Система автоматического управления положением инструмента металлорежущего станка

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

Оll ИСАНИЕ 641404

ИЗОБРЕТЕН ЫЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЮЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву%323766

2 (5!) М. Кл. (22) Заявлено 14. 12.76 (2!) 2429074/18-24 с присоединением заявки №G 05 В 19/00

Гасударственный еакетет

СССР аа делам нзабретеннй н аткрытнй (23) ПриоритетОпубликовано 05.01.79.Бюллетень № 1

Дата опубликования описания08.01.79 (53) УДК 62-503. . 55 (088,8) (72) Авторы изобретения

M. С. Городецкий и Г. В. Бронштейн

Ордена Трудового Красного Знамени э научно-исследовательский институт металпорежутпих станков (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЕМ ИНСТРУМЕНТА META ËËÎÐÅÆÓØÅÃÎ

СТАНКА

Изобретение относится к автоматике и служба подготовки программы сохраняетвычислительной технике н может быть ис- ся в том же виде и объеме, как и для пользовано при разработке систем автома- обычных систем числового программного тического управления металлорежущими управления. станками с упрощенным программированием. Бель изобретения — повышение быстроНаиболее близким техническим решени- 5 действия системы — достигается тем, что ем к изобретению является система авто- в систему введены последовательно соедиматического управления положением инстру- ненные устройство задания формы и размента металлорежушего станка, содержа- меров готовой детали, подключенное ко птая блок управления перемещением инстру- входу блока управления перемещением мента, блок для определения положения то инструмента, и устройство формирования инструмента в начале каждого чернового последовательности технологических перепрохода, блок сравнения действительного ходов обработки, соединенное с выходом положения инструмента с заданной прог- блока запоминания положения инструменраммой, блок запоминания положения ин- та н с блоком управления перемешением струмента и устройство для измерения си- 1> инструмента, соединенным с блоком для .лового параметра резания (lf. определения положения инструмента в наВ этой системе не исключается необ- чале каждого чернового прохода, подклюходимость s подготовке и отладке прог- ченным к выходу устройства для измерераммы для исследования технологических ния силового параметра резания. переходов обработки, траекторий и режи- 2ц На фиг. 1 представлена схема описымов резания в каждом переходе, включая ваемой системы; на фиг. 2 - пример чердвижения и режимы обхода чернового кон- тежа детали, обрабатываемой на токарном тура, чистовую обработку и т.д. При этом станке с этой системой; на фиг 3 — схе641404 ма расчетных траекторий движения инстру.мента для получения готовой детали по фиг. 2; на фиг, 4 - схема траекторий движения инструмента при черновой обработке детали по фиг. 2. 5

Система (фиг. 1) включает блок управления перемещением инструмента 1, рабочий орган с инструментом 2, блок для определения положения инструмента в начале каждого чернового прохода 3, блок срав о нения действительного положения инструмента с заданной программой 4, блок запоминания положения инструмента 5, устройство для измерения силового параметра резания 6. Дополнительно система включа-15 ет устройство задания формы и размеров готовой детали 7, устройство формирования последовательности технологических переходов обработки 8 и выходы связи 9, 10 блока 3 с блоком 1 и устройством 6. 2о

Устройство задания формы и размеров готовой детали 7 может быть выполнено, например, в виде блока с панелью, содержащей группы элементов ввода и памяти (например, переключатели, клавиши и т.п.).25

Каждая из групп отличается функциональным назначением и отражает форму, размеры и технологические параметры (материал, чистоту поверхностей и др.) готовой детали. ЗО

Расположение элементов ввода на панели может соответствовать мнемоническому принципу построения рабочего или операционного чертежа детали.

Устройство формирования последователь 35 ности технологических переходов обработки 8 может быть выполнено, например, в виде коммутатора с логической схемой подключения выходов устройства 7 и блока 5 ко входам блока 1, кодирующем на- <О правление, величину и режим перемещений инструмента.

Принцип работы системы поясняется на примере токарной обработки вала 11 по чертежу, показанному на фиг. 2. Деталь описана окончательными размерами цилиндрических наружных поверхностей Xl-X3 по длине и У1-УЗ по диаметру с указанием чистоты поверхностей, в данном случае общей для всех поверхностей (ц 6).

5О

Форма детали может характеризоваться, например, признаком вал .

Данные о форме, размерах и чистоте поверхностей готовой детали вводятся оператором в устройство 7 и запоминают- 55 ся. Кроме того, может задаваться материал детали (в данном случае — сталь), а также диаметр заготовки в начале обработки и допустимая при обработке глубина резания, необходимые для расчета блоком 3 уровней положения инструмента в начале каждого чернового прохода.

В исходном состоянии системы по сигналу "пуск" устройство 8 производит последовательный опрос заданной в устройстве 7 информации. При этом, для данной детали {фиг. 2) по признаку формы ("вал") логическая схема устройства 8 вы деляет из всех возможных в системе комбинаций перемещений группу, необходимую для перехода наружной обточки, а по классу чистоты поверхностей (Ч 6) определяет, например, необходимость разделения перехода обточки на предварительный черновой проход по контуру 12 с оставлением припускаД > и Д„ (по длине и диаметру) под последующий чистовой проход по окончательному,контуру детали 13. Значения

Д"х и d могут быть введены в систему заранее как константы, известные для данного вида обработки, Сначала устройство 8 подключает в блоке 1 определенные комбинации входов, кодирующих команду установки чернового проходного резца, затем, по заданным размерам в начале детали, подключает комбинации входов, кодирующих последовательно ускоренный подвод инструмента по оси Х, а затем — в точку начала чернового прохода по оси У, рассчитываемую устройся вом 3 (например, сразу на диаметр +

+Д „чернового контура 12). На фиг, 3, 4 подвод обозначен последовательностью точек 14-15-16.

Далее устройство 8, последовательно опрашивая размеры детали, коммутирует входы блока 1 таким образом, чтобы была сформирована расчетная траектория пооледнего чернового прохода, обозначенного последовательностью точек 1 6-17-18-19-20, При этом, по заданному в устройстве 7 материалу обработки и по введенным в систему заранее константам чернового инструмента, устройство 8 коммутирует в блоке 1 входы, соответствующие расчетным уставкам режимов резания. Если при обходе чернового контура не было сигнала от устройства 6 о превышении заданного значения силового параметра резания, то в конце прохода (в точке 20), устройство

8 коммитирует входи блока 1, сначаланеобходимые для формирования движения по траектории возврата инструмента в исходное положение, например, на конечные выключатели (последовательность точек

20-21-14 на фиг. 3), и затем - замены

641404 чернового инструмента на чистовой и далее вновь дпя ускоренного подвода инструмента в начале чистового контура 13, движения по чистовому контуру и возврата в исходное попожение н т.д. Поспедоватепь- 5 ность движений,при чистовам проходе обозначена на фиг. 3 точками 14-22-23-24-2 5-2 6-2 7-28-1 4.

Соответственно дпя чистового прохода, по заданному в устройстве 7 знаку чистс-f0 ты поверхностей и материапу детапи, устройство 8 с помошью погической схемы коммутирует в блоке 1 входы, кодируюшие режимы чистового прохода.

Если при черновой обработке, например,15 в точке 29 (фиг. 4) устройство 6 выд ет в блок 1 сигнал о превышении заданного значения силового параметра резания, то по командам блока 1 инструмент отводится от чернового контура в попожение, cooTBeTcTByIoo1ee допустимой силе резания (например, в точку 30), рассчитываемое блоком 3, подключенным к выходам 9, 10 соответс.гвенно блэка 1 и устройства 6.

По выходу 9 поступает информация о величине отвода, по выходу 10 — команды сравнения действительного значения силового параметра резания с заданным значением. Все последукецие отводы повторяются аналогично первому.

ЗО

Алгоритм отвода может быть построен по одному из известных принципов, В момент отвода блок 5 включает запоминание диаметра в точке отвода и начинает рассчитывать перемещение инструмента по длине от точки отвода до конца прохода (на фиг. 4 это перемегдение обозначено размером Х „).

При дальнейшем движении инструментa

40 в направлении рабочей подачи блок 4 вкпю чает сравнение действительного положения инструмента с черновым контуром, который рассчитывается по информации о размерах детади, заданных в устройстве7, Это срав

45 нение необходимо дпя определения момента встречи инструмента с контуром.

В точке встречи, например, 31 блок 5

Э

50 по сигналу блока 4 формирует команду возврата на новый проход (реверс). По атой команде блэк 1 включает последовательно движения возврата инструмента сначала по дпине на размер Х „ завстР ° 55 тем - на диаметр в точку 29. Дпина перемещений при возврате опредепяется устройством 8, в которое поступает информация из памяти блока 5. Далее вновь вкпючается движение по черновому контуру, как это уже описывалось дпя поспеднего чернового прохода, и т. д. (в данном примере необхопямы только два черновых прохода).

Аналогичным образом, устройством 8 может формироваться поспедоватепьность других тохнопогических переходов обработки, если в устройсгво 7 введены соответствуюшие размеры и признаки, характеризующие форму поверхностей готовой детапи. При этом апгоритм работы устройства

8 может бьгть построен либо по принципу жесткого порядка опроса информации устройства 7 и спедования технопогических переходов (например, сверпение, подрезка торца, черновая обточка, черновая расточка, чистовая обточка, чистовая расточка, обработка спецповерхностей типа канавок, резьб и т.д.), иэ которых выбираются необходимые дпя данной конкретной детапи, пибо по принципу расчета оптимальной последовательности переходов, что возможно при построении системы на базе эпектронной вычиспитепьной машины, Таким образом, при применении системы достигается воэможность непосредственного ввода оператором в систему минимапьного числа исходных данных, соответствующих чертежному описанию детали, что значительно сокрашает время технологической подготовки, ускоряет и упрощает перенападку системы с обработки одной детапи на другую и повышает проиэводитепьность станков, особенно, в условиях индивидуального и мепкосерийного производств, дпя которых обычная служба подготовки программ мапоэффективна.

Ф ормупа изобретения

Система автоматического управления попожением инструмента метаппорежушего станка по авторскому свидетельству

Ию 323766, от и и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в нее введены последовательно соединенные устройство задания формы и размеров готовой детапи, подключенное ко входу блока управпения перемещением инструмента, и устройство формирования последовательности технопогических переходов обработки, соединенное с выходом блока запоминания положения инструмента и с блоком управления перемещением инструмента, соединенным с бпо641404 8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% 323766, кл. G 05 В 19/00, 1970.

Ii „

/—

Й б2.2

23

Ригз ком для определения положения инструмента в начале каждого чернового прохода подключенным к выходу устройства для измерения силового параметра резания.

ЦНИИПИ Заказ 7S11/42

Тираж Ю Ф Подписное

Филиал ППП Патент г . Ужгород, ул Проектная, 4