Система автоматического контроля параметров процесса круглого шлифования на станке с программным управлением
К Ф \д ТВ „ союз советсних
СО аЛУ1СтИЧЕСНИХ
ФЕСГУБЛИН цУ У1 (gg)g В 24 В 49/00
ГОСУДАРСТНЕКИЫЙ КОУИТЕТ
11о имБРстенхяч и ОТКРытиям
flPH ГКНТ СССР
Н АВТОРСИС Nf СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4759894/О8 (22) 21 ° 11. 89 (46) 15.01.92. Бюл. Р 2 (75) А.В.Жвирблис, А.И. Огнев, Е.С. Кривопальцев, Г.Я. Зобин и Е.Л.Айэенштат (53) 621.9(О88.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 567593, кл. В 24 В 49/ОО, 1977.
Авторское свидетельство СССР
Р 1391862, кл. B 24 В 49/00, 1988 (прототип). (54) СИСТЕИА ЛВТО 1АТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПАРА11ЕТРОВ ПРОЦГССА КРУГЛОГО
1Ъ1ИФОВАНИЯ НА СТАНКЕ С ПРОГРА. ".-1!ЬИ, УПРАВЛЕНИЕМ (57) Изобретенье относится к станкостроению и может быть использовано на круглошлифовальных и внутришлифоИзобретение относится к станкостроению и может быть использовано на круглошлифовальных и виутринлифовальных станках с программным управлением, оснащенных ЭВ .1.
Известно устройство для автоматического контроля размеров деталей при врезном шлифовании, содержащее измерительную головку с измерительным преобразователем и подключенным к нему вторичньж преобразователем, соединеннья с формирователями команд управления станком на изменение режима обработки и на отвод л фовального круга, а также с дифференцирующей цепочкой, в которой аналоговый сигнал, пропор-, циональпый скорости съема припуска, вальных станках с программным управлением, оснащенных 3Bt1. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей системы, а именно измерение величин абсолютных размеров, скорости съема и постоянной времени. Система снабжена генератором временных интервалов, элементом И, одновибратором, регистрами опорной и текущей величин абсолютного размера, счетчиком временных интервалов, вычитателем, задатчиком порога, компаратором, блоком деления, блоком умножения, регистром скорости съема припуска, а также блоком определения постоянной времени.
Последний содержит второй компаратор, второй и третий блоки умножения, счетЩ чик тактов, первую и вторую ячейки !/ памяти. 1 э. и. ф-лы, 4 ил.
4. формируется с помощью диффереицирующих звеньев.
Недостатком известного устройства является низкая точность определения с скорости съема припуска, которая особенно падает при малой е величине, иэ-за чувствительности к помехам аналоговых дифференцируюп х звеньев.
Устройство не может стыковаться с устройствами СПУ типа ЭВ .t, чем ограничиваются его функциональные возможности.
Известна также систе: а активного контроля размеров и ре.;.мз о:работки деталей при врезном шлифовали,r, принятая эа прототпп, содержащая измери,тельную головку с первич им и",мсои1 7() 5< 9 тс-)1).н!.))f прс, б() лт л(; )1 li<) <. ;)(Ic)I)ti Г(i, «ЕМУ»ТО! ) (Н 1 и " ) - !O..77 Ел <, »1, li;lЯЛ ПРОПОР<()IO):.Л. I (О ."0 СKC))OCTII CЪЕ мл припускл. 10 Н од остатками дл- )to H с) <с г»м! )1 в;(я)эт\. ся чз);и)1 диан; эон измерения lf м:-.лая точность niip»(«ле»ия скоро".7и съема 1<р<п!ускR тлк K( ЭВ11, а также не оо<еспеч. :гает измерен)(я лбсолс)тн(.!х ря-;.-перо)з в широком диапазоне, тлк как настраивается 1п)!<)ь. На 25 один диаметр и поэтому поз»оляет определить всего л)1<<ь тек;тэ() 1 припуск., Таким образом, известная система харлктеризуется ограниченньс !) t функ((ионлльными возможностями, следовательно,3с) ее применение недо<-заточио э&Ь»ктивн)). Цель изобрс те(<ия — ряс(<)прение функциональных Е! 03)10! нос тей. На фиг. 1 изосрлж()нл Ь)ункциональнля сх(.мя систем».; на <,:= г,2 — функц)(онлльнля схема блока с ягоде"е;<ия гостоянной вр м»ни; на с,.(1Г. (— Вре-)ен<)ля диягр;):1МЛ I()tKZfa )(3)f(.P(.ft!
1О пускл; на фиг. 4 — вре)<енная диаграмма 1(ИКЛЛ ОПPQ««,ЕЛ(Н)IЯ Гi Система содер:=..f T схему и. мерения размера детали и »с гм)(ро 7»tm кома(!д на изменение режима отряоотки и на оТВОД ()).П((()ог НИИ ПРЕДВЛРИТС !ЬНОГО И ОКОНЧ,",ТСЛЬНОГО pa3«po(), зл.л»н:.(к в про гр,".. (-к устройства програм)<<<с)г(упрл(<) ения (У1!У). Сх(м 1 вкл)Очлет 1<)1)Н1 1 данных пр»дг 71)(t 50 тельного ра", !»рл, (:;.<Ну 2 дл »,1K оконЧЯТЕЛЬНОГО Р )ВЫМЕР 7 ПОС $ li7h; У11У ре Г)(стры 3 it ф(p()
I:ð0!f(. того, система содержит схему опред»л< 1!«! скорости съема при ных интервалов, выход которого соединен чер(.-:, эле:)ент И 1 и одно»11братор 13 с Т)кодо(1 записи регистра 14 опорной вели» iiii размера и непосредстгснно связан с входом записи регистра 15 текущей всэ(ичигы размера и с входом сброся счетчика 16 вре:(еннь)х интервалов. Выходы регистров 14 и 15 через (()ины данных соединены с входом вычитателя 17, вь)ход которого через и)и.(у данных соединен с пторь)м вхолом первого компяряторя 18, первый нхоц Которого через )<)ину данных с яэан с за" датчиком 19 порога. Б(,(ход выч-.1т=теля 17 также соединен с первым входом блока ".". деления, Второ(вход которого связан с выходом счетчика 1б интервалов, а выход соединен с первым блоком 21 умножения, через нину данных оединен с регистром 22 сксрости съема припускл. Вхс)д записи последчего через с(;ину данн!)х соединен с выходом одновибратора 13, а выход — с УПУ. Системл автоматического контроля также содержит блок 23 опр»делс:ния постоя»ной Време)(и, Вкличлющий второй 24 и тр тий 25 блоки умножения, вто— рои комплрлтор 36 счетчик 27 тактов, нерву)с) 28 и вторуч ?9 ячейки памяти. Вход второго бло;л 24 умножения соединен с регистром 22 скорости съ»(я прииускя и с первь!и входом второго компараторл 26. Вход длнн(лх перво< ячейк)f 28 If(I)tÿòè со.дине» со вторым блоКо;f 24 умноже)п(я. л»ход записи — с УИУ я также с г>ходом сброса счетчика 27 тактов, сч»тный вход которого соединен с генератором 11 времен»В!х и)(тер»алов . Выход н(.р»ой ячейки 28 ил«)<т)(ч»реэ !<)Н)(у данных соединен с «торым Kotfrft!paTnpo t 6, гь()сод которого со цинен с (<:-:од KoTopoA co(. (и)<(ft co счеT(IIIKot4 27 l K т 0 1) . Мл од» ) 01) 0 ) < Я ч е! 1 K ) I 9 и л и Я т и через )))
17 )5 !49 блоком 25 умножения, влгкодом связанным с УПУ. Работа системы осуществляется следующим образом. После ввода измерительной головки 7 по сигналу от устройства программного упрявлення (в схеме связь не показана) на рабочую позицию сигналы от первичного измерительного преобразо10 вателя 8 поступают к второму преобразователю 9, на выходе которого формируется код, пропорциональный величине Э текущего размера обрабатываемо:l дета-. ли. Этот код через шину текущего раз- 15 мера подается на первые входы формирователей 5 и 6 команд, на вторые .входы KoTophlx поступают соответственно . коды с регистров 3 и 4. От YIIY перед началом обработки задаются предварительный и окончательный размеры детали, поступающие в виде кодов через шину 1 данных предварительного размераи шину 2 данных окончательного размера в регистры 3 н 4, и запомина- 25 ются там до окончания обработки. Линии записи в регистры 3 и 4 не показаны как несущественные. Формирователи 5 и 6 команд, являющиеся по су ществу компараторами, постоянно срав- 30 нивают заданные от УПУ уставки с ве личиной текущего размера, поступающей от вторичного преобразователя 9. По.мере обработки детали текущий размер меняется и сначала становится равньач предварительному размеру, хранящемуся в регистре 3. При этом на выходе формирователя 5 появляется команда на изменение режима обработки, например, сникение величины подачи и 40 оборотов детали..",алее текущий размер становится равньи окончательному размеру. При этом на выходе формировате° ля 6 появляетсся команда на отвод шлифовального круга от детали. УПУ осуще-45 ствляет отвод шлнфовального круга от детали и завершает процесс ее обработки. При этом в процессе обработки в УПУ постоянно передается через шину 10 данных величина текущего размера.де- 50 тали. Измерение скорости съема припуска происходит циклически. Временная диаграмма. процесса измерения представлена на фиг. 3. Б некоторый момент времени 55 t» который является началом очередного измерительного цикла, от генератора. 11 на второй вход элемента И 12 поступает рабочий фронт тактового импульса. К этому моменту на первый вх< д элемента И 12 от первого компаратора 18 поступает разрешающий потенциал б Ii > (1 ) . .1 а боч нй фро н r та кто во г о им пул ьса, пр ойдя через элемент 1 1 1 2, поступа ет н а вход одн о в и бра т о ра 1 3, н а в ыходе которого формируется им и ул ь с, который н о с туна е т на вход з а нис и регистра 1 4 опорной н еличи ны ра зм ер а и з апи сыва ет в н ем значение 1 с1, текущего размера на момент с о Этот же импульс сбрасызает счетчик 16 вре ченных интервалов в " )" и. записывает величину скорости съема припуска от предыдущего цикла изме ения в регистре ?1 скорости съема пр»пуска. Кроме того, тактовый импульс от генератора 11 временных интервалов непосредственно поступает на вход записи регистра 15 текущей величины размера. При этом регистр 15 запоминает значение текущего размера (в момент с это с1,). Вычнтатель 17 выдает на выходную шину данных код "О" (с1„-с1 = .)) и "0" поступает на второй вход первого компаратора 18, где сравнивается код нуля с некоторой заранее заданной величиной, хранящейся в задатчике 19 порога на период измерения (способ записи величины порога в задатчик 19 порога несущественный, поэтому не указан) и снимается разрешающий потенциал на первом входе элемента И 12. Так как "1)" меньше порога определения скорости, то первый компаратор 18 выдает "0", который является запрещающим потенциалом длч элемента 11 12. Таким образом, рабочий фронт следующего тактового импульса в момент с через элемент И на вход одновибратора 13 не поступает. Регистр 14 будет хранить значение ñ1О на весь цикл измерения скорости съема припуска, а регистр 15 текущей величины размера записывает в момент с» новое значение текущего размера dq. Вычлтатель производит вычитание d<-d =Ы и выдает значение прироста текущего размера за время Дс=с -со. При этом в счетчик 16 временных интервалов вновь поступает импульс и на выходе счетчика 16 появляется код "1". В момент времени с на в.ссоде вычитателя 17 имеется велпчннз Дd„=d„-d » а на выходе счетчиков 16 — ко.".нчество тактовых импульсов г . 1слнтоль 2". постоянно выполняет операцию д .л .ния 1 7(J50
l:J) И(c "Cка зя. .i Еpl!(7ЕТСЯ В МО".; .»i T;) (.Ма »((! Г »en! ДЭ»(c !IЧ((((cf Л Ь . O i.»((Ь(«аЕТСЛ (J<).1. =ШЕй ЧЕМ ПОРОГ X(c»»(Ч(1Г fCH В Зя датчике 19. Тогда на вь .Одc первого 10 компара Орз 18 появля(тся J:а )решающий CHi ((ЯЛ И Та! ТОЯЫЙ ИМПУХ(ЬС (!OCT)×(cIÊ)(Ц((1 f В МОйс!(T C„„+ J > КО7 О Р!.,((! ЯВЛЯЕТ(Я МОМЕНТОМ t НОВОГО цихця ((Э. сЕРЕ(гня, осуществляет запись. Оч» )одного рс- 15 зул; татя из .:.:Ренин из блокя 7 Умно жения в регистр 22 ско;)с)сти съема црипуска. Зтя -)ехги»и(!а В=(с1 -сг, ) k/n из pt гистря 22 и )ступает в УПУ. Одновреме! .но с этим fBKToBbl(3 Y. .ïtóëf.c c +1, 20 обеспечивает запись нового значения опорной ьеличины р. э»гера В регистр 14 и сбрасывает счетчик 16 вреь(енньгх интервалов. В результате начгнгается следу»о((ггй цикл измерения скорости съема 25 припуска. Порог определения скорости съема прппуска, хранящийся в зчдатчике 19 порога, подбирается в зависимости оТ дискретности первичного преобрязова- 30 -теля 8, реальных допусков при обработке детахги н конкретного временного ит(тервяла ге»(оратора 11 ° Регистр 22 скорости съ(-мя припуска "отслеживает" ее знач »(гге. Если Ьа»с35 тич ская скорость съема припуска не меняется, то код на выходе регистра 22 также не меняется, хотя (;змерительны циклы автоматически следуют друг за другом. Информация о скорости съе40 ма припускя используется в качестг(е сигнала ос>ратной связи при адаптивном увра»)ЛЕ ИИ ItpC I Данная схема определ HHH скорости съема припуска лишена свойственнаlr из-45 Вестиым аняхо! с вым хгифференц»(рующи(! схемам недс статков, I; которым отно-ятСЯ Ч; ВСтВИТОЛЬНОСтЬ К ПО.(еХаМ И ЗиаЧИтельное cii!-.. .О»(((е точности нри малой величине S(„и, таким Образом, обеспе50 чивает пов»гre((tte эх» ктивности адаптивног0 управления с использованием гз(фо()мац»ги î c i; npac Tit съема пр»!пуска . Кром» того, б гагодаря то.(у, что инфорк(а((!»! г(ерс,ястся в числовом коде 55 г,озможно lip»i» е»(с»(! е сис геь(! на станках, упрэ» ляе (I,fx сгт 38. (. Е,ок 23 с.((()сделе»(ия и(стоянной вреhc. li l! ОС) i „ . Tli) (it CT Oil()c, IC)lt, »(Itc !(ОСTc) >i Н вой времени Tp lii. реходно! о процесса .ъемя г(ри((уска. ")тс) производится на пред«,-(рцтельном этапе цгг»-,)гя обработки. ПО си«на.пу УПУ на г(р»(вод ((Одячи (tpeкращаетcB поперс чная подача ((()(и(()овальной б;(бки ft дггх((,((с((((((гг! съом припускя прог(с.хОдит тохг?око за счет сО.(даннОГО на"яга в системе CJJHЦ, причем скорость съема экслоненциально уменьшается. Схема следит за уменьшением скорости съема припуска От :пгачения Sf до значения 0,37 (), следующим образом. С выхода регистра 22 скорости съе; я припускя значение S через шину данных поступает на вход второго блока 24 умножеиия и на первый вход второго компарятора 26. Во втором блоке 24 умножения это значение умножается на постоянный коэффициент 0 37. Полученное значение через шину данных поступает в первую ячейку 78 памяти, на второй вход которой поступает сигнал запуска от УПУ в момент прекращения поперечной подачи шлифовальной бабки. В результате величина 0,37 S и запоминается в первой ячейке 28 памяти на весь цикл определения постоянной времени и поступает далее на второй вход второго компаратора 26. Одновременно по сигналу запуска от УПУ счетчик 27 тактов начинает счет количества интервалов, поступя(ощих к нему от генератора 11 временных интервалов. Код, соответствующий текущему кохп честву временных интервалов, поступает через шину данных на вход дан«ых второй ячейки 29 памяти, а в момент, когда текущая скорость съема припуска становится равной ранее определенной величине 0,37 Яв, с выхода второго компараторя 26 вырабатывается сйгнял для записи количества временных гп(тервялов N во вторую ячейку 29 памяти, Данное значение передается через шину данных в третий блок 25 умножения и умножается в нем на величину тактового интервала Тг,. Полученное значение N T Т, явля»зщееся постоянной времени, поступает в УПУ. Информация О величине Тр совместно с инфоРмаЦней о величине Я,г) испольsyeTcst для адаптивного управления процессом шлифования и для автоматизированного oftpeqe)I< и((я величины оптикгльного прииускя, снимясмого на заключительном этапе цикла обработки. (Остоверность информации повг,(шастся благодаря предлагаемой схеме, предусматрн1И5Г)49 1 вающей счет тактов1.1х интервалон времени, поступающих от генератора 11. Использование предлагаемой с1и.темы по сравнснно с известной системой измерения модели БВ-4761 позволяет по5 высить произвочительность обработки на 30-50Х на станках, управляемых от ЭБ 1. Одновременно повышается точность измерения текущей величины абсо пзт11о- 1О го размера обрабатываемой поверхности. Формула изобретения 1. Система автоматического контро- 15 ля параметров процесса круглого шлифования на станке с программным управлением, вклочающая измерительну1о головку с первичным преобразователем и подклоченным к нему вторичным преобра-20 зователем, выход которого связан с устройством программного управления, а также с формирователями команд на изменение режима обработки и на отвод шлифовального круга, связанными с уст-25 .ройством программного управления, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей она дополнительно снабжена генератором временных интер- ц валов, элементом И, одновибратором, регистром опорной величины размера, регистром текущей величины размера, счетчиком временных интервалов, вычитателем, задатчиком порога, компаратором, блоком деления, блоком умножекия и регистром скорости съема припуска, причем элемент И первым входом связан с выходом ге11ератора временных интервалов, вторым входом — с выходом 4О компаратора, а выходом — с входом одвовибратора, к выходу котор6го подсоединены вход записи регистра опорной величины размера и вход сброса счетчика временных интервалов, регистр 4 опорной величины ра: неpa входо.а данных соединен с вторичным преобразователем, а выходом посредством нины данных — с первым входом вычитателя, второй вход которого через шину данных связан с 1 ре; истром текущей непичнны размера, вход данных которого соединен с вторичным преобразователем, а вход записи — с генератором временных интервалов, выход последнего подкл1очен также к счетному в>-.оду счетчика временных интервалов, «1,1ходом через шину данных подключенного к второму входу блока деления, первым входом соединенного посредством шины данных с вычитателем, через шину данных связанного с вторым входом компаратора, первьй вход которого через шину данных подключен к задатчику порога, выход блока деления посредством ши11ы даннь1х подключен к входу блока умножения, информациочный выход блока умножения подключен к входу данных регистра скорости съема припуска, входом записи соединенного с одновибратором, а выходом посредством шины данных — с устройством программного управления. 2. Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в нее дополнительно введен блок определения постоянной времени, содержащий второй и третий блоки умнож ния, второй компаратор, счетчик тактов, первую и вторую ячейки памяти, причем вход второго блока умножения соединен с регистром скорости съема припуска и с первым входом в горого компаратора, вход данных перI вой ячейки памяти соединен с вторым блоком умножения, а вход записи — с устройством программного управления, а также с входом сброса счетчика тактов, счетный вход которого соединен с генератором aperreííürx интервалов, выход первой ячейки памяти через шину данных соединен с вторым компаратором, выход которого соединен с входом записи второй ячейки памяти, информационный вход которого соединен со счетчиком тактов, выход второй ячейки памяти через шину данных соединен с третьик блоком умножения, выходом связанным с устроиством программного управления. 1)о (,49 Qfl7 цпц вфюю Ф .Ю ФЮЮЮ ЮМАМИ\ All\at Ю 4ЮЗЮВЗЮВ аЮМ Ю ЮВВВ ЮВНЮВ ЮЮЙВ ЮВЮВЙОЮ 323 ЗВФМФ\ Ф р.д и, ! ° га zs 903 =- I l ! (-.с.. Ljgg» ° ф. 5ЬЛ Ю РЩ г ° ВРВ*ЯВ lao М OI%51 ИВ ° вюзи cd ЮЗ ВМЭ 4йг"Ъ Э аФСМИВ 63htlO ФРОИМ &&31 Ю ЗМЮ Og3WFOt ЮВ ФВЙЮ ОЫ, Г. 1705049 HoDblLJ Ц0М изиереноя 1 105() 49 Ци/:, .измеренш. лас лаяннсо Ьре жмо Гр Составитель А,Жвирблис Текр"-д И.Дщ ьи Корректор Л. Пилипенко Редактор И.Еасарда Заказ 156 Тира к Подписное ВШБ!ПН Госу;.арстве ного комитета по изобретениям и открытиям ири ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производст. сино-нэдательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Ф н 
