Устройство индикации и управления для станков

(5)4 С 0 1 8 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ НАВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Устройство цифровой индикации Ф 5134. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, Киев, 1979.Устройство цифровой индикации, модель ЛМ 31. Фирменный каталог фирмы СОНИ.(54) УСТРОЙСТВО ИНДИКАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СТАНКОВ(57) Изобретение относится к областиавтоматизации технологического оборудования,. в частности металлорежущихстанков, работающих с участием оператораЦель изобретения - повьппениепроизводительности оператора и точности обработки. Устройство содержитдатчик 1 обратной связи, формирователь 2 импульсов, блок 3 определениянаправления перемещения, вычислительный блок 4, дешифратор 5, блок 6 индикации, блок 7 задания программы,блок 8 определения направления подво1290262 да инструмента, блок 9 определениядопустимых вибраций, задатчик 10 припуска. Устройство позволяет повыситьпроизводительность за счет введенияблока определения направления подвода, предотвращающего ошибки оператора при определении нужного направления подвода, что устраняет необходимость повторной обработки детали,1 Изобретение относится к автоматизации технологического оборудования,в частности металлорежущих станков,работающих с участием оператора.Цель изобретения - повышение проиэводительности оператора и точностиобработки,На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства индикации и управлениядля станков; на Фиг, 2 - принцип раЮботы датчика обратной связи; нафиг, 3 - Функциональная схема формирователя импульсов; на Фиг. 4 - временная диаграмма работы Формирователя импульсов; на фиг. 5 - Функциональная схема блока определения направления перемещения; на Фиг. 6временная диаграмма работы блока определения направления перемещения;на Фиг, 7 - Функциональная схема вычислительного блока; на фиг. 8 - при-мер детали, изготавливаемой с помощью устройства.Устройство (Фиг. 1) содержит датчик 1 обратной связи, Формировательимпульсов 2, блок 3 определения направления перемещения, вычислительный блок 4, дешифратор 5, блок индикации 6, блок 7 задания программы 30блок 8 определения направления подвода инструмента, блок 9 определениядопустимых вибраций и задатчик 10припуска.Датчик обратной связи (фиг, 2) З 5имеет источник света 11, конденсор12, линейку 13, считывающий растр 14,Фотодиоды 15-18. Выходы датчика 19и 20.Формирователь импульсов (фиг, 3) 40содержит первый 21 и второй 22 усилители, первый 23 и второй 24 тригблока определения допустимых вибраций, позволяющего осуществлять работустанка на предельно высоких режимах,что сокращает машинное время обработки детали, задатчика припуска, позволяющего многопроходную обработку поодному чертежу без дополнительныхрасчетов, что сокращает вспомогательное время обработки детали. 8 ил,геры Шмидта, первый 25 и второй 26инверторы, первый 27, второй 28,третий 29 и четвертый 30 одновибраторы и сумматор 31. Блок определения перемещений (фиг, 5) содержитэлемент ИСКПЮЧАЛЩЕ ИЛИ 32, инвертор33, первый 34 и второй 35 элементИ-НЕ, первый 36 и второй 37 элементылогического сложения. Вычислительный блок (Фиг, 7) включает счетчик 38 импульсов, первый 39 и второй 40 элементы ИЛИ, первый 41 и второй 42 арифметико-логические узлы, элемент 43 ИСКЛРЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ, первый 44 и второй 45 элементы И, третий 46 элемент ИЛИ и элемент И 47.В качестве датчика обратной связи 1 (Фиг. 2) используется линейный фотоимпульсный измерительный преобра" зователь, Считывающий растр 14 имеет четыре группы штрихов, сдвинутых друг относительно друга на 1/4 шага основной шкалы, и перемещается вместе с исполнительным органом (столом, бабкой и пр.) вдоль линейки, фотодиодов 15-18, соединенных попарно встречно так, что на выходах 19 и 20 получаются две серии кваэисинусоидальо ных импульсов, сдвинутых на 90 . Шаг шкалы может быть 20 или 40 мкм.Формирователь импульсов 2 (фиг, 3) предназначен для усиления и преобразования синусоидальных импульсов датчика обратной связи, в частности ис.пользуется для обеспечения дискретности отсчета 5 мкм при шаге шкалы 20 мкм.Блок 8 определения направления перемещения (фиг, 5) предназначен для определения направления счета в3 12902зависимости от направления перемещения, Наличие двух серий импульсов 1,ои Б , сдвинутых на 90 , дает возможность сформировать признак направления, поскольку при изменении направления меняется порядок следованияимпульсов, Если при движении впередопережающей была серия импульсов 11,то при движении назад опережающейоказывается серия импульсов 11 10Дешифратор 5 предназначен для преобразования информации, получаемойиз вычислительного блока 4 в двоично-десятичном коде, в семисегментныйкод. В качестве дешифратора испольэуются стандартные преобразователикода К 514 ИД 2,Блок индикации 6 предназначен дляцифровой индикации действительногоположения рабочего органа по всем 20осям и функциональной индикации состояний станка. Соответственно этомув состав блока индикации (фиг. 9)входят индикационные элементы текущей координаты задания, направления 25подвода и вибраций,Индикационные элементы построенына семисегментных светодиодных индикаторах зеленого цвета для индикационных элементов текущей координаты 30и красного цвета - для элементов задания.Блок 8 определения направленияподвода предназначен для запоминаниянаправления последнего перемещенияинструмента по данной оси. В блокесохраняется информация о направленииподвода инструмента вплоть до появления первого счетного импульса следующего кадра (следующего прохода) 40по той же оси координат, Блок 9 определения допустимых вибраций предназначен для определения допустимыхрежимов резания по .наличию вибраций,возникающих при чрезмерно высоких 45режимах работы. Задатчик 10 припускапредназначен для задания величиныпрнпуска,Устройство работает следующим образом. 50При правильном направлении подвода инструмента ("на деталь") размерыдетали после черновой обработки отличаются от чертежа на величину припуска. Работу устройства рассмотрим 55на примере составления программы приобработке пробной детали. Принципсоставления программы по первой (пробной) детали заключается в следующем, . 62 4Оператор обрабатывает деталь в режиме ручного или автоматического преднабора, устанавливая предварительно технологические параметры и корректируя их в процессе обработки. После каждого прохода оператор нажимает на панели устройства кнопку "Автозапись", При этом в блок 7 задания программы устройства вводятся технологические параметры (скорректированные) и координата точки позиционирования, индицируемая на табло, на элементах индикации текущих координат,После установки детали на станке производят привязку инструмента к отсчетной системе детали, Этим инструментом производят чистовую обработку и черновую в режиме обработки с припуском.После привязки инструмента оператор с помощью клавиатуры блока 7 задания программы вызывает номер начального кадра формируемой программы и записывает в нем предварительные технологические параметры (номер инструмента, режим работы с припуском и величину припуска, скорости перемещения и пр.) и диаметр первой ступени Е по оси 3. По признаку обработки с припуском заводится програм. мируемая величина припуска, которая суммируется алгебраически с программируемой координатой, Затем осуществляется позиционирование (вручную или автоматически) - подвод инструментаВ процессе перемещения датчик обратной связи 1 выдает информацию о действительном положении инструмента.Считывающий растр 14 (фиг. 2) датчика жестко связан с рабочим органом и перемещается вместе с ним, Световой поток от источника 11 с,помощью конденсора 12 через шкалу линейки 13 направляется к фотодиодам 15-18. При взаимном перемещении линейки и головки световой поток модулируется растрами обоих элементов так, что электрические сигналы на выходах фотодиодов 15-18 изменяются по закону, близкому к синусоиде, и сдвинуты друго относительнодруга на 90 . Встречноеь соединение парных (сдвинутых на 180 ) фотодиодов обеспечивает на выходах 19 и 20 датчика наличие двух кваэисинусоидальных импульсов А, и А, сдвионутых на 90Серии импульсов А, и А поступают на вход формирователя 2 импульсов5 1290262 (фиг. 1), Здесь с помощью усилителей п 21 и 22 (фиг. 3) происходит предвари- е тельное усиление и формирование прямоугольных импульсов У, П на выхо- Р де триггеров 23 и 24, Далее серии Ь 1 5 п и П инвертируются и с помощью одно- з вибраторов 27-30 получают короткиес импульсы по передним фронтам прямых ии инверсных серий: П О , П(фиг. 4), Эти импульсы поступают на 10 о вход суммирующего устройства 31, с Т выхода которого снимаются счетные импульсы серии П с учетверенной по отношению к входным частотой. Та- п ким образом при шаге шкалы датчика 20 мкм получают дискретность измерительной системы 5 мкм.11Счетные импульсы П поступают на вход блока определения направления подвода 8, Одновременно на вход блока определения направления перемещения 3 поступают две серии импульсови П (фиг, 5 и 6), по Фазовому сдвигу которых определяется направление перемещения, Импульсы П и Ь25 поступают на вход элемента 32. Его выходные импульсы 1 сравниваются пс двум каналам по фронтам серий Б 1 ии после логических преобразованйй (фиг. 6) на выходе блока 3 определения направления перемещения получают признак направления перемещения (условно): серия импульсов - впе. ред, 0 - назад.Этот сигнал вместе со счетными 35 импульсами поступает в вычислительный блок 4, где сравнивается с заданием, поступившим от блока 7, преобразуется в код индикаторов в дешифраторе 5 и поступает на индикационные элементы текущей координаты блока индикации 6.С первым же счетным импульсом блок направления подвода 8 переводится в состояние, соответствующее направлению перемещения инструмента.Это состояние блока 8 сохраняет и по окончании позиционирования, Зафиксированное направление подвода передается на блок индикации 6, По достижении заданной координаты Э устройство выдает команду на остановку и рабочий орган, несущий инструмент, тормозится. В процессе перемещения инструментустанавливается на диаметр 01+2 Ь,где 0 - программируемая величина приуска. В блоке индикации 6 индицирутся грограммируемая координата П 1.Нажатием кнопки "Автозапись" пааметры кадра вводятся в блок задания рограммы 7. Нри этом на элементах адания блока индикации 6 появляетя номер следующего кадра, в котором редстоит записать программу следующего (чернового) прохода. Для этого ператор набирает номер инструмента, режим работы с припуском, величину припуска, величину рабочей подачи, скорости шпинделя и перемещение о оси Е. Далее по элементам блока индикации оператор проверяет правильно ли был подведен инструмент в предыдушем кадре, Затем по команде Пуск осуществляется обработка.Во время обработки пробной детали оператор повышает режим резания, увеличивая, например подачу (или скорость, или толщину стружки, что оказывается более удобным в каждом конкретном случае) для сокращения времени обработки. Увеличение подачи в этом кадре (при неизменньж остальных параметрах режима) ограничивается возникновением вибраций в системе станок - датчик. Вибрации определяются по наличию переменной составляющей сигнала направления перемещения с помощью блока 9 определения допустимьж вибраций и сигнализируются на блоке индикации 6.В случае, если подача велика, возникают вибрации и оператор информиру-. ется о том, что величина подачи чрез" мерна. Оператор снижает подачу и таким образом устанавливается предель-ф но допустимый по виброустойчивости режим резания, на котором производится проточка в этом кадре. По достижении заданной координаты Ь по оси Е рабочий орган останавливается и оператор нажатием кнопки "Автозапись" вводит скорректированную программу этого кадра в оперативную память устройства.Следующие кадры программы, по которым осуществляется подвод инструмента Т на диаметр Р 2 и черновая проточка поверхности Ь, набираются и отрабатываются аналогично. Таким образом, после черновой обработки получают деталь с одинаковым припуском по всем обрабатываемым поверхностям. Далее производят чистовую обработку по этому же чертежу (т.е. программи 7 12902руя те же размеры), тем же инструментом, но припуск уже не программируют.Для этого формируют очередной кадр -подвод инструмента Т 1 на диаметр Р 2таким же образом, как для черновой 5обработки, По окончании позиционирования и ввода программы в память набирают программу кадра проточки инструментом Т 1 поверхности Ь, сверивпредварительно на блоке 6 правильноенаправление подвода.В. процессе обработки выбираютпредельный режим резания по индикатору вибрации (не показан) блока 9определения допустимых вибраций, Расле отработки кадр вводят в память,В следующем кадре программируют подвод инструмента на диаметр Р 1, Установка инструмента с диаметра В 2 надиаметр Э 1 осуществляется в направлении нот детали , В соответствии сэтим направлением перемещения в блоке 8 определения направления подвода инструмента зажигается соответствующий индикатор,Если соответствующий индикаторинформирует оператора о том, что подвод инструмента осуществпен неправильно, то оператор отводит инструмент на диаметр больший Р 1 и вновь ЗО3подводит его в направлении на деталь, Далее формируется кадр чистовой обработки поверхности Ь аналогично тому, как это производилосьдля Ь. 35Формула изобретенияУстройство индикации и управлениядля станков, содержащее датчик обб 2ратной связи, связанный входом с исполнительным органом станка, а выходом - с входом Формирователя импульсов, подключенного первым выходом к входу блока определения направления перемещения, соединенного первым выходом с первым входом вычислительного блока, связанного первым выходом с инФормационным входом дешифратора, вторым входом - с первым выходом блока задания программы, вторым выходом - с первым входом блока задания програМмы, подключенного вторым выходом,к управляющему входу дешифратора, связанного выходом с первым входом блока индикации, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью повышения производительности оператора и точности обработки, в устройство введены блок определения допустимых вибраций, задатчик припуска и блок определения направления подвода инструмента, соединенный первым входом с вторым выходом блока определения направления перемещения, вторым входом - с вторым выходом формирователя импульсов, первым выходом - с входом блока определения допустимых вибраций, вторым выходом - с входом задатчика припуска, а третьим выходом - с вторым входом блока индикации, подключенного третьим входом к выходу блока определения допустимых вибраций, причем выход задатчика припуска связан с вторым входам блока задания программы, а третий выход вычислительного блока соединен с исполнительным органом станка./5 035 аушская наб.,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 899/44 ТВНИИПИ Государствен елам иэобрет осква, Ж,Подписное о комитета СССРий и открытий