЛ". Сигнал "СРТЛ" поступает в цикловой блок 3 управления на преобразователь 26.8 уровня напряжения. На новое состояние сигналов "Стоп", "ПР", "СПЗ", "СРТЛ" в цикловом блоке 3 управления реагирует элемент И 32. На его выходе появляется сигнал с уровнем логической ",1", который через диод 42 поступает на электронный ключ 51.2. Транзистор 53,2 переходит в режим насыщения включает электромагнитное реле 54.2, которое контактами 54.2.1 включает электромагнитное реле 57. Последнее контактами .57. 1 самоблокируется, а контактами 57,2 замыкает цепь питанияэлектромагнита пневматического схвата, Пневматический схват зажимает головку, Как только пневматическийсхват начинает сжимать заготовку, датчик 61 отключает электромагнитное реле 66 и контакть. 66.1, разрывает цепь сигнала "СРТЛ". При полном сжатии срабатывает датчик 60 и включает электромгнитное реле 65, которое контактами 65,1 замыкает цепь сигнала ССТЛ". Сигнал "ССТЛ" поступает в цикловой блок 3 управления на преобразователь 26.9 уровня напряжения. На состояние сигналов "Стоп", "ПР нСПЗ 1, "ССТЛсрабатывает элемент И 33. На его выходе появляется сигнал с уровнем логической "1", который через диод 43 поступает на электронный ключ 51.3. Транзистор 53,3 переходит в режим насыщения и включает реле 54.3, которое контактами 54.3.1 разрывает цепь питания реле 56, Реле 56 выключается, и контакты 56.2размыкают цепь питания электромагнита пневматического толкателя. Пневматический толкатель возвращается в крайнее правое положение и следующая заготовка закатывается в желоб бункера. Датчик 58 выключает. реле 63 и сигнал "ССТЛ" прекращается. При достижении крайнего правого положения срабатывает датчик 59, включается реле 64, и сигнал "ССТП" поступает на преобразователь 26.10 уровня напряжения. На сигналы "Стоп", ПР", "СПЗ", "ССТЛ" реагирует элемент И 34. С его выхода сигнал с уровнем логической "1" через диод 44 идет на коммутатор 1 кадров, Транзистор 9 переходит в режим насыщения и включает электромагнитное реле 10, которое контактами 10. 1 и 10.2 коммутирует1275374 цепи кнопки Пуск, находящейся на панели управления узла 14 ЧПУ. Узел 2 ЧПУ вновь начинает управлять станком по программе. Происходит смена инструмента звездообразной револьверной головки, и пневматический схват с заготовкой поворачивается в сторону шпинделя. Суппорты станка заводят заготовку в патрон шпинделя. Патрон зажимается. В следующем кадре запи 10 саны вспомогательные функции М 52 и М 01. Узел 2 ЧПУ переходит в режим "Стоп". Сигнал "Стоп" иэ блока 20 технологических команд поступает в15 цикловой блок 3 управления на преобразователь 26, 1 уровня напряжения. Из промежуточной памяти 19 узла 2 ЧПУ в дешифратор 6 с уровнем логической "1" поступают сигналы "2", "10", "40", что соответствует числу 5211 1 20 а с уровнем логического "0" - "1","8" "20 180". В результате на всех входах элемента И 73 есть сигналы с уровнем логической "1", который поступает на резистор 75 блока 7. Транзистор 77 переходит в режим насыщения и включает цепь питания реле 83. Последнее самоблокируется контактами 83. 1, а контактами 83.3 замыкает цепь сигнала "М 52", который поступает в цикловой блок 3 управления на преобразователь 26. 11 уровня напряжения, Из блока 20 технологических команд на преобразователь 26.3 уровня напряжения поступа- З 5 ет сигнал "ПЗ", а на преобразователь 26.5 уровня напряжения - сигнал "СПОД". На набор сигналов "Стоп", "ПЗ", "СОД", "ССТП","М 52" реагирует элемент И 35, ваиодной сигнал которой через диод 45 поступает на электронный ключ 51.4. Реле 51.4 контактами 54,4.1 размыкает цепь питания реле 57. Последнее выключается контактами 57.2,45 разрывает цепь питания электромагнита пневматического схвата, Пневматический схват разжимается. В блоке датчиков манипулятора 5 датчик 60 отключает реле 65, и контакты 65.2 разрывают цепь сигнала "ССТП". Датчик 61 включает реле 66 и контакты 66.2 замыкают цепь сигнала "СРТП". На новый набор состояний "Стоп", "ПЗ", "СПОД", "СРТП", "М 52" реагирует элемент И 36, выходной сигнал которого через диод 46 поступает в коммутатор 1 кадров. Коммутатор 1 кадров коммутирует кнопку "Пуск" узла 21 8ЧПУ и последний продолжает управление станком. По программе происходит обработка детали. По окончании обработки звездообразная револьверная головка со схватом подводится к обработанной детали. В следующем кадре программы записаны вспомогательные функции "М 53" и "М 01". Узел 2 ЧПУ прерывает работу станка. Из промежуточной памяти 19 узла 2 ЧПУ в дешифратор 6 с уровнем логической "1" поступают входы элемента И 74 имеют уровни ло- Вгической " 1". С выхода элемента И 74 сигнал поступает на резистор 76 блока 7, Транзистор 78 включает электромагнитное реле 80, которое контактами 8 1. 1 разрывает цепь питания реле 83, в результате чего размыкается контактами 83,3 цепь сигнала "М 52". Контактами 84.2 реле 84 самоблокируется, а контакты 84.3 замыкают цепь сигнала "М 53", который поступает в цикловой блок 3 управления на преобразователь 26. 12 уровня напряжения. На новое состояние сигналов Стоп",нПЗц "СПОД", "СРТП", "М 53" реагирует элемент И 37, выходной сигнал которого черед диод 47 поступает на электронный ключ 54.2, в результате чего реле 54, 12 включает реле 57, которое контактами 57,2 замыкает цепь питания электромагнита пневматического схвата. Пневматический схват зажимает обработанную деталь. Датчик 61 выключает электромагнитное реле 66, контакты 66.2 размыкает цепь сигнала "СРТП", а датчик 60 включает реле 65 и контакты 65.2 замыкают цепь сигна-. ла "ССТП". На новый набор сигналов "Стоп", "ПЗ", "СПОД", "М 53", "ССТП" реагирует элемент И 38. С его выхода через диод 48 сигнал поступает на коммутатор 1 кадров, который коммутирует кнопку "Пуск" узла 2 ЧПУ, и последний продолжает управление станком на программе. Патрон шпинделя станка разжимается, пневматический схват с обработанной деталью перемещается в позицию сброса, звездообразная револьверная головка поворачивается в положение сброса. Из блока 20 технологических команд прекращается сигнал "СПОДн и появляется сигнал СПСД, В следующем кадре программы забиты. вспомогательные функции "Конец программы - М 02" и "Перемотка перфоленты на начало программы - МЗО", Блок127539считывания с перфоленты 13 перематывает Перфоленту на начало программы и узел 2 ЧПУ переходит в режим "Стоп". В цикловом блоке 3 управления на сигналы "Стоп", "ПР", нССТПр "СПСД" реагирует элемент И 39, выходной сигнал. которого черед диод 49 поступает в электронный ключ 51.4. В последнем срабатывает реле 54.4, которое контактами 54,4.1 разрывает 10 цепь 57 питания, контакты которого разрывают цепь питания электромагнита пневматического схвата. Пневматический схват разжимается и деталь падает, В блоке датчиков манипулято ра 5 датчик 60 выключает реле 65, контакты 65.1 которого разрывают цепь сигнала "ССТП", датчик 61 включает реле 66, контакты 66,2 которого замыкают цепь сигнал "СРТП", а дат чик 62 включает реле 67, контакты 67, 1 которого замыкают цепь сиг нала "ДУ". На новый набор сигналов "Стоп", "ПР", "СПСД", "СРТП", "ДУ" реагирует элемент. И 40, с выхода ко торого через диод 50 сигнал поступает в коммутатор 1 кадров, который коммутирует кнопку "Пуск" в узле 2 ЧПУ, и начинается новый цикл загрузки и обработки заготовки. 30В разные моменты времени возникают одинаковые комбинации сигналовффСтоп, пП 3 фф, "СПОД", "ССТП" и "Стоп", ПЗ",. "СПОД", "СРТП", повторяющиеся .в данном случае по два раза., на которые должны выполняться различные операции, Вспомогательные функции нМ 52" и "М 53" вчосят различие в одну и ту же комбинацию.40Применение предлагаемого устрой - ства по сравнению с известным позволяет повысить надежность процесса смены заготовок результата устране 7410ния неоднозначности выполнения дейс. -вий манипулятором.Формула изобретения1.Устройство для управления автоматической сменой заготовок на токарных станках с числовым программным управлением, содержащее коммутатор кадров, узел числового программного управления, цикловой блок управления, исполнительные элементы, блок датчиков манипулятора, входы коммутатора кадров подключены к одним управляющим выходам циклового блока управления, а выход - к программному входу узла числового программного управления, соединенного одними управляюшдми выходами с первыми входами управления циклового блока управления, вторые входы управления которого подключены к управляющим выходам блока датчиков манипулятора, входами подключенного к выходам испоЛнительных элементов манипулятора, входами управления подключенных к другим управляющим выходам циклового блока управления, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, в него введены депифратор и блок фиксации вспомогательных функций, входы дешифратора соединены с другими управляющими выходами узла числового программного управления, а выходы - с входами блока фиксации вспомогательных функций, соединенного управляющими выходами с третьими входами управления циклового блока управления.2, Устройство по п. 1, о т .и ич а ю щ е е с я тем, что блок фиксации вспомогательных функций содержит два элемента памяти на транзисторных ключевых элементах.Тираж 836 Подписное ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д