Устройство для управления копировальным станком

 

Изобретение относится к автоматическому управлению копировальными станками. Цель изобретения - повьшение средней скорости копирования модели за счет увеличения скорости копирования на участках с малыми радиусами кривизны или, изломами. Устройство содержит датчики ошибки копирования и упреждаЕсщих перемещений,блоки вычисления упреждающих и основных перемещений и приводы основных и упреждаюш 1х перемещений. 4 ил.

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4. В 23 35/04 е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4025635/25-08 (22) 24.02.86 (46) 15.07.87. Бюл. ¹ 26 (71) Особое конструкторское бюро станкостроения (72) С.Ф.Гольдшмид и Л.Л.Лившиц (53) 621.91 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 703782, кл. G 05 В 19/18, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОПИРОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению копировальными станками. Цель изобретения — повышение средней скорости копирования модели за счет увеличения скорости копирования на участках с малыми радиусами кривизны или изломами. Устройство содержит датчики ошибки копирования и упреждающих перемещений,блоки вычисления упреждающих и основных перемещений и приводы основных и упреждающих перемещений, 4 ил.

1323341

Изобретение относится к автоматике и может быть использовлно f3 станках, например фрезepных, осуществля— ющих обработку изделий по модели в копировальном режиме, по управляющеи программе в режиме программного управления, а также автоматически синтезирующих управляющую программу в процессе копирования модели для управления измерительными >тяш:тттами, осуществляющими автоматический синтез управляющих программ для станков с ЧПУ.

Цель изобретения — повышение средней скорости копирования за счет уве15 личения скорости копирования на участках гтотзерх!Ости модели с малыми pB-" диусами кривизны или излома.."нт, На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления копировальным станком; на фиг, 2 то >ке, вариант; на фиг. > — диаграмма связи систем координат неподвпжHI>x частей станка> основных перемецений рабочего органа и уттреждающих перемещений датчика ошибки копирования; на фиг. 4 — диаграмма обхода гтрямого угла.

Предлагаемое устройство содержит

tg датчик 1 ошибки копирования, блок 2 вычисления упреждающих перемещений, привод 3 упреждающих перемещений,дат. чик 4 упреждающих перемеце .тй, блок

5 вычисления основных перемещен;тй и привод 6 основных перемещений. Все перечисленные блоки соеди»еН после-. довательно по порядку возрлстантттт их номеров „Кроме того, выход,датчика соединен с вторым входом блока 5, а

gQ выход датчика 4 соединен с вторым выходом блока 2„

В варианте реализации б.чоков 2 и

5 На ЭВИ 7 (фИГ . 2) ГтОСЛЕПНт{Я СОдЕржИТ интерфейсы 8 и 9 ввода., интерфейсы, (10 и 1 1 >3bi>3opa ai iie impeder-.ньй пт>оцeссор 12. Датчики 1 и 4 подсоединены к интерфейсам 8 и 9 соотве,ственно.

Выходы интерфейсов 8 и 9 подключены к входу центрального процессора 12.

Х О

Выход центрального процессора соединен с входом иигерфейсов 0 и 1! вы-. вода. Выходы интерфейсов 10 и !1 соедиттеетьт с входами приводов .> и 6 с о от" ветственно.

Система координа Х, О, У, (фиг.3) совмещена. с корпусом дат ика 1 ошибки е Отклонение изтте1>ительногo нако нечника 13 датчика 1 относительно своего свободного положе>тия, совпадающего с центром корпуса датчика (т. О,), вызванного давлением копира

К на измери-.ельный наконечник, составляет K Х, и ь У, . Корпус датчика

1 перемещается относительно рабочего органа станка, связанного с началом орди ат е ты Х2, 02, У2 с по мощью привода 3 у-преждающих перемещений. Перемещение корпуса датчика 1 относительно рабочего органа станка измеряется с помощью датчика 4 упреждающих перемещений и составляет Ь Х г и тту . Рабочий орган станка перемещается относительно неподвижных частей станка, связанных с системой коор.,тинат Х, 0, У, с помощью привода

6 основных геремещений.

Физическая суть работы устройства заключается в следующем.

Измерительньй наконечник 13 дат— чиха ошибки перемещается вдоль копира К при помощи приводов 6 и 3 Причем привод 6 осуществляет основное перемещение цатчика 1, а привод 3 производит вспомогательное выдвижение корпуса цатчика 1 вперед по направлеттию движения вдоль поверхности ко>тира на в,еттичину радиуса упреждения >,,„. При копировании углов, изломов или участков повсрхности копира с малым радиусом кривизны датчик 1 регистрирует увеличение величины ошибки (>Х,, ЛУ, ) и с помощью сигналов, формируемых блоком ? вычисления упреждающих перемещении, управляет приводом

3 упреждающих ттеремец>ений, Это управ:тение направлено на установку корпуса датчика 1 в точку, лежащую на пересечении траектории,. зквидистантной поверхности копира и отстоящей от него на расстоянии D от центра измерительного наконечника (начальный прижим) и круга с центром в начале коорттиттат О и радиусом, равным радиусу упреждения. Привод 6 основных перемец>ений, управляемьй блоком вычисления основных перемещений, передвигает рабочий орган по траектории существенно большего радиуса, чем та траектория, по которой двигается по копиру измерительттый наконечник датчика 1.

На фиг.4 показатты траектории 14, 15 и 16 рабочего органа станка (т.О ), наконечника 13 и корпуса датчика 1 ошибки копирования (т.0, ) соответственно.

1323341

Ц»

20 (1) », п 2(*сов (o(к + k j )

Я)»

25 (2) V(I,Ifo km(R Ч(<

» sin ((<„+ k, E ), где oc„ - угол копирования;

Ык= arCtg (Х,/67, ); (3) : — ошибка копирования; — А (4) 35 где k Я вЂ” дополнительный угол отклонения вектора V ввоЧ« димый для устранения ошибки копирования;

k, — добротность контура обрат- 0 ной связи по ошибке, зависящая от динамических свойств (риводов и механизмов станка и определяемая обычными методами теории автоматического регулирования;

k — добротность контура об2 ратной связи по величине упреждения, зависящая от динамических свойств приводов упреждающих перемещений и определяемая так же, как и k<, R> — радиус упреждения.

Блок 2 выдает сигналы, рассчитанные по выражениям (1) и (2), на при-: вод 3 упреждающих перемещений.

Увеличение радиуса перемещения рабочего органа позволяет не снижать контурную. скорость перемещения вдоль поверхности копира, что повьппает производительность процесса измерения и всего станка в целом. Уменьшение числа блоков в предлагаемом устройстве по сравнению с известным приводит к упрощению устройства и повышению его надежности.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

По сигналам датчика 1 ((<Х, и (<У<) и датчика 4 ((<Х и ьУ ) блок вычисления упреждающих перемещений производит расчет составляющих вектора

V скорости упреждения:

По тем же сигналам датчиков 1 и 4 блок 5 вычисления основных перемещений производит расчет составляющих вектора V основных перемещений:

»„= А co« f«+ k «in(«< -«„)). (5) ра.

При перемещении по прямой (фиг.4, поз. I) корпус датчика 1 выдвинут на величину радиуса упреждения и неподвижен относительно рабочего органа:

f= 0;

АХ =а;

3 3<< ч(< у2

Рабочий орган станка перемещается по траектории 14 (фиг.4, поз. I траектория эквидистантна к поверхности копира) со скоростью V, при этом о«»

Мр = ак = 90

V», 0;

san((» .< — мк ) = О»

= А) Ч „= А з .п (с + 1сч ° s>n(k — Ы к )) (6) где Ы = агс д(дУ /ЬХ ) — угол рабочего органа;

s zn (oC < — a „) — дополнитensный угол поворота угла рабочего органа, вводимый для вы-. ведения последнего на заданную эквидистантную траекторию; добротность контура обратной связи по установке рабочего органа,определяемая как k и kà»

А — заданная контурная скорость перемещения вдоль копи1323341

Наконечник 13 датчика 1 перемещается со скоростью V по траектории оп

15. Корпус датчика 1 перемещается по траектории 16.

При копировании прямого угла 5 (фиг.4, поз, Ij) возникает копирование E и угол „ изменяется от 90 о до 0 . Блок 2 формирует сигналы

Vx Ч ц „, перемешающие корпус датчика 1 по траектории 16. Так как модуль вектора V, не ограничен величиной А заданной контурной скорости, то корпус датчика 1 "уходит" по траектории 16 вдоль копира быстрее приближения рабочего органа к углу. Это обстоятельство изменяет (уменьшает) угол о Р (фиг.4) и рабочий орган начинает следовать за корпусом датчика

1 по траектории 14, описывая при этом значительно больший радиус,чем корпус датчика 1. Величина этого радиуса пропорциональна величине R „ .

После копирования прямого угла вновь устанавливается статическое состояние (фиг.4. поз. ТП )., 25

dY, = 0

Х,ой )

О; вп (W -, ) V„,„= 0) ес 0 К, = R

ЦП

Техническая реализация предлагаеМого устройства возможна аппаратным способом, т.е. изготовлением схемотехнических средств, решающих в рам ках блока 2 вычисления упреждающих перемещений уравнения (1)-(4) и в рамках блока 5 основных перемещений уравнения (5)-(7).

Возможна и другая реализация с применением 38М (фиг.2), формула и з о б р е т е н и я

:Устройство для управления копировальным станком, содержащее последовательно соединенные датчик ошибки копирования, блок вычисления упреждающих перемещений, привод упреждающих перемещений и датчик упреждающих перемещений, выход которого подключен к второму входу блока вычисления упреждающих перемещений, а также привод основных перемещений, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения средней скорости копирования за счет увеличения скорости копирования на участках с малыми радиусами кривизны, в устройство введен блок вычисления основных перемещений, первый вход которого подкпючен к выходу датчика упреждающих перемещений, второй вход — к датчику ошибки копирования, а выход к входу привода основных перемещений.

1323341

1323341

Составитель З.Алексеенко

Редактор Л.Повхан Техред А.Кравчук Корректор Б.Бутяга

Заказ 2911/18 Тираж 786 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! l3035, Иосква, Ж-35, Рау пская наб., д.4/5

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