Система управления приводом подач зубофрезерного станка

 

1. СИСТЕМА. УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ПОДАЧ ЗУБОФРЕВЕРНОГО СТАНКА, работающегй по методу обкатки, содержащая датчик тактовой точки, логический блок с запоминакядим устройст .вом, коммутатор, соединенный с приводом подачи, отличающаяс я тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки она снабжена датчиком момента касания , генератором импульсов, схемой И, схемой сравнения, tib-триггером. счетчиком периода импульса подачи и счетчиком ширины импульса подачи, в качестве датчика тактовой точки использован установленный в цепи деления станка преобразователь оборота звена-этой цепи в периодический сигнал, с периодом в целое число раз меньшим периода оборота.заготовки , причем выход этого преобразователя соединен со счетным входом счетчика периода импульса подач, вход сброса соединен с выходом датчика момента касания, а выход соединен параллельно с входом логичесI кого блока, входом сброса счетчика ширины импульса подачи и первым вхо (Л дом триггера, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, прямой выход - с коммутатором, а инверсный выход - с первым входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом счетчика ширины импульс а подачи, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход кото-, рой соединен с выходом запоминающего устройства логического блока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) () 1) 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M A8TOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3712744/25-08 (22) 05.01.84 (46) 07.08.85. Бюл. Ф 29 (72) С.Б.Фраймович И М.Г.Рохман (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина и Вильнюсский станкостроительный завод им. 40-летия Октября (53) 621.91(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 726745, кл. В 23 F 5/20.

Авторское свидетельство СССР

У 729928, кл. В 23 F 5/20.

Авторское свидетельство СССР

У 729929, кл. В 23 F 5/20. (54)(57) 1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ПОДАЧ ЗУБОФРЕЗЕРНОГО СТАНКА, работающего по методу обкатки, содержащая датчик тактовой точки, логический блок с запоминающим устройством, коммутатор, соединенный с приводом подачи, о т л и ч а ю щ а ив с я тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки она снабжена датчиком момента касания, генератором импульсов, схемой

И, схемой сравнения, )(Ь -триггером, (SI)4 В 23 Q 15/00, В 23 F 5/2() счетчиком периода импульса подачи и счетчиком ширины импульса подачи, в качестве датчика тактовой точки использован установленный в цепи деления станка преобразователь оборота звена-этой цепи в периодический сигнал, с периодом в целое число раз меньшим периода оборота. заготовки, причем выход этого преобразователя соединен со счетным входом счетчика периода импульса подач, вход сброса соединен с выходом датчика момента касания, а выход соединен параллельно с входом логичес- . кого блока, входом сброса счетчика ширины импульса подачи и первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, прямой выход — с коммутатором, а инверсный выход — с первым входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом генератора импульсов, а выход — со счетным входом счетчи- ка ширины импульса подачи, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом запоминающего устройства логического блока.

2, Система поп. 1, отличаю щ а я с я тем, что в качестве генератора импульсов использован импульсный датчик линейных перемещений в направлении подачи.

3. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в качестве генератора импульсов использован указанный преобразователь оборота.

1171284

4. Система по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что преобразователь оборота установлен соосно со шпинделем изделия.

5. Системапоп. 1, отлича— ю щ а я с я тем, что преобразователь оборота установлен соосно со шпинделем фрезы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в .зубофреэерных станках, работающих по методу обкатки.

Цель изобретения — повышение точ5 ности и производительности обработки эа счет повышения точности управления и сокращения времени перенастройки.

На фиг. 1 показана структурная схема системы на фиг. 2 — исполнение системы, в котором преобразователь оборота использован также и в .качестве генератора импульсов.

Система содержит встроенные в

1 станок датчик 1 момента касания фрезы с заготовкой и преобразователь -2, соединенные с входами счетчика 3, соединенного с триггером 4 и коммутатором 5. Выход счетчика 3 соединен с входом логического блока 6 и через

20 запоминающее устройство 7 — со схемой

8 сравнения. Генератор 9 через схему

И 10 соединен со счетчиком 11, соединенным с входом схемы 8 сравнения.

Выход счетчика 3 соединен также с вто рым входом счетчика 11, а второй вход схемы И 10 соединен с инверсным выходом триггера 4.

Преобразователь 2 в основном исполнении выполнен с разрешающей способностью (в единицах углового пути шпинделя .изделия), равной удвоенному заданному углу рассогласования передних фронтов импульсов подачи с фазой момента касания. Если, например, значение указанного угла рассогласования не должно превышать

10", то преобразователь 2 может быть выполнен в виде бесконтактного путевого переключателя и вэаимодействующего с ним диска с 18-ю радиальными равнорасположенными по окружности прорезями, установленного на шпинделе изделия. Емкость счетчика 3 при этом принимается равной 18.

Разрешающая способность генератора 9 определяется заданной погрешностью отсчета ширины импульса пода-. чи в единицах линейного пути в нап- равлении подачи.

В исполнении, где ширина импульса подачи отсчитывается в функции вре1 мени, разрешающая способность генератора 9 пропорциональна периоду сигнала, генерируемого им ас

60 где Ь t — период сигнала, с, S и — скорость подачи, мм/мин.

Следовательно, частота периодического сигнала на выходе генератора

9 должна превышать значение

60- АБ .Емкость счетчика 11 должна соответствовать максимальной действующей подаче на оборот заготовки, заданной технической характеристикой станка.

Еслн, например, с = -д--Ер-ю мконкретном исполнении погрешйость отсчета ширины импульса подачи не должна превышать 0,01 мм, максимальная подача на оборот заготовки 10 мм/об, то при одном импульсе подачи за оборот заготовки и скорости подачи, например, равной 60 мм/мин, частота сигнала генератора 9 должна быть

1171284

Sn и, 3 n J 7 д

55 равна 199 Гц, а емкость счетчика

11 — не менее 1000.

В исполнениях, где в качестве генератора 9 использован преобразователь линейного пути, выполненный, например, в виде встроенного в механизм подачи импульсного датчика линейного пути, его разрешающая способность и емкость счетчиКа 11 определяется в соответствии с.ука- щ эанными выше соображениями. А если система охватывает два или три направления подачи, то в станок встраивается соответственно два или три таких преобразователя, по одному на каждое из направлений.

В исполнениях, где преобразователь 2 использован также и в качестве генератора 9, его разрешающая способность определяется заданной погрешностью отсчета ширины импульса подачи. Если преобразователь установлен соосно j-му звену цепи деления станка и он выполнен в виде диска с 3 радиальными прорезями, то д его разрешающая способность в единицах линейного пути будет определяться соотнонением где и и n — частоты вращения соответственно фрезы и j-го звена, соосно которому установлен преобразователь 2, (об/мин), п

i = — -, 3 — количество периодов и

J сигнала на выходе преобразователя 2 за оборот j-ro звена цепи деления.

Емкость счетчика 3 при этом опре- 40 деляется соотношением

- = - к/1)

В конкретном примере исполнения на станке модели В01 преобразователь

2 выполнен в виде бесконтактного выключателя BKi и взаимодействующего с ним диска с десятью радиальными прорезями, установленного на делительный червяк. 50

При S> 60 мм/мин, п = 240 об/мин

Z< = 60 и передаточном отношении делительной червячной передачи 1/60, — 1,0

ЬБ — — "— —. - = 0,025 мм

8п п, .

I = j Z/i =600

В этих исполнениях разрешающая способность зависит от i и изменяj y ется с изменением и„, а в случаях, когда преобразователь устанавливается на шпиндель изделия или делительный червяк, и с изменением Z поэk тому J назначается по верхнему предельному значению пт и по нижнему предельному значению Z „„„ц, . В случае, когда преобразователь 2 устанавливается на звене, расположенном в ветви фрезы цепи деления, счетчик 3 выполняется с переменной емкостью, перенастраиваемой с изменением.

Каждое из исполнений имеет свою область применения.

Так, исполнение с отсчетом ширины импульса подачи функции времени не требует встройки в станок преобразователей пути, но на его точность влияет жесткоть механической характеристики двигателя подач, податливость механизма подач и зазоры в кинематической цепи. Такое исполнение, в связи с этим применимо в универсальных станках общего назначения нормальной точности„ а также в станках, эксплуатирующихся в настоящее время в промышленности.

Исполнение с преобразователями линейного пути в качестве генератор

9 применимо в станках с ЧПУ и высокой точностью исполнения, где преобразователь 2 использован также в качестве генератора 9, а также может применяться в специальных станках, где диапазоны регулирования n и 2 к узки.

Система работает следующим образом.

Привод подачи станка, модернизи рованный или построенный для осуществления импульсного режима работы, перемещает салазки или каретку со скоростью подачи S значение котои рой должно быть не менее значения

1 обеспечивающего заданное технической характеристикой станка верхнее предельное значение действующей подачи на оборот заготовки, но не более такого, при котором при минимальной длительности импульса подачи обеспечивается нижнее заданное значение действующей подачи на оборот изделия — 30 мкм. Минимальная длительность импульса t опре"сни деляется суммарной длительностью переходных процессов трогания и оста" нова салазок.

1171284

Скорость подачи, определяемая минимальной длительностью импульса, вычисляется по формуле

3 мин

S (1)

"и мии

В большинстве случаев полученное; таким образом значение обеспечивает получение верхнего предельного значения действующей подачи на оборот заготовки по технической характеристике станка

2 к мокс (2)

А м кс

В тех случаях, когда одно значение Я не обеспечивает весь диапазон регулирования S>, можно разбить его по 2-3 поддиапаэона, для каждого из которых определяют значение S по той же формуле.

При настройке станка на обработку конкретного зубчатого колеса в систему вводится предвычисленный закон регулирования подачи в процессе обработки в запоминающее устройство 7.

Вводится набор значений ширины импульсов подачи, а логический блок 6 настраивается на ту последовательность, в которой эти значения выпол,няются, Закон регулирования определяет такое изменение действующей подачи на оборот заготовки на участках врезания и выхода,,при котором затрачи. валосЬ бы по возможности меньше времени на обработку изделия и при этом станок не перегружался, стойкость фрезы не снижалось, а качество изделия соответствовало требованиям.

В более простых случаях, например при обработке червячных колес радиальным врезанием, закон регулирования подачи представляет собой набор значений ширины импульсов подачи, выполняемых последовательно одно за другим. В других, более сложных случаях, например при обработке пакета цилйндрических зубчатых колес с выступающими ступицами, закон может содержать значения ширины импульсов или их сочетания, многократно повторяемые. Если запоминающее устройство содержит резервную память, новый закон регулирования подачи можно вводить в перекрываемое время, т. е. во время работы станка.

10 го колеса, после чего управление возвращается к схеме циклового управлес

55 ния, которая завершает цикл и возвращает все узлы станка в исходное поло20

После ввода и контроля введенного значения регулирования и настройки станка может быть начата обработка изделий. После установки заготовки и включения сигнала, схема управления осуществляет привод и переключение с ускоренного на рабочий ход и передает управление системе управления приводом подач. С началом движения . преобразователь 2 и генератор 9 начинают формировать периодические сигналы и.подают их на счетные входы счетчиков 3 и 11.

Салазки или каретки до момента касания фрезы с заготовкой перемеца-,,ются без остановок. В момент касания датчик 1 дает сигнал сброса в счетчик 3, совмещая таким образом передние фронты импульсов подачи с фазой момента касания. Счетчик 3, в свою очередь, в тактовой точке выдает команды: в логический блок 6 — на перенос кода ши1 ины импульса подачи иэ запоминающего устройства 7 в схему 8 сравнения и в счетчик 11 на сброс и, следовательно, на начало отсчета ширины импульса подачи. Текуцее значение (код) на выходе счет-. чика 1 l передается поразрядно в схему 8 сравнения и в момент его совпадения с заданным значением схема

8 сравнения подает через RS-триггер

4 команду на размыкание коммутирующего устройства 5 и, следовательно, на останов салазок, а также через схему И команду счетчику 11 на зап— рет счета периодов периодического сигнала от генератора 9. В момент, когда счетчик 3 отсчитает полный оборот шпинделя изделия (или период импульса подачи) он выдает команду на замыкание привода подач, т. е. на формирование переднего импульса подачи, а также на перенос заданного значения ширины следующего импульса подач в схему 8 сравнения и на ращрешение счета в счетчик 11, Так последовательно выполняется весь заданный закон регулирования подачи, т.е. производится обработка зубчатожение для начала следующего цикла.

1171284

Фиг.2

ioñòàâèTeëü В.Алексеенко

Техред Л.Микеш Ко,-ектор И. Эрдейи

Редактор А.Сабо

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4782/15 Тираж 838 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5