Устройство автоматической коррекции размерной настройки токарных многоинструментальных станков с системой чпу

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к устройствам для автоматического управления положением инструмента для размерной настройки многоинструментальных станков с ЧПУ, предназначенных для применения и в составе гибких автоматизированных производств и робототехнологических комплексов. Цель изобретения - повышение точности и надежности размерной настройки путем осуш,ествления контроля за предельным износом каждого режуш.его инструмента после его смены и возможности обновления первоначальной информации о положении инструмента в регистре начального уровня износа. Измерение фактических отклонений вершины резца осуцхествляется путем касания резца электроизолированной аттестационной площадки . При касании резца аттестационной площадки разрывается цепь интерполяторисполнительный механизм. Оставшиеся импульсы поступают через логический блок на вычитающий вход счетчика импульсов, где вычисляется величина и знак коррекции для данного резца. Вычисленная величина поступает в блок многоадресной оперативной памяти, в котором хранится до поступления новой величины коррекции резца. Введение блока технологических команд системы ЧПУ позволяет подавать в предлагаемое устройство команды о начале и конце измерительного цикла, в результате чего устраняются ложные включения устройства и повышается надежность его работы. Введение блока памяти номера инструмента системы ЧПУ синхронизирует работу устройства с работой системы ЧПУ. Введение второго блока многоадресной оперативной памяти , триггера управления, арифметико-логического устройства, задатчика величины износа, третьего блока многоадресной оперативной памяти, первой схемы сравнения, триггера и блока сигнализации позволяет задавать и контролировать величину максимально допустимого износа каждого инструмента многоинструментальной наладки. Дополнительное введение регистра и второй схемы сравнения позволяет вести контроль за инструментами после их замены в связи с износом или поломкой. 2 ил. i сл оо О5 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН 511 4 В 23 Q 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3930398/25-08 (22) 12.07.85 (46) 07.04.87. Бюл. № 13 (72) В. Н. Черепанов и В. В. Алагуров (53) 621.9.08 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1020205, кл. В 23 Q 15/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ

КОРРЕКЦИИ РАЗМЕРНОЙ НАСТРОЙКИ

ТОКАРНЫХ МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАНКОВ С СИСТЕМОЙ ЧПУ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для автоматического управления положением инструмента для размерной настройки многоинструментальных станков с ЧПУ, предназначенных для применения и в составе гибких автоматизированных производств и робототехнологических комплексов. Цель изобретения — повышение точности и надежности размерной настройки путем осуществления контроля за предельным износом каждого режущего инструмента после его смены и возможности обновления первоначальной информации о положении инструмента в регистре начального уровня износа. Измерение фактических отклонений вершины резца осуществляется путем касания резца электроизолированной аттестационной площадки. При касании резца аттестационной

„„SU„„1301647 А1 площадки разрывается цепь интерполяторисполнительный механизм. Оставшиеся импульсы поступают через логический блок на вычитающий вход счетчика импульсов, где вычисляется величина и знак коррекции для данного резца. Вычисленная величина поступает в блок многоадресной оперативной памяти, в котором хранится до поступления новой величины коррекции резца. Введение блока технологических команд системы ЧПУ позволяет подавать в предлагаемое устройство команды о начале и конце измерительного цикла, в результате чего устраняются ложные включения устройства и повышается надежность его работы. Введение блока памяти номера инструмента системы ЧПУ синхронизирует работу устройства с работой системы ЧПУ. Введение второго блока многоадресной оперативной памяти, триггера управления, арифметико-логического устройства, задатчика величины износа, третьего блока многоадресной оперативной памяти, первой схемы сравнения, триггера и блока сигнализации позволяет задавать и контролировать величину максимально допустимого износа каждого инструмента многоинструментальной наладки. Дополнительное введение регистра и второй схемы сравнения позволяет вести контроль за инструментами после их замены в связи с износом или поломкой. 2 ил.

1301647

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для автоматического управления положением инструмента для размерной настройки многоинструментальных станков с

ЧПУ, предназначенных для применения их в составе гибких автоматизированных производств (ГАП), робототехнологических комплексов (РТК), работающих по безлюдной технологии.

Цель изобретения — повышение точности и надежности размерной настройки путем осуществления контроля за предельным износом каждого режущего инструмента после его смены и за счет возможности обновления первоначальной информации о положении инструмента в регистре начального уровня износа.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — размерная схема аттестации резца.

Устройство содержит датчик положения режущей кромки инструмента в системе координат станка, который выполнен в виде электронного ключа 1, служащего для замыкания и размыкания электрической цепи резец 2 — аттестационная площадка 3 и блокировки импульсов управляющих команд системы ЧПУ 4 к исполнительным приводам 5 станка. Исполнительные приводы 5 служат для перемещения суппорта (не показан) по двум координатам. Подвижным контактом электронного ключа 1 является резец 2, установленный в сменном резцедержателе 6, который расположен в гнезде резцовой головки 7 суппорта. Неподвижным контактом является электроизолированная аттестационная площадка 3, расположенная в рабочей зоне станка. Входом электронного ключа 1 является выход интерполятора 8 системы ЧПУ 4, а выходы подключены: первый к логическому блоку 9, второй и третий к исполнительным приводам 5 станка. Логический блок 9 служит для управления работой счетчика 10 импульсов и занесения информации в первый блок 11 и второй блок 12 многоадресной оперативной памяти. Первым входом логического блока 9 является первый выход электронного ключа 1, вторым входом первый выход блока 13 технологических команд, а третьим — выход интерполятора 8 системы ЧПУ 4. Выходы логического блока 9 подключены: первый — к второму входу счетчика 10 импульсов, второй— к второму входу первого блока 11 многоадресной оперативной памяти и к третьему входу первого триггера 14 управления. 3адатчик 15 величины уставки служит для записи в счетчик 10 импульсов величины, равной перемещению, заданному в кадре измерительного перемещения. Счетчик 10 импульсов предназначен для счета и вычитания из записанного числа количества управляющих импульсов, поступающих после подачи команды о начале измерительного

10 !

2 перемещения блоком 13 технологических команд системы ЧПУ 4 до размыкания цепи интерполятор 8 — исполнительный привод 5. Входами счетчика 10 импульсов являются выход задатчика величины уставки 15 и первый в <ход логического блока 9. Первый блок 11 многоадресной оперативной памяти предназначен для долговременного хранения информации о величине и знаке отклонени» фактического положения режущей кромки каждого аттестуемого резца от его номинального (расчетного) положения. Первым входом первого блока 11 многоадресной оперативной памяти является выход счетчика 10 импульсов, вторым входом — второй выход логического блока 9. Выход первого блока 11 многоадресной оперативнэй памяти через устройство 16 ввода коррекции подключен к входу блока 17 коррекции системы ЧПУ 4.

Устройство 16 ввода коррекции предназначено для ввода величины и знака коррекции в блок 17 коррекции только при наличии определенного сигнала программы.

Второй блок 12 многоадресной оперативной памяти предназначен для долговременного хранения информации о величине и знаке отклонения фактического положения режущей кромки каждого аттестуемого резца от его номинального (расчетного) положения при его первоначальной установке (первый измерительный цикл). Входы второго блока

12 многоадресной оперативной памяти подклк>чены: третий — к выходу счетчика 10 импульсов, второй — к выходу триггера

14 управления. Триггер 14 управления предназначен для управления занесением первоначальной погрешности фактического положения вершины резца относительно расчетного во второй блок 12 многоадресной оперативной памяти. Второй вход триггера

14 управления подключен к второму выходу блока 13 технологических команд системы

ЧПУ 4. Первый вход второго блока 12 многоадресной оперативной памяти подключен к выходу блока 18 памяти номера инструмента системы ЧПУ 4. Блок арифметико-логического устройства 19 предназначен для вычисления фактического износа режущей кромки каждого аттестуемого резца

2. Входами блока арифметико-логического устройства 19 являются выход счетчика 10 импульсов и выход второго блока 12 многоадресной оперативной памяти. Задатчик

20 величины максимально допустимого износа служит для записи в третий блок 21 многоадресной оперативной памяти величины максимально допусгимого износа на каждый аттестуемый резец 2 (запосится вручную до начала обработки) . Первая схема 22 сравнения предназначена для выдачи сигнала в триггер 23 при превышении величиной фактического износа аттестационного резца 2 его максимально допустимой величины. Входами первой схемы 22 сравнения являются выход третьего блока 21 мно1301647

55 з гоадресной оперативной памяти и выход блока арифметико логического устройства 19.

Второй триггер 23 предназначен для запоминания информации о недопустимом износе инструмента и блокировке работы интерполятора 8 системы ЧПУ 4. Входом второго триггера 23 являются выход первой схемы 22 сравнения. Блок 24 сигнализации предназначен для оптической сигнализации о необходимости замены инструмента. Входом блока 24 сигнализации является выход триггера 23. Регистр 25 предназначен для хранения номера инструмента, величина фактического износа которого превышает максимально допустимую. Входами регистра 25 являются выход блока

18 памяти номера инструмента системы ЧПУ

4 и выход триггера 23. Вторая схема 26 сравнения предназначена для выдачи сигнала на триггер 14 управления при совпадении номера инструмента, записанного в регистре 25, и номера инструмента на выходе блока 18 памяти номера инструмента системы ЧПУ 4. Входами второй схемы 26 сравнения являются выход регистра 25 и выход блока 18 памяти номера инструмента системы ЧПУ 4.

Устройство работает следующим образом.

Резцедержатель 6 с закрепленным в нем резцом 2 устанавливается и фиксируется в гнезде резцовой головки 7 суппорта. Для определения величины и знака погрешности положения вершины инструмента в управляющую программу работы станка включают программный цикл измерения, во время которого резец 2 по управляющей программе перемещается из исходной точки О к электроизолированной аттестационной площадке 3. Программный цикл измерения состоит из двух измерительных перемещений последовательно по координатам Х, Z.

Расчетные величины теоретического положения вершины резца относительно измерительных поверхностей аттестационной . площадки ХрZ с помощью задатчика 15 величины уставки заносятся поочередно в блок 10 счетчика импульсов. Блок 13 технологических команд снимает блокирующий сигнал с электронного ключа 1 и с логического блока 9. Резец 2 начинает подход к электроизолированной аттестационной площадке 3. Величины перемещения по двум координатам задаются в управляющей программе заведомо больше суммы величин расчетного расстояния от исходной точки О до измерительных поверхностей Х,Z, погрешности установки ЛХ, h Z и величин предельного износа ЛХ., AZ. режущего инструмента. Одновременно импульсы с интерполятора 8 системы ЧПУ 4 через логический блок 9 поступают на вычитающий вход счетчика 10 импульсов. При касании резца 2, который является подвижным контактом электронного ключа 1, аттестационной площадки 3, которая является неподвижным контактом электронного ключа электронный ключ замыкает электрическую цепь: резец 2 — аттестационная площадка 3, разрывает цепь: интерполятор 8— исполнительный привод 5, блокируя подачу управляющих импульсов на исполнительные приводы 5. По сигналу - с электронного ключа 1 логический блок 9 блокирует подачу импульсов с интерполятора 8 на вычитающий вход счетчика 10 импульсов.

Оставшиеся импульсы выдаются интерполятором 8 системы ЧПУ 4, но не обрабатываются исполнительными приводами 5. В счетчике 10 импульсов в результате первого цикла измерения остается число, величина которого равна погрешности первоначальной установки инструмента по одной координате

ЛХ или ЛХ. С блока 18 памяти инструмента системы ЧПУ 4 на входы первого

11 и второго 12 блоков многоадресной оперативной памяти подается в закодированном виде номер инструмента, находящегося в рабочей позиции резцедержателя 6. По окончании каждого измерительного перемен ения по команде с блока 13 технологических команд системы ЧПУ 4 электронный ключ 1 и логический блок 9 устанавливаются в исходное положение. При этом логический блок 9 после окончания измерительного перемещения выдает сигнал на запись погрешности ЛХ или AZ фактического положения вершины резца 2 с выхода счетчика 10 импульсов в первый блок 11 многоадресной оперативной памяти и на триггер 14 управления. Если обрабатывалась первая деталь после замены всех инструментов и на триггер 14 управления не поступала команда «Конец программы» с блока 13 технологических команд, то во второй блок

l2 многоадресной оперативной памяти заносится погрешность фактического положения вершины резца 2. По окончании обработки первой детали по выданной команде «Конец программы» триггер !4 управления блокирует запись величины погрешности фактического положения вершины резца 2 во второй блок 12 многоадресной оперативной памяти. По команде от управляющей программы устройство 16 ввода коррекции разрешает ввод величи ibl и знака коррекции в блок 17 коррекции системы ЧПУ 4. Аналогичным образом определяется величина и знак коррекции по второй координате, а также и для остальных резцов, используемых в данной операции обработки. Таким образом, происходит измерение погрешности первоначальной установки инструментов.

При измерении фактического положения вершины инструмента с учетом величины износа работа устройства по определению величины коррекции происходит аналогично измерению погрешности первоначальной установки инструмента. Кроме того, начинает действовать схема, обеспечивающая контроль величины износа инструмента. На вход блока арифметико-логического устройства 19

1301647

Формула изобретения поступают с второго блока 12 многоадресной оперативной памяти величина погрешности первоначальной установки инструмента, а со счетчика 10 импульсов — фактическое значение величины погрешности положения вершины инструмента. Блок арифметико-логического устройства 19 вычисляет разницу между значениями погрешностей и выдает результат на первый вход первой схемы 22 сравнения, на второй вход которой подается величина максимально допустимого износа данного инструмента с третьего блока 21 многоадресной оперативной памяти. В случае превышения величины износа инструмента максимально допустимой, с выхода первой схемы 22 сравнения выдается сигнал на триггер 23. Триггер 23 меняет свое состояние, тем самым блокирует выдачу интерполятором 8 управляющих импульсов, одновременно выдает сигнал в регистр 25 на запись номера инструмента, величина износа которого выше допустимого, а также в блок 24 сигнализации.

Дальнейшая обработка управляющей программы блокируется, а блок 24 сигнализации оповещает о необходимости замены инструмента. После замены неисправного инструмента при обработке цикла измерительных перемещений для замененного инструмента вступает в работу вторая схема 26 сравнения, которая выдает сигнал на триггер

14 управления о необходимэсти перезаписи величины погрешности первоначальной установки инструмента во втором блоке 12 многоадресной оперативной памяти. Триггер 14 управления по командам, поступающим с выхода логического блока 9, выдает команду на запись во второй блок,12 мйогоадресной оперативной памяти.

Таким образом, погрешность первоначальной установки нового замененного инструмента заносится не только в первый блок

11, но и во второй блок 12 многоадресной оперативной памяти.

Тем самым обеспечивается размерная настройка с автоматическим вводом коррекции на многоинструментальных станках с

ЧПУ после замены одного из режущих инструментов в результате износа или поломки.

Устройство автоматической коррекции размерной настройки токарных многоинструментальных станков с системой ЧПУ, включающей интерполятор, вход которого связан с выходом блока коррекции, содержащее датчик положения режущей кромки инструмента в системе координат станка, 5

50 выполненный в виде электронного ключа, подвижным контактом схемы управления которого является инструмент, а неподвижным контактом — электроизолированная аттестационная площадка, расположенная в рабочей зоне станка, соединенные последовательно логический блок, первый блок многоадресной оперативной памяти и устройство ввода коррекции, задатчик величины уставки, связанный со счетчиком импульсор, второй вход которого соединен с выходом логического блока, а выход — с входом первого блока многоадресной оперативной памяти, два выхода электронного ключа соединены с исполнительными приводами, а третий выход электронного ключа связан с логическим блоком, причем выход интерполятора системы ЧПУ связан с входами электронного ключа и логического блока, а вход блока коррекции оистемы ЧПУ связан с выходом устройства ввода коррекции, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности размерной настройки, в него дополнительно введены второй и третий блоки многоадресной оперативной памяти, первая и вторая схемы сравнения, арифметико-логическое устройство, первый и второй триггеры, задатчик величины износа, регистр и блок сигнализации, а система ЧПУ снабжена блоком технологических команд и блоком памяти номера инструмента, причем выход блока памяти номера инструмента системы ЧПУ связан с входами первого блока многоадресной оперативной памяти, второй схемы сравнения, регистра, третьего блока многоадресной оперативной памяти и второго блока многоадресной оперативной памяти, выход блока технологических команд системы ЧПУ связан с входами электронного ключа, логического блока и первого триггера, входы второго блока многоадресной оперативной памяти связаны с выходами счетчика импульсов и первого триггера, а выход — с входом арифметико-логического устройства, второй вход которого, в свою очередь, связан с выходом счетчика импульсов, входы первой схемы сравнения связаны с выходами арифметико-логического устройства и третьего блока многоадресной оперативной памяти, а ее выход — с входом второго триггера, выход второго триггера соединен с входами блока сигнализации, регистра и интерполятора системы ЧПУ, выходы второй схемы сравнения соединены с входами регистра, и первого триггера, вход которого также связан с выходом логического блока, выход задатчика величины износа соединен с входом третьего блока многоадресной оперативной памяти.

1301647

Составитель А. Семенова

Редактор А. Ворович Техред И..Верее Корректор М. Ilo». >

За каз 927/16 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открь1нй

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,