Система автоматического управления положением инструмента металлорежущего станка
О П И С А Н И Е 323766
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства )№
Заявлено 10.V1.1970 (№ 1455692>25-8) М. Кл. 6 05Ь 19/00 с присосдинением заяькн №
Приоритет
Комитет по делам изосретеиий и открытий при Совете Мииистров
СССР
УДК 62-503.55(088.8) Опубликовано 10.Х11.1971. Б!оллетень ¹ 1 за 1972
Дата опубликования описания 10.11.1972
Лвтop sI изобретения
В. С. Васильев, В. Г. Зусман, И. А. Вульфсо
М. С. Городецкий, Г. В. Бронштейн и E. Р. Гор
Экспериментальный научно-исследовательский инс металлорежущих станков
AR
ЕП;
4 . .
Заявитель
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ
И НСТРУМЕНТА МЕТАЛЛОРЕ)КУЩЕГО СТАНКА
Известны системы автоматического управления положением инструх!е)!та металлорежущепо станка, выпо IHetнные в виде блока управления перемещением инструмента по двум координатам с заданием и!!!формации в цифровом коде.
Недо!Стат(коз! этих систем является то, что мно10 времени уходит на составление Tlpoграммы обработки и особенно в тех слу !аях, когда )сопфигурация заготовки и детали требует многопроходн<ой черновой обработ-! ки. При этом, поми<мо xtcëoæíåtHIIt5I программировани!я пз-за неооходимос и расчета каждого чернового прохо(да, увеличн<ваютс51 дл ина !ipovp а,. >пмь), а с;1 е<дОВа тел ы10, и ко 1! Iчесгво В О:3в!0>киьlх ОHI I! Оок и 131)(."мя н1тОГраммпрова,ния.
Для сокращения объема программы и времен!и програм<мирован>ия в предлагаемую систему введены соединен!ные последовательно блск для о<п!ределения положения инструмента в начале каждого чернового прохода, блок сравнения действительного положения инструмента с за<даHtHQH программой и блок заноз!ина!ния положения инструмента в мотмснт встречи его с заданным программой окончательныв1 че!рновым контуром детали, выхо ды которых соединены с блоком управления, обеспечи ва!Ощип! требуемую последователыГос) I> работы всех блоков.
С целью исключения программирования пр дварител! ных !ерновых 1!роходов, кроме послед((него, при обработке деталей пз заго1 ОВОК, H2j)3,ÆI(ÛC Oi j>23 < iOiili!P ПОВЕРХНОСТИ
1(отор!(х непараллельны осям координатных
:IСРЕ >1ЕЩЕН Ий, В CIIC I Ã>i < ВВСДЕНО М(. ТРОIГСТВО для измерен)!я cII TO!3010 парил е i p2 резания, В." ОД КОTОP ОГО СОСД1!НСН (. IIHtCTj)T 2 3 I>I Х 0 д — — (. 0 Л СК О 3 3 П !)
10 112 ф!!г. 1 изсбражсl!2 бг!Ок-схема îlll!cû-!
32 с — OOP 2 02 1 Ы В а Е3!251 Д,."Г;l.! 1,, 13:-! Р11:! i КОН фИГ i P <,!11111
i1)IIII . 3 — - To:!((., дР31011 132;>вант I(i)H,()III vtj)<1I!!1Il Е >.
15 Спетt>м 2 2 H t 0 >i I I i!2c ci>>0! управ.!ен пя I31(1IoIIj)51>!0) ГОЛЬ 3,1О и!tII КОI!Т1<РНУ!О систем<у (блок) 1 11 .tc1013010 % Il j) 213, 1001151, коТо >ая обссHi ÷i122c I Ilcpcмещенпс рабочего органа с II»>cTj>xi!C<итом в соогветствпи с за20 данной программой по двум осям (!координатам1, одна из которых, например 1, направлена таким образом, что перемещение и!иструмента в ссответствии с заданной програмз!Ой по двум осям вдоль этой oñè изме25 няет глубину обработк<и (для обработки на токарном станке такой ос!.!о является ось, направлснная по радиусу заготовки). Кроме того, имеются бло!к, > для Определения поло)кения инстр1 мснта в начале каждого
30 чернОВOГ(> проход l с у IСTом равм:р2 3 1го323766 товки (например, для токарных станков диаметра заготовк!И), заданной глубины резания и номера прохода; блок 4 сравнен}!я действительного или определенного ог!Охов! д положения иенс!румента с положением, заQa(HIIbl(3I программой, и блок 5 запоминания положения }!нстру13!е нта в момент II3cгре !и сто нри перемещении но оси 3 с заданным программой окончательным черновым кон !}у,Роъ} Дета}и (с НРипУ скоь} н2 чис1 Ов 10 00iP 2- 10
"отку ) .
Ьлок-схе ма вк;!!Очает в себя у!с!ро!!ство 5 для измерения силового параметра резания.
После чистового прохода дета !ь (!pill . 2 и 3) имеет окончательный контур i, à после последнего чернового прохода — окончательный черновои конгур 8. На фиг. 1 и 8 ооозначеыы также заданная глуоина резан}} я
РадиУс заготовки У„„, кооРдина,!ы }.ь
Л,..., Л} и У,, У,..., У; окончательного чернового контура детали; координаты У, Y„, YÄ положвния и}тструмента по оси У в начале 1ерновых йроходов.
Последовательность движения инструмен Та HpH черновой обработке обозначона точказ!!и Л и Б, цифрами 9 — 27 H. Стрелка 3!}! (цу нктир}ными показано движение }и!СтрумеkITd I!a быстрсъ! }Оду i3 пслож(л !!е п}}ча та нс}ного iipo opa) .
Работает система следу!ощим образом. Б соответствии со своим наз«a IåíHà÷ блок д (фпг. 1) до.!акен определять координа.} у lro. Iсжения }} нcTpl) ыеllT2 B .начaле iipохода:
У „. У„., — г/р, 35 где а — по ч "p пр охода.
Следуег OiaIBTHiTB цри этом, !!!о варyiI IIBI}r размер заготовк}! может î IpåäåaÿT}.cÿ и BiB0диться как самим оператором, !ак и автоматически, путем ощу пывания заготовки, сня I èÿ пр об!ной стружки с то рца дега IH с фиксацией момента в!ыхода инструмента На за-! Ото вки и т. п.; конструкция олока д зависи т от вида отсчета в используемой сис!еме числового у}правлен}!я и х!0}ке! Нредставл!1! ь 45 собой ли бо счетчик ивану:!ьсо в, либо ари}фв!еTH«eCI Oe уCTpOHCTrBO.
Ь;!ок 4 сравнения непрерывно определяет разность — 11
50 (пр}!Чем либо У= Уд,,!1„,, положению инстуумента в:каждый момент по оси У, лиоо
Y= Y,;), вырабатывая д ва выходных сигнала: один при ЛУ)0; друтой при ЛY(0; сигнал нри ЛУ(0 свидетельс вует о приходе и!нструмента 2 на границу окончательного чернового контура, что может произойти в процессе любого прохода, если коорд}шата око нчательного чернового контура, задан- бр ная программо й, изв!еняется скачком, как это бывает, напрнме р, при обработке ступенчатых валиков на токарном станке. Схема блока 4 зависит от типа системы MHic;Iовог O;jlllравления и может предста влять собой, на- 65
ПрИЧep, pВВepОИВНЫЙ СЧe! ЧИ!К г!аапуЛЬСОВ, ЕСли пере}мещени!я определяются количествох!
}!3!пульсов, или арифметическое устройство, если в системе числоього управления использованы да i чики абсо.по!гного отсчета.
Ь;}ок 5, в солве!с!в!ри со своим назначением, запоминает положение инструаз!е нта 2
Il0 oси Х, когда разность з! становится равlloli ll) IIo и.! и 0 i ð}!СцaTkëûI Oki (гоч!ка ветре чи с оконнатес!ьны м черновым ко гуром) . Наличие в памяти эlого Олока координаты Вст!реЧ!!1 А„„гр, Зан;!С2 ННОй В ПРЕДЫДУЩЕМ ПРОХОДЕ, !!Оказывает, что в с.!еду!Ощез! проходе черновой обработки части детали, лежащей за э!Ой координатой, не требуется. B блок 5
ВХОднт уСГрс 1СТВО Сраз!НеПИЯ (НЕ ПОКаЗаНО), которое В каждом проходе непрерыBHQ сравнивает текущее значение координаты }! со значением Л„„гр, хранящимся в памяти; в мочент совпадения образуется команда на быс I pBI и ВОЗВ13 2т иенс щ мс нт а В положение н2чала !!Оного п рохода.
После ввода, кадра . Й 1 и перемещения
}!ясиру!}!е нта 2 в положение Ь из исходного
IIоложения А вводится кадр ¹ 2 с координатой У„одновременно блок 8 (фиг. 1) опредсляе ; косрд}}на у пслсжсч!Ия иистру"чеп 1 2 B
liaча.rc первогî проходd:
1 а 1 ааг 1р а О; ок 4 сра внивает получе!гну!о величину с координа!Ой, введе!шой в кадр ui 2.
В с;!у чае Y, — }) 0 инстру че!Нг быстро
IioäBoäèTcÿ ll2 коорд}ана;!у (точ!ка 9), iioслс чего дается команды на ввод кадра J¹ 3 и вкл!очается рабочая подача по оси Л. 11ри проходе в положение с ксордина!ой Л системой числовото у }равления дается команда на ввод кадра dX> -}, li в ведснное значение
cpaBп}н32е1сЯ О;Iсксм 4 с Велиа}иной
1ак как и В эi Ом с;!У час 1а — т )0> ВзОДи}ГСЯ Кадр СЧ }i Ипстру МЕП! ПрОДОЛжаЕТ ДВИ
1 а Гьc}! без измеliьпl!11 е! 0 пс !Оже}}иЯ по Оси
У. В положе}!Ни с коор I!ilia!Oil Лq (точка 10)
ВВс диl ckl кад!3 ¹ 6, iiPи эт031 Р2ai}10cTB, ОМРеделе}шая блоком 4, т,— Уа(0, блок 4 подает команду на запоминание В блок 5 координаты встречи }!а, а }!Нс!румепт перемещается по оси Y в положение с координатой
Уа (точка 11). После этого вводится кадр ,¹ 7, и инс!румент перемещается вдоль оси
Х до положения с коорди!},атой А4 (Towa
l2), после чего вводится ка}д}р М 8, и инст ру3!е н! быстро возвращае!ся в положение с косрд}} патой Л, (точка 13). Далее програ}31ма по вторяется, т. е. вводится кадр ¹ 2 (для повторения могут быпгь использованы: реверсивный ле HToпротяжный механизм, кольцевая лента, запи!мина!Ощее черновую программу уcTpoHlcTBQ и т. п.), Одновременно с вводом кадра ¹ 2 блок
;} определяет положение инстру}мента вначале Bropoi o п рохода Yr,= 1,„— 2/р, это положение сравни вается блоком 4, инстру3!е нт перемещается в положение с коорди натой YI, 323766
5 (точка 14), вводится кадр ¹ 3 и т. д. При переходе и нструмента, в положение с коорди натой Хз (точка 15) блок 5, сравнивая число, хранящееся в его паяяти, с дейсгвительным положением инструмента, выдает команду на ввод кадра № 1 и на возврат инструмента в положение с координатой Х1, задан ной в кадре ¹ 1 (точка 1б). Далее снова вводи тся ка др № 2 и так далее до возврата инструмента в положение Х1 после окончания четвертого прохода (гочка 24). При этом разность У,— Yq(0, и инструмент перемещается в положение в координатой У1 (точка 25); одновременно в блоке 5 в качесгве очередной координаты встречи запоминается координата Х,. После прихода инструлента в положение с координатой Х (точка 2б) блок 5 подает кома ндпу на отвод его в положение с коор ди натой Х1 (точка 27), а по приходе инструмента в это положение блок
5, сравнивая Х1 с координатой последней гочки встречи, хранящейся в его паляти, дает кола нду перехода на чистовуIO обработку и ввод соот ветству10щей пропрам01ы.
Воююжны случаи, когда форма заготовки отличается от цилиндрической (продолжая рассматривать обработ!ку на токарных станках) и имеет, например, показанную на фиг. 3.
Иопользо ва1гие в этом случае предлагаемой системы у правления возможно при включении в нее устройства б (ф иг. 1) д1ля измерения силового параметра резания F»„, например мощности главного привода, крутящего момента на ш пинделе или тангенциальной составляющей сиды резания. П ри этол начало обработ ки соответствует описанному выше причем величи на измеряемого силового параметра, полученная вначале резания, запоминается (она также может быть задана при rlporpaxli>IHIpoiHaHHH) . В процессе дальнейшей обработки этот параметр возрастает, так как увеличивается глубина резания;
01г устройспва для измерения оилового napaIIefT p2 поступает Kîì2Hä2 в систему (бл ок) 1 числового уп р авл ения на включение дви>кеаеоерс ния по оси У в сторону уменьшен1ия глубины обрабо»кп до момента, когда измеряемый параметр не станет снова равен пер воначальному (или заданному). 1акпм образом, одно|временно с перемещением инструмента IIO оси Х он будет перемещаться по оси У, поддерживая:1остоянной глубину обработки, так что факти1че ая траектория перемещения ииструмен га будет являться экви ди10 отантной относительно кон гура наружной поверхности заготовки. При этом, так как блок 4 обеспечивает непреры вное сравнение действительного положения инструмента с заданHI Ihf черновым контуром 8, опасность его нарушения исключена, H дальнейшее упра вленпе черновыми проходами полностью со вт12дает с Опп .апньи1 выше.
Предке r изобретения
1. Система ав.оматпческого у.1равления положением инструмента металлорежущего
cl 2í ê2, выполненная в виде блока унравленпя неремещеипсл шгсгрумента по двум коОрди натам с заданием информации в цифровом коде, от.1 ича1ощаяся тем, что, с целью сокращения 00ьема программы и времени программирования, в нее введены соедине нные посг1едователы10 блок для определения
Il0 zo ieHIfa ннс Гр) меконга В начале каждого чернового прохода, блок сравнения де11 ств ительн1ого положения инструле|нта с заданной программой и блок запоминания положения инс1грумента в момент встречи его с заданным програямо11 окончательным че рновым контуром детали, и р и .ем выходы указанных блоков соединены е блоком управления.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью исключения программирования предварительнь1 черновых проходов, кроме по4п следнего, при обработке деталей нз заготов 0 к, н 2 р у н . н ы е О б р 2 3 у 10 щ 11 е и 0 Ве р х н О От и к 0торых непараллельны осям координатны.;. перемещении, в нее. введено устройство для измерения силового IIapailellpa резания, вход
45 которого соединен с инструментом, а выход с oлоком управления.
323766
Х.»
Фиг. 2
Ху
Х4
Составитель А. Андрианов
Редактор Л. Жаворонкова Техред E. Борисова
Корректор Л. Царькова
Тш|ографпя, пр. Сапунова, 2
Заказ 232/10 Изд. № 14 Тираж 448 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по д лам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5
