Устройство для программного управления металлорежущим станком

 

03.55

В. Г. Крючков и Г. И. Крючкова (72) А,вторы имфре ения (71) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМ СТАНКОМ

Изобретение относится к системам автоматического поддержания силового параметра, а точнее стабилизации силы резания в системах числового программного управления станками.

Известны системы и способы автомати5 ческого управления металлорежущими станками в функции силового параметра резания (1), (21.

Из известных устройств стабилизации силы резания в процессе механической обработки наиболее близким к изобретению является устройство для программного управления металлорежущим станком (21, содержащее блок ввода программы и датчик нагрузки, соединенный с блоком сравнения, выход которого подключен к приводу. Ин15 формация о силовом параметре резания в аналоговой форме подается на блок сравнения, где сравнивается с задающим значением. По результату сравнения вырабатывается управляющее воздействие на привод, компенсирующее изменение силового zo параметра с целью его с-.абилизации.

Недостатками данного устройства явля зтся малое быстродействие, низкая надежность канала обратной связи и ручное задание параметра управления. Аналоговые схемы при низких уровнях полезных сигналов обладают малой надежностью и помехозащищенностью, а при сопряжении с ЗВМ или устройствами числового программного управления требуют дополнительных аналого-цифровых преобразователей.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок ввода программы и датчик нагрузки, соединенный с блоком сравнения, выход которого подключен к приводу, введены последовательно соединенные генератор импульсов, блок совпадения, счетчик и регистр, подключенный ко второму входу блока сравнения, к третьему входу которого подсоединен второй выход счетчика. Выход блока ввода программы соединен со вторым входом счетчика, а второй выход датчика нагрузки вторым входом блока совпадения.

Все эти блоки объединены в систему управления, стабилизирующую силу резания на заданном уровне, значение которого автоматически заносится в регистр . Оптические растровые датчики установлены на стан623183

Формула. изобретения

55 ках с числовым программным управлением в кпнематпческой цепи шпинделя для синхронизации его вращения с подачей при нарезании резьбы. Этот же датчик может быть использован для определения силы резания. Оптический растр датчика имеет определенное число рисок, а при установившейся нагрузке обороты шпинделя постоянны и период следования рисок не изменяется. С возрастанием силы резания период увеличивается. Это приводит к тому, что число импульсов генератора фиксированной частоты. приходящееся на период следования рисок растра, увеличивается. По измепению числа импульсов можно судить об изменении силы резания. Таким образом, стабилизация силы осуществляется устройством стабилпзаци числа импульсов генератора за период следования рисок растра датчика положения шпинделя

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Оно содержит датчик нагрузки 1, генератор импульсов 2, блок совпадения 3, счетчик 4, регистр 5, блок сравнения 6, привод 7 и блок ввода программы 8.

Дискретный датчик нагрузки включен на первый вход олока сравнения и на первый вход блока совпадения, на второй вход которого подключен генератор импульсов.

Выход блока совпадения подключен к первому входу счетчика, второй вход которого подключен к выходу блока ввода программы. Первый выход счетчика подключен к регистру, а второй — к третьему входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра. Выход блока сравнения подключен к приводу (подачи).

Блок ввода программы 8 предназначен для управления приводами шпинделя и подачи, ввода и обработки информации о детали и формирования команд переписи содержимого счетчика 4 в регистр 5.

Блок сравнения 6 сравнивает содержимое счетчика 4 и регистра 5 с приходом каждого импульса датчика 1 и управляет приводом 7. Если содержимое счетчика 4 равно содержимому регистра 5, то подача постоянна; если содержимое счетчика 4 больше содержимого регистра 5, подача уменьшается, если меньше — увеличивается.

Счетчик 4 предназначен для счета импульсов дагчика 1, он имеет суммирующий вход, вход разрешения переписи в регистр 5, выход кода в регистр 5, выход кода в блок сравнения 6.

В блоке совпадения 3 выделяется некоторое число импульсов генератора 2, соответствующее периоду следования рисок датчика 1. Эти импульсы заполняют счетчик 4 и по команде блока ввода программы 8 переписываются в регистр 5. Содержимое регистра 5 с приходом импульса риски датчика 1 сравнивается в блоке сравнения 6 с содержимым счетчика 4. Результат сравнения воздействует на привод 7 таким образом, чтобы содержимое счетчика 4 и регистра 5 стало равным. Это соответствует равенству заданной и мгновенной силы резания, и, таким образом, устройство стабилизирует силу резания на уровне задания.

Само задание силы осуществляется по команде блока ввода программы 8 в регистр 5 по каналу: датчик 1, блок совпадения 3, счетчик 4, регистр 5, в любой момент времени, когда сила резания соответствует выбираемому режиму. Задание силы резания осуществляется в числовой форме, оно стаб ил ьно и неизменно до следующей команды

n,tîêà 8, а изменение регулируемого параметра всегда вызывает изменение подачи, стабилизирующее силовой параметр резания. Управляющие сигналы с блока сравнения 6, идущие на привод 7, имеют период на порядок меньший, чем постоянная времени привода, поэтому в блоке управления последним необ ходи м о и нтегр и р ую щ ее з вено.

При использовании датчика положения шпинделя для контроля силы резания отпадает необходимость применения дополнительных датчиков. Дискретная форма измерения силового параметра резания позволяет отказаться от ввода в систему преобразователей информации. Использование универсальных цифровых блоков делает устройство технологичным в изготовлении, дешевым и надежным.

Устройство для программного управления металлорежущим станком, содержащее блок ввода программы и датчик нагрузки, соединенный с блоком сравнения, выход которого подключен к приводу, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия устройства, в него введены последовательно соединенные генератор импульсов, блок совпадения, счетчик и регистр, подключенный к втор..". у входу блока сравнения, к третьему входу которого подсоединен второй выход счетчика; выход блока ввода программы соединен с вторым входом счетчика ; второй выход датчика нагрузки подключен ко второму входу блока совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

ЛЪ 51! 185, М.кл.2 В 23 Q 15/00, 1974.

2. Сб. «Самоподнастраивающиеся станки». Под ред. Б. С. Балакшина, М., «Машиностроение», 1970., с. 32 — 39.

623183

Составитель A. Кузнецов

Редактор Л. Утехина Техред О. Луговая Корректор Д.Мельниченко

Заказ 4905/44 Тираж 1033 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4