Устройство для обучения работе на металлорежущих станках

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ РАБОТЕ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ, ПО авт. св. № 982068, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно соединенные блок определения TiapaMeTpoB резания, блок определения реакций обучаемого и блок сумматоров , второй вход которого подключен к выходу блока моделирования скорости перемещения, а выход - к входу блока имитации внешних воздействий , и блок моделирования электропривода , первый и второй входы которого соединены с вторыми входами органов ручного управления и блока датчиков перемещения, а выход - с третьим входом блока определения ошибок, четвертый вход.которого подключен к выходу блока определения параметров резания, пятый вход - к выходу блока моделирования скорости перемещения, а шестой вход - к второму -выходу блока задатчиков, первый вход которого является вторым входом управляющих воздействий устройства, второй вход соединен с выходом блока моделирования перемещения рабочего органа, а третий выход - с вторым входом блока определения реакций Iобучаемого, третий вход которого подключен к выходу блока моделирования скорости перемещения, вход блока опРеделения параметров резания соединен с выходом блока моделирования перемещения рабочего органа. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем блок определения параметров резания содержит последовательно включенные нелинейный элемент и первый сумматор , входы которых являются соответствующими входами блока, а выход первого сумматора является выходом блока. 3.Устройство по п. 1, о т л и - I чающееся тем, что в нем i блок определения реакций обучаемого W содержит второй и третий сумматоры, первые, вторые и третьи входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока, а выходы - соответствующими выходами блока. 4.Устройство по п. 1, о тл и - чающееся тем, что в нем блок определения ошибок содержит ел ключ, первые цепочки из последовательно включенных узлов сравнения и Сл ключей, вторые цепочки из последовательно включенных арифметических узлоЕ. СП и ключей, инвертор, выход которого00 соединен с вторыми входами ключей вторых цепочек, пороговый элемент, вход которого соединен с выходами арифметических узлов, а выход - с третьими входами ключей вторых цепочек , входы ключа, узлов сравнения первых цепочек, ключей первых цепочек , арифметических узлов вторых цепочек и инвертораявляются соответствующими входами блока, выхода ключей являются соответств1 У1(нчими выходами блока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) С 09 B 19/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 982068 1 (21) 3464715/18-24 (22) 05.07.82 (46) 30.10.83. Бюл. 9 40 (72) А.П. Наугольных, A.Â. Костров, Н.Г. Жолобов и П.А. Молчанов (71) Пермский политехнический институт (53) 681. 3. 071 (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 982068, кл. Ci 09 В 19/24, 1981 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ

РАБОТЕ HA МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ, по авт. св. Р 982068, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно соединенные блок определения "-параметров резания, блок определения реакций обучаемого и блок сумматоров, второй вход которого подключен к выходу блока моделирования скорости перемещения, а выход — к входу блока имитации внешних воздействий, и блок моделирования электропривода, первый и второй входы которого соединены с вторыми входами органов ручного управления и блока датчиков перемещения, а выход — с третьим входом блока определения ошибок, четвертый вход которого подключен к выходу блока определения параметров резания, пятый вход - к выходу блока моделирования скорости перемещения, а шестой вход - к второму выходу блока задатчиков, первый вход которого является вторым входом управляющих воздействий устройства, второй вход соединен с выходом блока, моделирования перемещения рабочего органа, а третий выход — с вторым входом блока определения реакций обучаемого, третий вход которого подключен к выходу блока моделирования скорости перемещения, вход блока определения параметров резания соединен с выходом блока моделирования перемеще ни я рабоче го органа .

2. Устройство по и. 1, о т л и чающееся тем,чтов нем блок определения параметров резания содержит последовательно включенные нелинейный элемент и первый сумматор, входы которых являются соответствующими входами блока, а выход первого сумматора является выходом блока.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем ф блок определения реакций обучаемого содержит второй и третий сумматоры, первые, вторые и треть т входы кото- рых являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока, а . выходы — соответствующими выходами Я блока.

4. Устройство по п. 1, о т. л и ч а ю щ e е с я тем, что в нем блок определения ошибок содержит ключ, первые цепочки из последовательно включенных узлов сравнения и ключей, вторые цепочки из последовательно включенных арифметических узлов и ключей, инвертор, выход которого. соединен с вторыми входами ключей вторых цепочек, пороговый элемент, вход которого соединен с выходами арифметических узлов, а выход — с третьими входами ключей вторых цепочек, входы ключа, узлов сравнения первых цепочек, ключей первых цепочек, арифметических узлов вторых цепочек и инвертора. являются соответствующими входами блока, выходы ключей являются соответствующими выходами блока.

1051558 ()

Недостаток известного устройства ограниченные функциональные возможности, так как оно не позволяет отрабатывать навыки управления металлорежущим станком в процессе обработки 5 детали.

Рациональный режим резания обеспечивается определенными значениями скорости и глубины резания и подачи.

Так, например, при обработке конуса после установки необходимой частоты вращения шпинделя для получения рационального режима резания, заданного профиля детали и заданной шероховатости обработанной поверхности необходимо одновременно управляя продоль- >> ной и поперечной подачами поддерживать глубину резания и подачу на требуемом уровне. Кроме того, при изменении глубины резания и подачи происходят изменения осевой и радиальной состав-60 лвющих силн резания, которые изменяют усилия, прикладываемые обучающимся к ручкам перемещений каретки и салазок, что изменяет условия отработки навыков управления металло- g5

Изобретение относится к автомати— ке и вычислительной технике, в частности к тренажерам для обучения пользованию рабочим инструментом, и может быть использовано для обучения навыкам управления металлорежущим станком.

По основному авт. св. 9 982068 известно устройство, содержащее последовательно включенные блок органов ручного управления, блок датчиков перемещения, блок моделирования перемещения рабочего органа и блок моделирования скорости перемещения, блок имитации внешних воэдействий, выход которого соединен с 1 . первым входом блока органов ручного управления станка, второй вход которого является входом управляющих воздействий устройства, последовательно соединенные функциональный преобразователь, блок определения ошибок и блок индикации, второй и третий входы которого непосредственно подключены к выходам задатчика времени и блока эадатчиков соответственно, а четвертый вход через

=четчик — к второму выходу функционального преобразователя, выход блока моделирования перемещений рабочего органа соединен с пятым входом блока индикации, входом функционального преобразователя и вторым входом блока определения ошибок, формирователь сигналов консультативной информации, первый вход которого соединен с выходом блока моделирования скорости перемещения, второй вход — с третьим выходом функционального преобразователя, а выход — с шестым входом блока индикации 1 режущим станком по сравнению с усло виями отработки навыков на устройст. ве, принятом за прототип.

Цель изобретения — расширение дидактических воэможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обучения работе на металлорежущих станках введены последовательно соединенные блок определения параметров резания, блок определения реакций обучаемого и блок сумматоров, второй вход которого подключен к выходу блока моделирования скорости перемещения, а выход — к входу блока имитации внешних воэдействий, и блок моделирования электропривода, первый и второй входы которого соединены с вторыми входами блока органов ручного управления и блока датчиков перемещения, а выход — с третьим входом блока определения ошибок, четвертый вход Ко торого подключен к выходу блока определения параметров резания, пятый вход — к выходу блока моделирования скорости перемещения, а шестой входк второму выходу блока эадатчиков, первый вход которого является вторым входом управляющих воздействий устройства, второй вход соединен с выходом блока моделирования перемещения рабочего органа, а третий выход — с вторым входом блока определения реакций обучаемого, третий вход которого подключен к выходу блока моделирования скорости перемещения, вход блока определения параметров резания соединен с выходом блока моделирования перемещения рабочего органа.

Причем блок определения параметров резания содержит последовательно включенные нелинейный элемент и первый сумматор, входы которых являются соответствующими входами блока, а выход первого сумматора является выходом блока.

Кроме того, блок определения реакций обучаемого содержит второй и третий сумматоры, первые, вторые и третьи входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока, а выходы — соответствующими выходами блока.

При этом блок определения ошибок содержит ключ, первые цепочки из последовательно включенных узлов сравнения и ключей, вторые цепочки из последовательно включенных арифметических узлов и ключей, инвертор, выход которого соединен с вторыми входами ключей вторых цепочек, пороговый элемент, вход которого соеди нен с выходами арифметических узлов, а выход - c третьими входами ключей вторых цепочек, входы ключа, узлов

10 >1558 сравнения первых цепочек, ключей первых цепочек, арифметических узлов вторых цепочек и инвертора являются соответствующими входами блока, выходы ключей являются соответствующими выходами блока.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства;. на фиг. 2 структура задатчика режима обработки; на фиг. 3 — то же, задатчик про,филя обрабатываемой детали; на фиг. 4 — ".o же, блок определения ошибок.

Устройство содержит последователь. но включенные блок 1 органов ручного управления станка, блок 2 датчиков перемещения, блок 3 моделирования перемещения рабочего органа, блок 4 моделирования скорости перемещения, блок 5 имитации внешних воздействий, выход которого соединен с одним входом блока 1 органов ручного управления станка, другой вход которого являетоя входом управляющих воздействий устройства, последовательно соединенные функциональный преобразователь 6, блок 7 определения ошибок и блок 8 индикации, одни входы которого непосредственно подключены к выходам датчика 9 времени и блок 10 эадатчиков соответственно, а другой вход через счетчик 11 — к выходу функционального преобразователя б,. выход блока 3 моделирования перемещения ра бочего органа соединен с входам блока 8 индикации, входом функциональ- 35 ного преобразователя б и входом блока 7 определения ошибок, формирователь 12 сигналов консультативной информации, один вход которого соединен с выходом блока 4, другой вход - 40 с выходом преобразователя б, а выход — с входом блока 8 индикации, узел 13 моделирования коробки скоростей, выход которого соединен с входом узла 14 моделирования вращения 45 шпинделя, а вход — c входом узла 15 выявления переключения скоростей и одним выходом блока 2, другим выходом которого соединен один вход узла 14 моделирования вращения шпинделя, другой вход которого соединен с выходом блока 1, а выход — с одним входом блока 7 определения ошибок, другие входы которого соединены с выходом узла 15 выявления переключения скоростей и выходом блока 10 за- 55 датчиков, один вход которого является входом управляющих воздействий устройства, а другие входы соединены с выходом блока 3, входом блока 16 определения параметров резания и вхо-60 дом блока 17 определения реакций обучаемого, который соединен с выходами блока 4, блока 7, блока 16 определения параметров резания и с одним входом блока 18 сумматоров, другой вход которого соединен с выходом блока 4, а выход — с входом блока 5 имитации внешник воздействий.

Узел 13 моделирования коробки скоростей по сигналу, поступающему на его вход с выхода блока 2 датчиков перемещения, пропорциональному перемещению рукоятки 19 установки частоты вращения шпинделя, входящей в состав блока 1 органов ручного управления станка, воспроизводит процессы, аналогичные процессам в реальной коробке скоростей. Поэтому сигнал на выходе узла 13 соответствует выбранной частоте вращения шпинделя в качестве узла 13 может быть использован суммирующий усилитель

Узел 14 моделирования вращения шпинделя . по сигналу, поступающему на его один вход с выхода узла 13 моделирования коробки скоростей, пропорциональному выбранной частоте Вращения шпинделя, сигналу, поступающему на его другой вход с выхода блока 2 датчиков перемещения, пропорциональному перемещению рукоятки 20 управления фрикционной муфтой, входящей в состав блока 1 органов ручного управления станка, и сигналу поступающе.му на его вход с выхода блока 1 органов ручного управления станка с кнопочной станции 21 включения и выключения электродвигателя главного ,привода, соответствующему моменту включения и выключения электродвигателя, воспроизводит процессы, аналогичные процессам разгона, установившегося вращения и торможения шпинделя. Поэтому сигнал на выходе узла

14 соответствует частоте вращения шпинделя.

Функциональная схема узла 14 моделирования вращения шпинделя может быть представлена в виде функциональной схемы модели электропривода.

Узел 15 выявления переключения скоростей по сигналу, поступающему на его вход с выхода блока 2 датчиков перемещения, пропорциональному перемещению рукоятки 19 устанрвки частоты вращения шнинделя, входящей в состав блока 1 органов ручного управления станка, формирует на своем выходе в момент переключения скоростей сигнал, указывающий на факт переключения. Узел 15 может быть реализован на базе конденсаторного реле времени с использованием релей ного усилителя на транзисторах.

-Длок 16 определения параметров резания по сигналам, поступающим на его входы с блока 3 моделирования перемещения рабочего органа и пропорциональным соответственно величине перемещения каретки и величине перемещения салазок, формирует на

1051558 своем выходе сигнал, пропорциональный, например, глубине резания.

Блок 16 может быть реали зов ан с помощью последовательно соединенных между собой нелинейного элемента 22 и сумматора 23.

Нелинейный элемент 22 по сигналу, поступающему на его вход через один из входов блока 16 с выхода блока 3 и пропорциональному величине перемещения каретки, формирует в соответствии с заданным профилем заготовки на своем выходе сигнал, пропорциональный положению поверхности обра;— батываемой заготовки. В качестве нелинейного элемента 22 может быть при-1 нят нелинейный преобразователь.

Сумматор 23 сигнал, поступающий а его один вход с выхода нелинейного элемента 22, пропорциональный положению поверхности обрабатываемой заготонки, вычитает из сигнала, поступающего на его другой вход с вы хода блока 3 и пропорционального величине хода салазок, в соответствии с полученной разностью формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный глубине резания. Сумматор 23 может быть реализован с помощью суммирующего усилителя.

Блок 10 задатчикон по поступающим на его вход управляющим воздействиям инструктора вырабатывает на своем одном выходе сигналы, величина которых соответствует профилю обрабатываемой детали, на другом выходе — сигналы, величина которых пропорциональна з,аданным значениям частоты вращения шпинделя, глубины резания и подачи, а на третьем выходе — сигнал, величина которого пропорциональна заданному значению твердости материала. 40

Блок 10 задатчикон состоит из задатчика 24 режима обработки и задатчика 25 профиля обрабатываемой детали.

Задатчик 24 может быть реализован с помощью потенциометрических преоб- 45 разователей, преобразующих неэлектрические входные величины (частоту вращения шпинделя, глубину резания, подачу и твердость материала) н электрические сопротивления. Эти преобразователи >О содержат элементы памяти, так как во время выполнения обучающимся упраж.нения сохраняют заданную инструктором информацию о рациональном режиме обработки и свойствах обрабатываемой заготовки.

В общем случае количество таких элементов памяти равно количеству задаваемых инструктором параметров. В рассматриваемом примере количество задаваемых параметров равно четырем 60 (частота вращения шпинделя, глубина резания, подача и твердость материала),поэтому задатчик 24 представляется четырьмя элементами памяти - 2629 для запоминания заданных значе- ф3 ний: твердости материала, частоты вращения шпинделя, подачи и глубины резания соответственно (фиг. 2 ).

Эадатчик 25 может быть реализован, как и в прототипе, с помощью генератора 30 развертки и функционального преобразователя 31. Задатчик 25 по сигналам, поступающим на его вход с выхода блока 3, пропорциональным величинам хода каретки и салазок, вырабатывает сигналы, соответствующие профилю обрабатынаемой детали (фиг.3), Блок 7 определения ошибок предназначен для выявления ошибок, допускаемых обучающимся в процессе выполнения упражнения.

На фиг. 4 представлена одна из возможных структурных схем блока 7, состоящего из порогового элемента 32 выходы которого соединены с входами ключей 33 и 34. Арифметические узлы

35 и 36 выполчяют операции вычитания. Вход ключа 33 соединен с выходом арифметического узла 35 и одним входом порогового элемента 32. Вход ключа 34 соединен с выходом арифметического узла 36 и упругим нходом порогового элемента 32. Входы ключей 33 и 34 соединены с выходом инвертора 37. Одни входы арифметических узлов 35 и 36 соединены с выходом функционального преобразователя б, а другие входы — с выходом блока 3. Арифметические узлы ЗБ и Зб определяют абсолютную величину и знак отклонения вершины резца от поверхности заготовки и через соответстнующие ключи 33 и 34 выдают эту величину на вход блока 8 индикации.

Узел 38 сравнения сигнал, пропорциональный частоте вращения шпинделя и поступающий на его вход с выхода узла 14 моделирования вращения шпинделя, сравнинает с сигналом, пропорциональняк заданному значению частоты вращения шпинделя и поступающим на вход узла 38 с элемента 27 памяти, и в случае их несоответствия вырабатывает на своем выходе соответствующий сигнал.

Узел 39 сравнения сигнал, пропорциональный глубине резания и поступающий на его вход с выхода блока

16 определения параметров резания, сравнивает с сигналом, пропорциональным заданному значению глубины резания и поступающим на его вход с элемента 29 памяти, а в случае их несоответствия вырнбатывает на своем выходе соответствующий сигнал.

Узел 40 сравнения сигнал, пропорциональный подаче и поступающий на его вход с выхода блока 4 моделирования скорости перемещения, сравнивает с сигналом, пропорциональным заданному значению подачи и поступающим на его вход с элемента 28 памяти, 051558 в случае их несоответствия вырабатывает на своем выходе соответствую. щий сигнал.

Узлы 38-40 сравнения могут быть реализованыа с помощью устройств сравнения абсолютных значений двух напряжений.

Ключ 41 при одновременном появлении сигнала, пропорционального частоте вращения шпинделя и поступающего на его вход с выхода узла 14 моделирования вращения шпинделя, и сигнала, указывающего на факт переключения и поступающего на его вход с выхода узла 15 выявления переключения скоростей, вырабатывает сигнал об 15 ошибке в переключении скоростей, допущенной обучающимся, Ключи 42-44 по сигналу, пропорциональному заданному значению глубины резания и поступающему на их входы, и сигналу, поступающему на их входы о узлов 38-40 сравнения соответственно, вырабатывают сигналы об отклонении действительных значений.соответственно частоты вращения шпинделя, глубины резания и подачи от их заданных значений.

Инвертор 37 по сигналу, пропорциональному заданному значению глу бины резания и поступающему на его вход с элемента 29 памяти, вырабатывает сигнал, управляющий ключами

33 и 34. При наличии напряжения на выходе элемента 29 ключи 33 и 34 закрыты, а при его отсутствии — от;крыты.

Блок 17 по сигналу, пропорциональ ному заданному значению твердости материала и поступающему на его вход ,с элемента 26 памяти, сигналу, пропор циональному подаче и поступающему 40 на его вход с выхода блока 4, и сигналу, пропорциональному глубине резания, поступающему на его вход с выхода блока 16, вырабатывает сигнал, величина которого пропорцио- 45 нальна величине усилий, прикладываемых обучающимся к ручке 45 перемещения каретки и ручке 46 перемещения салазок для преодоления продольной и поперечной составляющих сил резания.

Блок 17 состоит иэ определителя

47 продольной составляющей силы резания и определителя 48 поперечной составляющей силы резания. Определитель 47 продольной составляющей силы резания и определитель 48 поперечной составляющей силы резания могут быть реализованы с помощью суммирующего усилителя.

Блок 18 по сигналам, поступающим íà его входы с выхода блока 17 и пропорциональным величинам продольной и поперечной составляющих сил резания, и сигналам, поступающим 65 на его входы с выхода блока 4, пропорциональным скорости перемещения каретки и скорости перемещения салазок, вырабатывает сигнал, величина которого пропорциональна величине усилия, прикладываемого обучающимся к ручке 45 перемещения каретки и ручке 46 перемещения салазок при обработке заготовки.

Блок 18 сумматоров cocтоит иэ сумматоров 49 и 50. Сумматоры 49 и

50 могут быть реализованы с помощью суммирующего усилителя.

Сигнал с выхода сумматора 49, пропорциональный величине усилия, прикладываемого обучающимся к ручке 45 перемещения каретки, поСтупает на вход узла 51 имитации сопротивления перемещению каретки, входящего в состав блока 5 имитации внешних воздействий.

Сигнал с выхода сумматора 50,пропорциональный величине усилия, прикладываемого обучающимся к ручке

46 перемещения салазок, поступает на вход узла 52 имитации сопротивления перемещения салазок, входящего в состав блока 5 имитации внешних воздействий.

Блок 8 индикации предназначен для выдачи обучаемому информации о профиле обрабатываемой детали, ошибках, допускаемых обучаемым, продолжительности выполнения обучаемым упражнения, а также выдаче обучаемому указаний по правильному управлению органами станка.

Блок 8 индикации .ложет быть представлен двухлучевой электронной трубкой 53 и световым табло 54, в качестве которых могут быть приняты соответствующие элементы устройства-прототипа. Узлы 13-15 объединены в блок 55 лоделирования злектропривода.

Устройство работает следующим образом.

Пусть необходимо на токарно-винторезном станке модели 16 К 20 получить односторонний кс Г,с со следующими параметрами: высота конуса

200 тл, наибольший и наименьший диаметры соответственно 78 и 68 мм, допускаемая шероховатость поверхности не более Дц = 2,5. Заготовка точная отливка, имеющая форму конуса, материал — сталь углеродистая фз = 90 кгс/мм, резец прямой проходной, оснащенный пластинкой иэ твердого сплава Т 15 К 5,(P

60, СР 30, g = 5, г = 1,0 мч, заданная. стойкость резца 90 мий

Эти данные сообщаются инструктором обучаемому, который должен определить и обеспечить рациональный режим резания, соответствующий глубине резания, равной 1,0 л л, 1051558

10 подаче, равной 0,2 ьм/об, частоте вращения шпинделя, равной 630 об/мин.

Задача обучающегося состоит в определении рационального режима резания, установке рукоятки переключения коробки скоростей н положение, соответстнуюшее 630 o6/мин шпинделя, установке заданной глубины резания

1,0 мм у одного конца заготонки, осуществлении процесса обработки конуса методом двух подач, выдерживая продольную подачу не более 0,2 мм/об и обеспечивая постоянную глубину резания, равную 1 мм.

При включенном устройстве на экране электронно-лучевой трубки 53, 15 входящей н состав блока 8 индикации, формируется изображение проФиля заготовки, подлежащей обработке, и снетлого пятна, положение которого соответствует положению вершины резца относительно профиля заготовки.

Формирование профиля изображения заготовки и светлого пятна в предлагаемо устройстве происходит аналогично фоомированию этих изображений в устройстве, принятом за прототип.

Для контроля обучающегося за вы-полнением рационального режима реза-.ния инструктор, воздействуя через блок 10 задртчиков, устанавливает ручки потенциометрон элементов памя ти 26-29, входящих в состав задатчикон 24 режима обработки, н положения, пропорциональные заданным значениям твердости материала, частоты вращения шпинделя, подачи и глубины резания соответственно.

С помощью рукоятки 19 установки частоты вращения шпинделя, входящей в состан блока 1 органов ручного управления станка, обучающийся уста- 40 навливает выбранную им частоту вращения шпинделя. При этом напряжение с выхода блока 2 датчиков перемещения, соответствующее поло. кению рукоятки 19 установки частоты вращения 45 шпинделя, поступает на вход узла 13 моделирования коробки скоростей, где преобразуется в напряжение, величина которого пропорциональна выбранной частоте вращения шпинделя.

Далее с помощью кнопочной станции

21,, входящей в состав блока 1 органов ручноаго управления станка, обучающийся включает электродвигатель главного привода. После включения рукоятки 20 управления фрикционной муфтой с выхода блока 2 на вход блока 14 поступает напряжение, сигнализирующее о подключении шпинделя к коробке скоростей.

При этом узел 14 под действием 60 напряжения, поступающего íà его вход с выхода узла 13 и пропорционального выбранной частоте вращения шпинделя, напряжения, поступающего :.на его вход с выхода блока 2 датчиков пере- 65 мешения,сигнализируюшего о подключении шпинделя к коробке скоростей, и напряжения, поступающего -на его вход с кнопочной станции 21, соответствующего включению электродвигателя главного привода, Формирует на своем выходе напряжение, пропорциональное частоте вращения шпинделя, В случае ошибочных действий обучающегося, заключающихся, н переключении скорости при включенной функциональной муФте, напряжение с выхода узла 15 выявления переключения скоростей поступает на вход ключа 41, на вход которого поступает также напряжение с выхода узла 14 моделирования вращения шпинделя, В результате действия этих двух напряжений ключ 41 на своем выходе вырабатывает напряжение и подает его на световое табло 54, которое сигнализирует об ошибке в переключении скоростей, допущенной обучающимся.

Одновременно с этим узел 38 напряжение, пропорциональное частоте вращения шпинделя и поступающее на его вход с выхода узла 14 моделирования вращения шпинделя, сравнивает с напряжением, пропорциональным заданному значению частоты вращения шпинделя и поступающим на его. вход с элемента 27 памяти, входящего в состав.задатчика 24 режима обработки. При несоответствии частоты вращения шпинделя ее заданному значению узел 38 на своем выходе формирует напряжение, поступающее на вход ключа 42. При этом ключи 42-44 находятся в открытом состоянии, так как на их коммутирующие входы поступает напряжение с элемента 29 памяти, входящего в состав задатчика 24 режима обработки. Это же напряжение с элемента 29 памяти посту пает на вход инвертора 37, поэтому напряжение, сформированное на его выходе, закрывает ключи 33 и 34.

Напряжение с выхода ключа 42, сигнализирующее об ошибке, допущенной обучающимся в выборе частоты вращения шпинделя, поступает на световое табло 54, которое индицирует упомянутую ошибку

При воздействии обучающегося на ручку 45 перемещения каретки и ручку

46 перемещения салазок напряжения на выходах блока 2 изменяются пропорционально соответственно углу поворота ручки 45 перемещения каретки и углу поворота ручки 46 перемещения салазок. Напряжения с блока 2 поступают на входы блока 3 моделирования перемещения рабочего органа, где преобразуются в напряжения, величина которых пропорциональна соответственно величине перемещения каретки и величине перемещения салазок

Воздействуя на ручку 45 перемещения каретки и ручку 46 перемещения салазок, обучающийся управляет глубиной резания и подачей сооТ ветственно. Чри этом нелинейHhl0 элемент 22 по напряжению, поступающему на его вход с выхода блока 3 моделирования перемещения рабочего органа и пропорциональному величине перемещения каретки, фоомиоует в соответствии с заданным профилем 10 заготовки на своем выходе напряжение, пропорциональное положению поверхности обрабатываемой заготовки.

Сумматор 23 напряжение, поступающее на его вход с выхода нели- 15 нейного элемента 22 и пропорциональное положению поверхности обрабатываемой заготовки, вычитает из напряжения, поступающего на его вход с выхода блока 3 моделирования перемещения рабочего органа и пропорционального величине. хода салазок, и в соответствии с полученной разностью формирует на своем выходе напряжение, пропорциональное глубине резания, Узел 39 напряженке, пропорциональное глубине резания и поступающее на его вход с выхода блока 16 определения параметров резания, сравнивает с напряжением, пропорциональным заданному значению глубины резания .и поступающим на его вход с элемента 29 памяти, входящего в состав задатчика 24 режима обработки. Чри несоответствии глубины резания ее заданному значению узел 39 на своем выходе формирует напряжение, поступающее на вход ключа 43.

Напряжение с выхода открытого ключа 43„ сигнализируищее об ошибке, 40 допущенной обучающимся в выдерживании глубины резания, поступает на световое табло 54, которое индицирует указанную ошибку.

Узел 40 напряжение, пропорцио- 45 нальное подаче и поступающее на его вход с выхода блока 4 моделирования скорости перемещения, сравнивает с напряжением, пропорциональным заданному значению подачи с поступающим íà его вход с элемента 28 памяти, входящего в состав задатчика 24 режима обработки. При несоответствии подачи ее заданному значению узел 40 сравнения на своем выходе формирует напряжение, поступающее на вход ключа 44. Напряжение с выхода открытого ключа 44, сигнализирующее об ошибке обучающимся ,с выдерживании подачи, поступает на световое табло 54, которое индицирует О указанную ошибку.

Таким образом, на табло 54 индицируются ошибки, совершаемые обучающимся при обработке детали, что позволяет ему вовремя скорректировать. вон управляющие воздействия и найти рациональный режим обработки улетали.

Одновременно с этим определитель

47 поодолт ной составляи11ей силы резания по напряжению, пропорциональному твердости материала, поступающему с элемента 26 памяти, напряжению, пропорциональному подаче, поступающему с блока 4, и напря.ения, пропорциональному глубине резания, поступающему с выхода блока 16, формирует на своем выходе напряжение, величина которого пропорциональна величине усилия прикладываемого обучаю1т1имся к ручке 45 для преодоления продольной составляющей силы реза ния. Это напряжение с выхода определителя 47 поступает на сумматор 49, который суммирует его с напряжением, поступающим на его вход с выхода блока 4, пропорциональным скорости перемещения каретки. Напряженке с выхода сумматора 49, пропорциональное величине усилия, прикладываемого обучающимся к ручке 45, поступает на вход узла 51 имитации сопротивления перемещению каретки.

Аналогично определитель 48 по на— пряжению, пропорциональному твердости материала, поступающему с элемента 26 памяти, входя11его в состав эадатчика 24 режима обработки, напряжению, пропорциональному подаче, поступающему с блока 4, и напряжению, пропорциональному глубине резания, поступающему с выхода блока 16, формирует на своем выходе напряжение, величина которого пропорциональна величине усилия прикладываемого обучающимся к ручке 46 для преодоления поперечной составляющей силы резания.

Это напряжение с выхода определителя

48 поступает на сумматор 50,который суммирует его с напряжением, поступающим на его вход с выхода блока 4, пропорциональным скорости перемещения салазок. Напряжение с выхода сумматора 50, пропорциональное величине усилия, прикпад ваемого обучающимся к ручке 46, поступает на вход узла

52 имитации сопротивления перемещению салазок.

Следовательно, усилия, прикладываемые обучающимся к ручкам перемещений каретки и салазок изменяются в соответствии с изменением глубины резания, подачи и твердости материала обрабать1ваемой заготовки.

1редлагаемое устройство позволяет отрабатывать первоначальные навыки управления станком. Так как обучение происходит беэ опера ции обработки детали, то инструктор не залает режим обработки. Поэтому отсутствие напряжения на выходе элемента 29 памяти приводит к появлению на выходе инвертора 37 напряжения, открывающего клю1051558

13

14 чи 33 и 34, и блок 7 выявляет неточности при обегании резцом заданного профиля детали в том же порядке, как и в устройстве, принятом за прототип.

При этом ключи 42-44 ввиду отсутствия: на их входах напряжения, снимаемого с элемента 29 памяти, закрыты.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным позволит оГ>учающемуся значительно быстрее приобрести навыки управления металлорежущим станком при обработке детали и определить наиболее рациональный режим обработки °

Экономический эффект от использования изобретения может быть получен за счет ускорения процесса обучения и снижения затрат на обучение рабочих.

1051558

I

I

1 (! (I

3 фие. 2

17 !

l

I

1 !

1

I

Составитель A. Карлов

Редактор A. Курах Техред Т.Маточ. .а Корректор A-Тяско

Заказ 8673/49 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретения и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4