Устройство индикации и управления для станков

 

Изобретение относится к области автоматизации технологического оборудования , в частности, металлорежущих станков, работающих с участием оператора. Целью изобретения является повышение производительности оператора за счет автоматизации определения направления перемещения рабочего органа станка. Устройство содержит блок 1 задания программы,датчик обратной связи 2, задатчик 3 (задатчик упреждений), преобразователь 4, блок 5 сравнения координат,цифровое табло 6, блок 7 индикации (блок отображения указаний оператору), вычислительный блок 8, задатчик 9 (задатчик направления отсчета), исполнительный орган станка 10. Устройство позволяет повысить производительность за счет автоматического определения параметров управления и выдачи их в виде указаний оператору на индикаторном табло, что позволяет вести обработку на повьшенных режимах. При этом повьппается точность обработки, упрощается труд оператора, создается возможность для работы операторов более низкой квалификации. 5 нл. § (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,» 2 7112 ш 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3966852/24-24 (22) 31.10.85 (46) 30.01.87. Бюл. У 4. (71) Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (72) Л.К.Шраго, Н.С.-Л.Полякова, Н;И.Решетнев, В.С.Белов и 3.П.Жданова (53) 621. 503. 55 (088. 8) (56) Устройство цифровой индикации

Ф5134. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Киев, 1979.

Устройство цифровой информации, модель JIM31. Фирменный каталог фирмы СОНИ. (54) УСТРОИСТВО ИНДИКАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СТАНКОВ (57) Изобретение относится к области автоматизации технологического оборудования, в частности, металлорежущих станков, работающих с участием оператора. Целью изобретения является повышение производительности оператора за счет автоматизации определения направления перемещения рабочего органа станка. Устройство содержит блок I задания программы,датчик обратной связи 2, эадатчик 3 (задатчик упреждений), преобразователь 4, блок 5 сравнения координат, цифровое табло 6, блок 7 индикации (блок отображения указаний оператору), вычислительный блок 8, задатчик 9 (задатчик направления отсчета), исполнительный орган станка 10. Устройство позволяет повысить производительность за счет автоматического определения параметров управления и выдачи их в виде указаний оператору на индикаторном табло, что позволяет вести обработку на повышенных режимах. При этом повышается точность обработки, упрощается труд оператора, создается возможность для работы операторов более низкой квалификации. 5 ил.

1287112

Изобретение относится к автоматизации технологического оборудования, в частности металлорежущих станков, работающих с участием оператора.

Цель изобретения — повышение производительности оператора за счет автоматизации определения направления перемещения рабочего органа станка и значений упреждений останова при позиционировании.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства индикации и управления; на фиг.2 — структурная схема преобразователя; на фиг.3 — диаграмма работы этого блока; на фиг.4 структурная схема блока сравнения координат; на фиг.5 — структурная схема вычислительного блока.

Устройство (фиг.1) содержит блок

1 задания программ, датчик 2 обратной связи, второй задатчик 3 (задатчик упреждений), преобразователь 4, блок 5 сравнения координат, цифровое табло 6, блок 7 индикации (блок отображения указаний оператору) вычислительный блок 8, первый задатчик 9 (задатчик направления отсчета) и исполнительный орган 10 станка.

Преобразователь (фиг.2) включает первый усилитель 11 и второй 12 усилитель, инвертор 13, первый 14 и второй 15 фазоделители, первый 16 и второй 17 триггеры Шмидта, третий 18 и четвертый 19 инверторы, первый 20, .второй 21, третий 22 н четвертый 23, формирователи, блок 24 элементов И, первый выходной усилитель 25 и второй выходной усилитель 26.

Блок сравнения координат (фиг.4) содержит первый 27 и второй 28 эле" менты 2И-2ИЛИ-НЕ, первые элементы

2И-НЕ 29 — 29, счетчик 30 импульсов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31, второй элемент 2И-НЕ 32, первый 33 и второй 34 элементы 2И, третий 35 и четвертый 36 элементы 2И-2ИЛИ-НЕ, пер" вый сумматор 37, третий 38 и четвертый 39 элементы 2И, пятый 40 и шес. той 41 элементы 2И-2ИЛИ-НЕ, второй 42, третий 43 и четвертый 44 сумматоры.

Вычислительный блок (фиг.5) имеет коммутатор 45, первый элемент ИСКЛЮ"

ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46, арифметико-логический узел 47, первый 48, второй 49, .третий 50 и четвертый 51 элементы сравнения, инвертор 52 и второй элемент

53 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

В качестве датчика 2 обратной связи используется линейный (или круговой) импульсный измерительный преобразователь, связанный с рабочим органом (столом, бабкой и пр.) °

Преобразователь 4 (фиг.3) предназначен для усиления и преобразования синусоидальных импульсов, поступающих от датчика обратной связи 2 в прямоугольные импульсы нужной частоты.

Преобразователь реализует следующие функции:

VÄ=(A А) + (А A) + (А A)+

)g + (A„A") (>)

11 (А А„)+(А А )+(А„ А ) где А, А, — серии импульсов на выхо3 де блока 24 элементов И;

Ц, U — серии импульсов на выходе усилителей 25 и 26, 4-кратные по отношению к серии А, А и 20кратные по отношению к входным сериям А„,А

А, А — серии импульсов, инверсные по отношению к сериям А, А

А,, А — серии коротких импуль

4 сов, сформированные из рий Aç

А, А„ — серии коротких импульсов, сформированные из рий А, А

Блок. 5 сравнения координат предназначен для сравнения координаты действительного положения рабочего органа (текущей координаты с заданной по программе) . Блок 5 сравнения в каждый данный момент определяет разность А — А, где А — заданная координата, А — текущая координата.

Табло 6 предназначено для индикации текущей координаты. Оно построено на 7 сегментных светоизлучающих диодах зеленого цвета, Поступающая на вход табло 6 информация А - А

50 преобразуется здесь в семисегментный код и воздействует на индикаторы.

Величина, нндицируемая на табло б, представляет собой расстояние до цели, уменьшающееся до 0 по мере при55 ближения к точке позиционирования.

Блок 7 индикации выполнен в виде табло с мнемонической схемой, отображающей стрелками, в которых размещены светодиоды, все возможные направле3 12871 ния перемещения рабочего органа, а также ступени упреждений.

Вычислительный блок 8 предназначен для определения направления перемещения и координат точек снижения скорости.

Направление перемещения рабочего органа определяется как функция

Sign(A — A-) и коррекции направле— ния отсчета, заданного на задатчике 10

9. Координаты точек снижения скорости вычисляются как функция (A -A-)-а; О, где А — заданное по программе значение координаты; А; — текущее значение координаты; а — величина упреждения, заданная на задатчике упреждений.

Поступающая в вычислительный блок

8 из блока 5 сравнения координат (фиг.1) функция А — А представляет 20 собой в каждый момент п-разрядное число, где старший разряд определяет знак этой функции, а мЛадшие — величину, В вычислительный блок 8 информация знакового разряда числа 1 А — A,l поступает на вход коммутатора 45 и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46, а информация младших разрядов — на входы арифметико-логического узла 47. Получив такую информацию, блок вычисления осуществляет выделение знака и абсолютной величины 1 A — А l ..

Выделенный знак функции А — А,l поступает на вход элемента ИСКЛЮЧИ3ЩЕЕ ИЛИ 53, на второй вход которого из блока 9 подается при необходимости команда об изменении направления перемещения (сигналом низкого уровня) ° Скорректированный сигнал направ- 40 ления перемещения с выхода элемента

И 52 (прямой, инверсный — с элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 53) поступает на входы блока 7 индикации, где попадает на индикаторы направления по оси Х 45 в соответствии с принятой в станке системой координат.

Решение задачи выделения абсолютной величины функции fA — А (обеспечивается подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов на управляющие входы V, M арифметико-логического узла 47. Если величина (А, — А,- положительная, на управляющие входы Vä,M через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46 и коммутатор 45 поступает сигнал низкого уровня. При этом формируется такая комбинация всех

12 4 управляющих сигналов V„ М, С, при которой арифметико-логический узел

47 решает задачу F=B,, так что на выходах Р получаем величину, поданную на входы, т.е. А — А, . Если величина (А — А, отрицательная, то на управляющие входы 1 11 арифметико †логическо узла 47 поступают сигналы высокого уровня. При этом формируется такая комбинация всех управляющих сигналов V М, С, при которой решается задача У=В+А. Таким образом на выходах узла 47 получаем абсолютную величину отрицательного числа А — A l,поданного на входы В. з

Абсолютная величина функции А ;

А- поступает на входы элементов 48т

51 сравнения (по числу упреждений), на входы которых подаются величины заданных упреждений. На элемент 48 сравнения подается величина первого упреждения а, на элемент сравнения

49 — упреждение а, на 50 — а и на

51 — величина упреждения точной остановки а

В процессе перемещения рабочего органа величина А — AT уменьшается.

Когда она станет равной величине и первого упреждения а, на выходе. А=

B" элемента 48 сравнения появится сигнал, команда на подключение светодиода (на фиг.3 не показан) табло к низкочастотному источнику питания, чтобы он горел мигающим светом. Сигнал с выхода "А В" "подхватывает" предыдущую команду на светодиод.

По мере перемещения на выходах элементов 49 и 50 сравнения появляются сигналы в момент достижения рабочим органом координат упреждения а и а э . Эти сигналы аналогично выI ходным сигналам элемента 48 сравнения подают команду на включение мигающим светом следующих светодиодов.

Наконец, по достижении координаты упреждения точной остановки а„ (обычно несколько дискрет) элемент 51 сравнения с выхода "A=B" подает команду на отключение светодиодов от низкочастотного источника и подключение к постоянному источнику питания системы е

Устройство работает следующим образом.

В блоке 1 задания и задатчиках 9 и 3 набирается программа обработки детали.

5 1287)

По команде Пуск" с пульта станка в систему вводится первый кадр программы. При этом на цифровом табло 6 индицируется расстояние до цели, а на блоке 7 индикации загорается стрелка, конкретно указывающая оператору необходимое направление перемещения рабочего органа.

В процессе перемещения рабочего органа 10 с анка в направлении стрелки lO блока 7 индикации датчик 2 обратной связи, связанный с рабочим1 органом

3, выдает информацию о действительном положении рабочего органа.

Информация измерительного датчика в виде двух серий, сдвинутых на 90 квазисинусоидальных импульсов А и А поступает на вход преобразователя 4.

Эти импульсы после предварительного усиления на усилителях 11 и 12 20 (фиг.2) и инвертирования серии А» поступают на входы резисторных фазоделителей 14 и 15. Здесь происходит деление входных импульсов по фазе, так что на выходе фазоделителей получаем пять серий импульсов, сдвинутых на 36 . Эти серии формируются с по-, мощью элементов 16 и 17, на выходе которых получаем прямоугольные импульсы серий Аз .и А пятикратной час- 30 тоты по отношению к входным.

Далее они инвертируются и по переднему и заднему фронтам обеих серий формируются короткие импульсы.

После преобразований на выходе элементов И 24 получаем импульсы четырехкратной частоты по отношению к сериям А и А . Они усиливаются в усилителях 25 и 26 и на выходе преобразователя получаем две серии пря- 40 моугольных импульсов U u U двад1 и цатикратной частоты по отношению к входным. Таким образом, при шаге шкалы измерительного датчика 20 мкм получаем дискретность измерительной системы 1 мкм.

После преобразования в преобразова-. теле 4 (фиг.1) информация с рабочего органа поступает на вход блока 5 срав- нения координат. На другой вход блока

5 сравнения от блока I задания программы поступает программируемая величина координаты точки позиционирования. Блок 5 сравнения непрерывно определяет разность между заданной и текущей координатами А и А . Эта инфорз мация поступает на вход табло 6. цифровое табло 6 индицирует расстояние

12 6 до цели, уменьшающееся до 0 по мере приближения к точке позиционирования.

Одновременно информация с блока 5 сравнения поступает на вход вычислительного блока 8, который на протяжении всего кадра подтверждает направление перемещения и вычисляет координаты точек снижения скорости соответственно заданным на задатчике упреждений 3 величинам упреждения а,, а

1 У а и точной остановки а . Информация

3 4 с вычислительного блока 8 поступает на блок 7 индикации.

В процессе перемещения, когда рабочий орган достигает координаты первой ступени упреждения, раздается короткий звуковой сигнал и начинает мигать первый светодиод табло (не показано) блока 7 индикации. По этому сигналу оператор снижает скорость перемещения.

Далее по мере приближения к цели рабочий орган достигает координаты второй ступени упреждения. Раздается второй звуковой сигнал и начинает мигать второй светодиод (первый светодиод продолжает мигать) . Оператор вновь снижает скорость. Аналогично в точке третьей ступени упреждения раздается короткий звуковой сигнал и мигают все три светодиода. Оператор подводит исполнительный орган к точке позиционирования на ползучей скорости. Когда раздается четвертый сигнал, все три светодиода горят постоянно, не мигая. По этой команде оператор прекращает перемещение исполнительного органа.

В точке позиционирования с выхода блока 5 сравнения на вход блока 1 задания с регулируемой выдержкой времени поступает обратный сигнал на смену кадра программы. Команду на смену кадра может подавать также и оператор с пульта управления. Отработка последующих кадров программы происходит аналогично описанному.

Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность за счет автоматического определения параметров управления и выдачи их в виде указаний оператору на индикаторном табло, что позволяет вести обработку на повышенных режимах. При этом повышается точность обработки, упрощается труд оператора, создается воз можность для работы операторов более низкой квалификации.

1287112

Фор мула из обретения

Устройство индикац ;и и управления для станков, содержащее датчик обратной связи, соединенный входом с исполнительным органом станка, а выходом — с входом преобразователя, подключенного выходом к первому входу блока сравнения координат, связанного первым выходом с входом блока задания программы, вторым входом — с выходом блока задания программы, а вторым выходом — с входом цифрового табло, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности оператора за счет автоматизации определения направления перемещения и упреждения останова рабочего органа станка, в устройство введены два задатчика, вычислительный блок и блок индикации, подключенный входом к выходу вычислительного блока, связанного первым входом с вторым выходом, блока сравнения, вторым входом — с выходом первого задатчика, а третьим входом — с выходом .второго задатчика.

1287112

1287112

Редактор К.Волощук Техред Л,Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7715/50 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная,4