Система управления металлорежущим станком

Авторы патента:

B23Q15 - Автоматическое управление подачей, скоростью резания или положением инструмента и(или) обрабатываемого изделия (программное управление G05B 19/00,например числовое программное управление G05B 19/18)[3]

Изобретение относится к устройствам для управления металлорежущим станком. Цель изобретения - уменьшение колебаний скорости съема припуска на конечном этапе процесса обработки , сокращение и стабилизация времени исполнения команды управления на прекращение обработки (отвод инструмента ) , уменьшение погрешности фор- a, обработанной поверхности, возникающей при выходе инструмента из контакта с заготовкой. Изобретение оснащено прибором 1 активного контроля размеров и содержит блок 2 управления толщиной срезаемого слоя, который связан с блоком 3 управления перемещением быстродействующей опоры 4, вьтолненной на базе пьезокерамического преобразователя микроперемещений . Блок управления толщиной срезаемого слоя содержит схему 5 измерения скорости съема припуска, узел 6 уставок значений скорости съема припуска с дифференциальным усилителем, ячейку 8 памяти, датчик или задатчик 9 частоты вращения заготовки, интегратор 10, спусковое устройство 11, набор электронных ключей 7, управляемых формирователями команд прибора активного контроля. Причем, первый вход интегратора через управляемый . ключ соединен с выходом дифференциального усилителя, вход которого подключен к выходу схемы измерения скорости съема припуска, второй вход интегратора соединен с выходом схемы измерения скорости съема припуска через последовательно соединенные управляемый ключ, ячейку памяти и датчик (задатчик) частоты вращения заготовки , а выход интегратора через спусковое устройство соединен с входом блока управления перемещением быстродействующей опоры. 3 ил. с б (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

С I1 (19) (11) А1

2 7 (51.)4 В 23 () 15/00 г фЯ(гtpэп;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3948767/25-08 (22) 27.08.85 (46) 07.06.87. Бюл. 1(- 21

r (?1) Всесоюзный заочный машиностроительный институт и Государственный подшипниковый завод Р 20 (72) Ю.Л.Николаев, 10.À.Øà÷íåâ, В.Д.Водяник, Г.П.Кокоулин и А.Г.Ер. шов (53) 62! .91 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 791503, кл. В 23 Q 15/00, 1980. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМ СТАНКОМ (57) Изобретение относится к устройствам для управления металлорежущим станком. Цель изобретения вЂ” уменьшение колебаний скорости съема припуска на конечном этапе процесса обработки, сокращение и стабилизация времени исполнения команды управления на прекращение обработки (отвод инструмента), уменьшение погрешности фор1ы обработанной поверхности, возникающей при выходе инструмента из контакта с заготовкой. Изобретение оснащено прибором 1 активного контроля размеров и содержит блок 2 управления толщиной срезаемого слоя, который связан с блоком 3 управления перемещением быстродействующей опоры

4, выполненной на базе пьезокерамического преобразователя микроперемещений. Блок управления толщиной срезаемого слоя содержит схему 5 измерения скорости съема припуска, узел 6 уставок значений скорости съема припуска с дифференциальным усилителем, ячейку 8 памяти, датчик или задатчик

9 частоты вращения заготовки, интегратор 10 спусковое устройство 11, набор электронных ключей 7, управляемых формирователями команд прибора активного контроля. Причем первый вход интегратора через управляемый ключ соединен с выходом дифференци- с

Cl ального усилителя, вход которого подключен к выходу схемы измерения скорости съема припуска, второй вход интегратора соединен с выходом схемы измерения скорости съема припуска через последовательно соединенные уп- 2 равляемый ключ, ячейку памяти и датчик (задатчик) частоты вращения заготовки, а выход интегратора через спусковое устройство соединен с входом блока управления перемещением. быстродействующей опоры. 3 ил.

1 131

Изобретение относится к автоматическому контролю .и управлению процессом механической обработки, в частности, на операциях врезного шлифования цилиндрических деталей.

Цель изобретения вЂ” повышение точности размеров и геометрической формы обработанных деталей путем управления толщиной среэаемого слоя, а также за счет стабилизации времени срабатывания при достижении заданного размера.

На фиг.l представлена функциональная схема системы; на фиг.2 вЂ” схема спускового устройства; на фиг.3вЂ” диаграмма работы.

Система состоит из прибора 1 ак. тивного контроля размеров, включающего блок формирования команд управления станком, блока 2 управления толщиной срезаемого слоя, блока 3 управления перемещением регулируемой опоры 4. Блок 2 управления толщиной срезаемого слоя включает схему 5 измерения скорости съема припуска, дифференциальный усилитель 6 с узлом уставок, набор 7 управляемых ключей, ячейку 8 памяти, датчик (задатчик) 9 частоты вращения заготовки, интегра. тор 10 и спусковое устройство 11.

Спусковое устройство II (фиг.2) состоит из управляемого усилителя, выполненного на элементах DAI, VDI, RI R3 и содержащего один транслирующий вход Rl для передачи управляющего сигнала с выхода интегратора

10 на управляющую опору и управляющий вход VDI, и пороговой схемы сравнения, содержащей амплитудный детектор R4...R6, VD2, VD3, Cl и компаратор DA2, один вход которого (неинвертирующий) подключен через делитель напряжения R4, R5 к интегратору, а второй (инвертирующий) вЂ” к выходу амплитудного детектора Сl. Вход +, VD2 предназначен для возможного управления от реле времени,. запускаемого в момент достижения заданного размера с формирователя окончательной команды прибора активного контроля.

В последнем случае реле времени настраивается на интервал времени, равный одному обороту, по завершении которого на вход подается напряжение отрицательной полярности.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи набора

7 разомкнуты и шлифование осущест5237 2

55 вляется с помощью механизма поперечной подачи станка. На выходе блока 2 управляющий сигнал отсутствует, регулируемая опора 4 неподвижна и находится в исходном положении. По сигналу предварительной команды прибора I активного контроля замыкается верхний по схеме ключ 12, соединяющий вход интегратора 10 с выходом диффе- ренциального усилителя 6. Одновременно по этой же команде механизм поперечной подачи станка останавливается, и шлифование осуществляется эа счет перемещения опоры 4, подающей деталь на шлифовальный круг. Скорость перемещения опоры задается выбором уставки усилителя 6 и постоянной времени интегратора 10. На усилителе 6 значение уставки сравнивается с измеренным значением скорости съема припуска на выходе схемы

5.„ в результате чего скорость изменения сигнала на выходе блока 2 корректируется так, чтобы скорость съема припуска поддерживалась постоянной.

При достижении заданного размера с выхода прибора 1 выдается сигнал на прекращение обработки, Ключ 12 размыкается, а ключ 13 замыкается.

В результате в ячейке 8 памяти запоминается значение скорости съема припуска в момент выдачи команды на прекращение обработки. В зависимости от записанного в ячейке памя ги значения скорости съема припуска задается определенная скорость изменения сигнала на выходе. интегратора 10, обеспечивающего посредством блока 3 перемещение опоры в обратном направлении в течение последнего оборота с линейным изменением до нуля толщины срезаемого слоя. Так как частота вращения заготовки может быть различной, то скорость перемещения опоры в обратном направлении зависит также от величины сопротивления R датчика (эадатчика) 9. Спусковое устройство

Il обеспечивает пропорциональную передачу сигнала с интегратора на выход блока 2 в режиме управления толщиной срезаемого слоя и скачкообразное изменение сигнала по завершении последнего оборота заготовки, что обеспечивает отскок управляемой опоры.

Спусковое устройство работает следующим образом, До момента завершения последнего оборота управляющий вход постоянно

3 13152 закрыт, так как к диоду VD1 приложено обратное напряжение. При этом работает только транслирующий вход, в результате чего на выходе управляемого усилителя присутствует сигнал, пропорциональный выходному сигналу интегратора. По этому сигналу происходит перемещение опоры при шлифоваа нии: с прямой подачей на деталь вЂ” на чистовом этапе и с обратным перемеще-10 нием по линейному закону вЂ” в течение последнего оборота. По завершении последнего оборота на управляющий вход поступает сигнал прямой полярности, в результате чего на выходе 15 устройства происходит скачкообразное изменение выходного сигнала. По этому сигналу происходит отскок управляемой опоры от детали и прекращение процесса резания. 20

Работа пороговой схемы сравнения формирующего сигнал управления иллюстрируется на фиг.3. Кривая а соответствует сигналу на инвертирующем входе компаратора и повторяет выходной сигнал с интегратора с коэффициентом передачи К = R5/(R4 + R5), Кривая d - счетная с выхода амплитудного детектора С1 до момента времени соответствует моменту до выдачи команды на окончание процесса обработки и повторяет входной сигнал с меньшим тангенсом угла наклона за счет наличия диода VD2 и резистора 35

R6. Учитывая, что после момента времени t имеет место линейное уменьше1 ние сигнала на выходе интегратора, а напряжение на выходе амплитудного детектора остается практически неизменным, то в момент t> равенства напряжений на выходах компаратора происходит скачкообразное изменение полярности выходного сигнала компаратора, что приводит к переключению 45

37 4 управляемого усилителя. Длительность интервала (С, t> j устанавливается равной времени одного оборота с помощью R5.

Формула изобретения

Система управления металлорежущим станком, содержащая прибор активного контроля размеров, включающий блок формирования команд управления станком и блок управления перемещением регулируемой опоры с пьезокерамическим преобразователем перемещений, предназначенной для взаимодействия с деталью, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности размеров и геометрической формы обработанных деталей, система снабжена блоком управления толщиной срезаемого слоя, содержащим схему измерения скорости съема припуска, узел уставок значений скорости съема припуска с дифференциальным усилителем, ячейку памяти, датчик частоты вращения заготовки, интегратор, спусковое устройство, набор ключей, управляемых с выхода блока формирования команд управления прибора активного контроля размеров, причем первый вход интегратора соединен через управляемый ключ с выходом дифференциального усилителя, вход которого подключен к выходу схемы измерения скорости съема припуска, второй вход интегратора соединен с выходом схемы измерения скорости съема припуска через последовательно соединенные управляемый ключ, ячейку памяти и датчик частоты вращения заготовки, а выход интегратора через спусковое устройство, состоящее из управляемого усилителя и пороговой схемы сравнения, соединен с входом блока управления перемещением регулируемой опоры.

1315237

Редактор В.Петраш

Заказ 2253/14

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

r «ю

I (Р

Составитель В.Алексеенко

Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Тираж 786 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Система управления металлорежущим станком

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для управления процессом реза131я на металлорежущих станках с числовым программным управлением (ЧПУ) в условиях гибкого автоматизированного производства

Устройство для управления позиционирующим механизмом // 1313650

Изобретение относится к технике управления позиционирующими механизмами

Способ автоматической подналадки инструмента и устройство для его осуществления // 1313649

Изобретение относится к обработке резанием, в частности к автоматическому управлению настройкой инструмента

Устройство для измерения сил резания // 1313648

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследовании процесса координатного протягивания круглых, шлицевых и фасонных отверстий при разработке новых конструкций приспособлений и режущего инструмента, например для координатного протягивания и исследований износа

Токарный патрон // 1313647

Изобретение относится к станкостроению , в частности к устройствам контроля положения детали в токарных патронах

Способ управления процессом элеваторной обработки шариков // 1313646

Изобретение относится к станкостроению , в частности к способам обработки шариков

Устройство для автоматического управления процессом установки координат исполнительного органа станка // 1310169

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для установки координат исполнительных органов станков

Устройство адаптивного управления станком // 1308449

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в сверлильных и гидрокопировальных металлорежущих станках

Способ доводки отверстий // 1308448

Изобретение относится к станкостроению и .может быть использовано на доводочных операциях при обработке отверстий , напри.мер, в прецизионных деталя.х дизельной топливной аппаратуры

Система управления для остановки шпинделя в определенном угловом положении // 1308185

Изобретение относится к системе остановки шпинделя в заданном угловом положении, в частности к системе для остановки определенной точки на шпинделе в любом из двух заданных угловых положений

Способ оптимизации процесса механической обработки с последующим автоматическим обеспечением заданной износостойкости режущего инструмента и качества формирования поверхностного слоя и устройство для его осуществления // 2104143

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом механической обработки деталей в станкостроении и может быть использовано для назначения, автоматического выбора и поддержания оптимальных режимов обработки на автоматизированном станочном оборудовании, обеспечивая выпуск деталей с заданными параметрами, определяющими эксплуатационные характеристики готовых изделий, и заданную износостойкость режущих инструментов, дискретно восстанавливая их геометрию после каждого рабочего прохода

Способ управления приводом поступательных перемещений // 2106950

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам управления приводом машины

Станок для шлифования тормозных колодок с автоматической коррекцией износа шлифовального круга // 2108220

Изобретение относится к области машиностроения и металлообработки и может быть использовано в шлифовальных станках с принципами адаптации и самонастройки

Контроллер для станков с чпу // 2108900

Изобретение относится к средствам оптимизации металлорежущих станков с ЧПУ

Способ диагностики токарных станков по параметрам точности и устройство для его осуществления // 2123923

Устройство управления точностью обработки деталей // 2124419

Изобретение относится к области металлорежущего оборудования, и, в частности, к обработке деталей с высокой точностью на токарных станках

Способ механической обработки нежестких осесимметричных деталей и устройство для его реализации // 2130360

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при автоматизации токарной обработки нежестких деталей с применением систем автоматического управления

Станок для обточки колесных пар без демонтажа их с железнодорожного транспортного средства // 2130361

Изобретение относится к металлорежущим станкам, а именно к токарным станкам для обточки колесных пар, преимущественно электровозов и тепловозов без их демонтажа

Делительная машина для изготовления периодических штриховых структур, преимущественно дифракционных решеток (варианты) // 2130374

Устройство автоматического управления точностью токарного станка // 2130826