Устройство для синхронизации приводов врезания и профилирования зубодолбежного станка

 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к зубодолбежным станкам с ЧПУ для обработки зубчатых колес в условиях обката. Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения одинаковых условий работы второй и третьей задающей координат, за счет сравнивания сигналов - аналогов перемещения продольных столов, которые непрерывно сравниваются в фазовом компараторе и фазовом дискриминаторе. В результате сравнения определяется отстающий стол, и вырабатывается сигнал коррекции, который подается на вход суммирующего усилителя, через другой вход которого проходит сигнал управления отстающим столом. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . » »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н ae»OPC»»OMV СВИДВТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР (61) 1371862 (21) 4378109/31-08 (22) 15.02.88 (46) 23.05.90. Бюл. ¹ 19 (71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола Белоруссии (72) А. И. Голембиевский (53) 621.91 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1371862, кл. В 23 Я 23/10, 1985.

Изобретение относится к станкостроению, в частности к зубодолбежным станкам с ЧПУ для обработки зубчатых колес в условиях обката, и является усовершенствованием yew ройства по авт. св. № 1371862.

Цель изобретения — повышение точности за счет обеспечения одинаковых условий работы второй и третьей задающих координат.

На фиг. 1 показана схема приводов зубодолбежного станка; на фиг. 2 — блок-схема устройства для синхронизации приводов задающих координат; на фиг. 3 — блок-схема устройства для синхронизации приводов для ведомых координат.

Электродвигатель 1 первой задающей координаты, получающий энергию движения от устройства ЧПУ 2 через блок 3 путевого управления, кинематически связан со штосселем 4 долбяка 5.

„„SU„„1565649 А 2 (51)5 В 23 О 15/00, В 23 F 23/10 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ПРИВОДОВ ВРЕЗАНИЯ И ПРОФИЛИРОВАНИЯ ЗУБОДОЛБЕЖНОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к станкостроению в частности к зубодолбежным станкам с ЧПУ для обработки зубчатых колес в условиях обката. Цель изобретения — повышение точности за счет обеспечения одинаковых условий работы второй и третьей задающей координат, за счет сравнивания сигналов — аналогов перемещения продольных столов, которые непрерывно сравниваются в фазовом компараторе и фазовом дискриминаторе. В результате сравнения определяется отстающий стол, и вырабатывается сигнал коррекции, который подается на вход суммирующего усилителя, через другой вход которого проходит сигнал управления отстающим столом. 3 ил.

Первый канал задающей координаты содержит установленный на штосселе 4 круговой импульсный измерительный преобразователь 6, соединенный через усилитель

7 импульсного сигнала с первым счетчиком

8, к которому подключен первый задатчик 9 передаточного отношения. Выход счетчика 8 соединен с блоком 10 задания круговой подачи и вторыми входами первого и второго сумматоров 11 и 12.

Электродвигатель 13 второй задающей координаты, получающий энергию движения от устройства ЧПУ 2 через первый вход третьего суммирующего усилителя 14 и блока 15 путевого управления, кинематически связан с первым продольным столом 16.

Второй канал задающей координаты содержит линейный импульсный измерительный преобразователь 17, установленный яа продольном столе 16 и соединенный че1565649

3 рез четвертый усилитель импульсного сигнала 18 с четвертым счетчиком 19, к которому подключен четвертый задатчик 20 передаточного отношения. Выход счетчика 19 соединен с блоком 21 задания подачи врезания, через первый элемент И 22 с первым входом первого элемента ИЛИ 23 и первым входом первого сумматора 11, выход которого через второй элемент И 24 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 23.

Электродвигатель 25 третьей задающей координаты, получающий энергию движения, от устройства ЧПУ 2, через первый вход четвертого суммирующего усилителя 26 и ! блока 27 путевого управления, кинематичес ки связан с вторым продольным столом 28.

Третий канал задающей координаты содержит линейный импульсный измерительный преобразователь 29, установленный на продольном столе 28 и соединенный через пятый усилитель импульсного сигнала 30 с пятым счетчиком 31, к которому подключен пятый задатчик 32 передаточного отношения.

Выход счетчика 31 соединен через третий элемент И 33 с первым входом элемента

ИЛИ 34 и с первым входом второго сумматора 12, выход которого через четвертый элемент И 35 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 34.

Вторая и третья задающие координаты для обеспечения синхронной работы соединены между собой посредством схемы, включающей фазовый компаратор 36 и третий фазовый дискриминатор 37, первые входы которых соединены с выходом третьего элемента ИЛИ 38, а вторые входы —. с выходом четвертого элемента ИЛИ 39. Первые входы третьего и четвертого элементов

ИЛИ 38 и 39 соединены соответственно через пятый и шестой элементы и 40 и 4! с четвертым и пятым импульсными измерительными преобразователями 17 и 29, а вторые входы — соответственно через седьмой и восьмой элементы И 42 и 43 с четвертым и пятым счетчиками 19 и 31.

Первый и второй входы фазового компаратора 36 соединены с управляющими (потенциальными) входами соответственно первого и второго,ключей 44 и 45. С аналоговыми входами ключей 44 и 45 через третий импульсно-аналоговый преобразователь

46 соединен выход фазового дискриминатора 37. Выход ключа 44 соединен с вторым входом четвертого суммирующего усилителя

26, а выход ключа 45 — с вторым входом третьего сум м и рующего усил ителя 14.

Ведомыми координатами являются делительные столы 47 и 48, установленные соответственно на продольных столах 16 и 28.

Канал первой ведомой координаты содержит второй импульсный измерительный преобразователь 49, установленный на делительном столе 47 и соединенный через второй усилитель 50 импульсного сигнала с вторым счетчиком 51, к которому под5

4 ключен второй задатчик 52 передаточного отношения. Выход счетчика 51 соединен с первым входом первого фазового дискриминатора 53, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 23, а выход — через импульсно-аналоговый преобразователь 54 с первым входом первого суммирующего усилителя 55. Второй вход суммирующего усилителя 55 соединен с блоком 10 задания круговой подачи, его третий вход — с блоком 21 задания подачи врезания, а выход— через первый усилитель 56 мощности с электродвигателем 57 привода первой ведомой координаты.

Канал второй ведомой координаты содержит третий импульсный измерительный преобразователь 58, установленный на делительном столе 48 и соединенный через третий усилитель импульсного сигнала 59 с третьим счетчиком 60, к которому подключен третий задатчик 61 передаточного отношения. Выход счетчика 60 соединен с первым входом второго фазового дискриминатора 62, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 34, а выход через импульсно-аналоговый преобразователь 63 с первым входом второго суммирующего усилителя 64. Второй и третий входы суммирующего усилителя 64 соединены соответственно с блоком 10 задания круговой подачи и блоком 21 задания подачи врезания, а выход — через второй усилитель 65 мощности с электродвигателем 66 привода второй ведомой координаты.

Привод поступательно-возвратного движения гильзы 67 штосселя 4 долбяка осуществляется посредством кулисного механизма 68 от электродвигателя 69.

В качестве электродвигателей 1, 13, 25, 57 и 66 используются высокомоментные машины постоянного тока, позволяющие осуществлять бесступенчатое регулирование круговой частоты при настройке на режим работы.

Функциональная связь штосселя 4 и делительных столов 47 и 48 осуществляется посредством канала первой задающей координаты и обоих каналов ведомых координат.

Эта связь воспроизводит станочное зубчатое зацепление, соответствующее зацеплению долбяка и обрабатываемого колеса, и определяет этап профилирования колес. Передаточное отношение связи устанавливается блоками 9 и 52 для первой ведомой координаты и блоками 9 и 61 для второй ведомой координаты. При этом передаточное отношение задается в виде коэффициента, определяющего соотношение круговой частоты штосселя и круговой частоты делительных столов. Круговая подача обоих делительной столов устанавливается блоком 10.

Функциональная связь этапа врезания между продольным 16 и делительным 47 столами осуществляется посредством канала второй задающей координаты и первой ведо1565649

5 мой координаты. Аналогичная связь между продольным столом 28 и делительным столом 48 осуществляется посредством канала третьей задающей координаты и второй ведомой координаты. Эти связи воспроизводят зубчато-реечные зацепления. Передаточное отношение этих связей устанавливается задатчиками передаточного отношения, которое задается в виде коэффициента, определяющего соотношение круговых частот винтов, соответствующих винтовых передач, через которые осуществляется связь электродвигателей с продольными столами, и круговых частот делительных столов. Круговая подача обоих делительных столов на этапе врезания устанавливается блоком 21.

Устройство работает следук)щим образом.

Первый этап — врезание. По команде

«Ускоренный ход» от устройства ЧПУ 2 включаются электродвигатели 13 и 25 второй и третьей задающих координат. Одновременно на элементы И 40 и 41 подается управляющий потенциал УХ, который открывает эти элементы. Продольные столы 16 и 28 на ускоренном ходу перемещаются в исходную для врезания точку.

Информация о действительной скорости перемещения продольных столов 16 и 28, непрерывно вырабатываемая импульсными измерительными преобразователями 17 и 29, поступает через элементы И 40 и 41 н элементы ИЛИ 38 и 39 на входы фазового компаратора 36 и фазового дискриминатора 37.

В фазовом компараторе 36 происходит сравнение высокочастотных последовательностей импульсов, являющихся аналогами действительных значений ускоренного хода продольных столов по фазе. При сдвиге фаз, т.е. при отставании одного из продольных столов, на выходе фазового компаратора, соответствующем этому столу, сигнала нет, а на выходе, соответствующем опережающему продольному столу, появляется сигнал.

Одновременно в фазовом дискриминаторе

37 сравниваются те же сигналы. С его выхода результирующий сигнал-аналог абсолютной величины отставания одного из столов после преобразования в импульсно-аналоговом преобразователе поступает на аналоговые входы ключей 44 и 45, на управляющий вход одного нз которых поступает сигнал с фазового компаратора 36. В результате сигнал, вырабатываемый фазовым дискриминатором 37, поступает на второй вход или третьего суммируюшего усилителя 14, или четвертого суммирующего усилителя 26 для коррекции путевого сигнала управления отстающего продольного стола.

В итоге продольные столы 16 и 28 перемещаются в исходную для врезания точку синхронно, независимо от возможной неодинаковости условий работы пар трения подвижных узлов.

После перемещения продольных столов

16 и 28 в исходную для врезания точку по команде «Врезание» электродвигатели 13 и 25 переключаются на рабочую круговую частоту, соответствующую движению П продольных столов. Одновременно включается привод поступательно-возвратного движения

П долбяка и электродвигатель 1 первой задаюшей координаты (двидение Вз долбяка), а с элементов И 40 и 41 снимается управляющий сигнал УХ и на элементы И 24, 35, 42, 43 подается управляющий сигнал

ВР, открывающий эти элементы.

Импульсные измерительные преобразователи 6, 17 и 29 соответственно первой, второй и третьей задаюших координат вырабатывают высокочастотные импульсные сигналы, которые, пройдя усилители импульсных сигналов соответственно 7, 18 н 30, поступают в счетчики 8, 19 и 31 импульсов. В счетчиках происходит деление импульсных сигналов посредством сигналов, поступающих от соответствуюших задатчиков 9, 20 и 32 передаточных отношений.

Сигнал с выхода первого счетчика 8 запускает блок 10 круговой подачи и одновременно поступает на вторые входы сумматоров 11 и 12. Сигнал с выхода четвертого счетчика 19 запускает блок 21 подачи врезания и одновременно поступает на первый вход сумматора 11, а сигнал с выхода пятого счетчика 31 поступает на первый вход сумматора 12.

Блок 10 задания круговой подачи и блок 21 задания подачи врезания вырабатывают аналоговые сигналы, которые поступают соответственно на вторые и третьи входы суммирующих усилителей 55 и 64. Попарно складываясь, эти сигналы через усилители 56 и 65 мощности приводят во вращение электродвигатели 57 и 66 приводов делительных столов 47 и 48. В итоге делительные столы получают начальное вращательное движение, состояшее из суммы движений В4 и Bs. При этом движение В4 совместно с движением Вз долбяка образует движение обката, воспроизводящее зубчатое зацепление, а движение В совместно с движением П продольных столов образует движение обката, воспроизводящее зубчатореечное зацепление.

Второй 49 и третий 58 импульсные измерительные преобразователи обеих ведомых координат вырабатывают импульсные сигналы, которые после предварительного усиления в усилителях 50 и 59 поступают в счетчики 51 и 60, где происходит деление посредством сигналов, поступающих от соответствуюших задатчиков 52 и 61 передаточных отношений.

Сигналы с выходов счетчиков 51 и 60 поступают на первые входы соответствующих фазовых дискриминаторов 53 и 62.

На второй вход фазового дискриминатора

53 через элементы ИЛИ 23 и И 24 поступает

8 путевого сигнала управления электродвигателями ведомых координат, вырабатываемого блоком 10 задания круговой подачи.

После профилирования зубчатых колес в течение полного оборота делительных столов на втором этапе по программе долбяк выводится в крайнее верхнее положение и продольные столы на ускоренном ходу отводятся в исходное для повторения цикла положение.

Формула изобретения

Устройство для синхронизации приводов врезания и профилирования зубодолбежного станка по авт. св. Хо 1371862, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены фазовый компаратор, третий фазовый дискриминатор, третий импульсно-аналоговый преобразователь, третий и четвертый суммирующие усилители, тре20 тий и четвертый элементы ИЛИ, пятый— восьмой элементы И, первый и второй ключи, причем первые входы фазового компаратора и третьего фазового дискриминатора объединены и подключены к входу третьего элемента ИЛИ, вторые входы фазового компаратора и третьего фазового дискриминатора объединены и подключены к выходу четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу пятого элемента И, второй вход четвертого элемента ИЛИ

Зо соединен с выходом шестого элемента И, первый вход третьего элемента ИЛИ подключен к седьмому элементу И, второй вход — к восьмому элементу И,первые входы пятого †восьмо элементов И являются управляющими, второй вход пятого элемента И подключен к выходу пятого счетчика, второй вход седьмого элемента И— к выходу четвертого счетчика, второй вход шестого элемента И соединен с выходом пятого усилителя импульсного сигнала, второй вход восьмого элемента И вЂ” с выхо4О дом четвертого усилителя импульсного сигнала, первый и второй выходы фазового компаратора подключены к первым входам первого и второго ключей соответственно, вторые входы которых объединены и через

45 третий импульсно-аналоговый преобразователь подключены к выходу третьего фазового дискриминатора, выходы первого и второго ключей подключены к первым входам третьего и четвертого суммирующих усилителей соответственно, выходы третьего и четвертого суммирующих усилителей подключены к блокам путевого управления соответственно второй и третьей задающих координат, вторые входы третьего и четвертого суммирующих усилителей подключены к устройству ЧПУ.

1565649

7 сигнал с сумматора 1!, равный сумме сигналов счетчиков 8 и 19 первой задающих координат, а на второй вход фазового дискриминатора 62 через элементы ИЛИ 34 и

И 35 поступает сигнал с сумматора 12, рав5 ныи сумме сигналов счетчиков 8 и 31, первой и третьей задающих координат.

В результате сравнения в фазовых дискриминаторах прямых сигналов, поступающих от сумматоров, и сигналов обратной связи, поступающих от счетчиков 51 и

60 ведомых координат, на их выходах обр азуются кор ректирующие сигналы, которые после преобразования в импульсноаналоговых преобразователях 54 и 63 поступают на первые входы суммирующих усилителей 55 и 64, где происходит коррекция путевого сигнала управления электродвигате.пями 57 и 66 ведомых координат.

Одновременно также как и при ускоренном ходе осуществляется синхронизация движений продольных столов 16 и 28. Однако в этом случае на входы фазового компаратора 36 и фазового дискриминатора 37 сигналы о действительных скоростях перемещения продольных столов поступают со счетчиков 19 и 31 через открытые по потенциальным входам элементы И 42 и 43. Таким образом, осуществляется синхронизация движения исполнительных органов на этапе касательного врезания.

Второй этап — профилирование. После завершения врезания электродвигатели 13 и

25 отключаются, и продольные столы 16 и 28 останавливаются. Управляющий сигнал

ВР снимается с элементов И 24, 35, 42 и 43, а на элементы И 22 и 33 йодается управляющий сигнал ПР.

В итоге перестройки схемы вторая и третья задающие координаты отключаются.

Отключаются также блок 21 задания подачи врезания и сумматоры 11 и 12. Движение делительных столов 47 и 48 замедляется, так как прекращается движение В из-за прекращения движения П2 продольных столов.

При продолжающемся согласованном вращении Вз долбяка и В4 делительных столов сигнал со счетчика 8 канала первой задающей координаты поступает на фазовые дискриминаторы 53 и 62 соответственно через элементы И 22 и ИЛИ 23 и через элементы И 33 и ИЛИ 34. В фазовых дискриминаторах происходит сравнение сигналов, соответствующих движениям

Вп и В» задающей и ведомых координат. 50

Корректирующий сигнал с выходов фазовых дискриминаторов после преобразования поступает на первые входы суммирующих усилителей 55 и 64, где происходит коррекция

1565649

1565649

Составитель А. Гришин

Редактор В. Бугренкова Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 1187 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!