Устройство для программного управления шлифовальными станками

 

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<»> 746430

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено 01.03,78 (21) 2602216/18-24 с присоединением заявки ¹

G 05 В 19/!8

В 24 В 49/00

Государственный комитет (23) Приоритет ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07,07.80 (53) УДК 68!.326 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. M. Крючков и Л. Б. Власова (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро средств вычислительной техники Производственного объединения "Конт ур (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ШЛИФОВАЛЬНЫМИ СТАНКАМИ

Изобретение относится к области автоматического управления и можег быть использовано для программного управления металлообрабатывающими станками.

Известны устройства для программного управления станками, содержащие блок задания программы, блок задания скорости, блок разгона-торможения, схемы сравнения, блок цифровой индикации, накопитель, генератор и блок управления шлифованием, таймер (1l и (21 .

1О

Недостатком известных устроиств является их низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для программного управления станками, содержащее

15 вычислитель, интерпол» г >р. выход которого соединен с первыми и;:»1гыи блока разгона.торможения и счетчика. первый вход — с первым выходом бло!са задания режимов и вторым входом блока раз1она — торможения, а второй вход — со вторым выходом блока зада1 ния режимов, выходом синхронизатора и третьим входом блока разгона-торможения, первый выход которого подключен ко второму входу

2 счетчика, второй выход через преобразователь частоты — к третьему входу счет птка A первому входу накопителя, выход которого соединен со входом индикатора, а второй вход — с перттым выходом блока ввода программы и управления, подключенного первым входом к третьему выходу блока задания режимов, а вторым выходом — к третьему вхолу интерполятора, четвертый вход которого подключен ko второму входу накопителя и третьему выходу блока задания режимов, первый, второй, третий входы и четвертый выход которого подключены соответственно к третьему, четвертому, пятому выходам и первому входу блока ввода программы и управления, второй вход преобразователя частоты соединен с выходом генератора импульсов и входом синхронизатора (31.

Недостатками устройства являются его ограниченные функциональные возможности и низкая надежность.

Цель изобретения — расширение ф ункциональ, ных возможностей и повьппепие надежности устройства.

3О 4 скорости в блоке 15 — линейный. Счетчик 1 прекращает счет импульсов отработки по исчезновении сигнала "разгон", которое происходит, когда текущее значение скорости в блоке 15 достигнет заданного.

Значение текущей координаты из накопителя 2 поступает в вычислитель 13, где происходит ее алгебраическое сложение со значением заданной координаты, поступающей из узла 8.

Полученное рассогласование сравнивается с содержимым счетчика 1.

3 7464

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит элемент И, а первый, второй и третий входы вычислителя соответственно соединены со вторым выходом накопителя, выходом счетчика и третьим выходом блока задания

5 режимов, первый, второй и третий выходы соответственно — со входом синхронизатора, четвертым входом блока разгона-торможения и вторым входом блока ввода программы и управления, третий вход которого через элемент И подключен к четвертому входу счетчика, второй вход элемента И соединен с первым выходом блока задания режимов, третий вход и второй выход преобразователя частоты подключены соответственно к первому и четвертому входам блока !5 ввода программы и управления.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма цикла врезного шлифования; на фиг. 3 — диаграмма работы устройства в режиме периодических подач; на фиг. 4 — 20 диаграмма цикла правки круга.

Устройство содержит счетчик 1, накопитель

2, индикатор 3, блок 4 ввода программы и управления, синхронизатор 5, блок 6 задания режи. мов, содержащий узел 7 задания времени, узел

8 задания координат, узел 9 задания скорости подачи, элемент 10 И, преобразователь 11 частоты,генератор 12 импульсов, вычислитель 13, интерполятор 14, блок 15 разгона-торможения, связь 16, по которой поступают выходные управляющие сигналы устройства, связи 17 и

18, по которым происходит обмен сигналами с электроавтоматикой станка.

Устройство работает следующим образом.

Режим врезного шлифования. Устройство работает от программы, набранной на программных переключателях блока 6. Скорость перемещения в мм/мин для каждого элемента цикла набирается на узле 9, величина перемегцения задается на узле 8, время процесса выхаживания 4

40 задается на узле 7.

При поступлении сигнала "начало цикла" из станка по связи 18 блок 4 дает разрешение на опрос скорости подачи и величины заданной . координаты на узлах 9 и 8 блока 6. С выхода 45 блока 9 значение заданной скорости подачи постуйает на блок 15, анализируется в нем, после чего определяется необходимость разгона шагового двигателя путем сравнения с величиной предварительно установленной минимальной

50 скорости. Если заданное значение скорости выше, то со второго выхода блока 15 поступает ситнал "разгон", разрешающий запись импульсов пути в счетчик 1 во время разгона.

С выхода блока 15 текущее значение скорос55 ти поступает на преобразователь 11 частоты, с выхода которого импульсы отработки поступают иа управлелие шаговым приводом, на вход счетчика и накопителя 2. Закон изменения

Когда величина рассогласования между текущей и заданной координатами станет равна или меньше содержимого счетчика 1, вычислитель

13 выдаст на блок IS сигнал "торможение", по которому текущее значение скорости начинает уменьшаться по линейному закону и уменьшается до его минимального значения.

Как только рассогласование между текущим значением координаты и заданным станет равным нулю, вычислитель 13 выдает сигнал на блок 4, по которому начинается отработка следующего цикла обработки изделия, Работа по циклу врезного шлифования происходит в соответствии с диаграммой, представленной на фиг. 2. Как уже указывалось, при поступлении сигнала "начало цикла" начинает опрашиваться координата перехода на плечевую подачу (г пл ), и отработка происходит на скорости быстрого хода (F6„). При достижении координаты т . вычислитель 13 выдает сигнал в блок 4, по которому начинает опрашиваться координата перехода на форсированную подачу (Я +) и скорость плечевой подачи (Fi)

При достижении координаты E ф блок управления шлифованием по сигналу с вычислителя 13 начицает опрашивать координату чернового припуска (Г ч ) и скорость форсированной подачи Fz на которой и производится отработка этого участка. Конец отработки этого элемента цикла может определяться как по сигналу от арифметического устройства при достижении координаты чернового припуска е так и по . чр 7 сигналу, поступающему из электроавтоматики станка по связи 18 при касании режущей кромки круга обрабатываемой детали. По упомянутым сигналам блок 4 производит опрос координаты ввода люнета (е ) и скорость черновой л. подая круга Рэ. Происходит черновое шлифование детали. При достижении координаты E л блок 4 выдает сигнал в электроавтоматику станка и начинает опрос координаты но. и черновое шлифование на скорости F3 продолжается. При достижении координаты г, „блок управления шлифованием производит опрос узла 7, задающего время шлифования беэ пода» чи (выхаживания). Код заданного времени чернового шлифования без подачи t, посгупает

5 74643 на прсобразовагель 1 частоты. который начинает отсчет времени с точностью до 10 6 с.

При этом отсутствует опрос скорости подачи, поэтому из блока разгона-торможения на: преобразователь частоты поступают нули, т. е. движение шлифовальной бабки не происходит.

При сравнении отсчитываемого времени "выхаживания" с заданным с преобразователя 11 частоты на блок 4 поступает сигнал, по которому начинается опрос координаты конца промежуточного отскока (ь о) и скорости плечевой подачи FT. Производится отвод круга от детали. При окончании отвода задается выдержка времени tz во время которой в станке создается давление в люнете. После окончания выдерж- 15 ки времени опрашивается координата чистового припуска (ьч) и форсированная скорость F .

В координате г,ч осуществляется опрос координаты доводочного припуска (P>) и скорости чистовой подачи F4. Производится чистовое шлифование детали. При достижении координаты доводочного припуска с д опрашивается время чиставого выхаживания t3, а при окончании чистового выхаживания опрашивается нулевая координата {эа начало отсчета принят готовый э5 размер детали) и скорость доводочной подачи

Fz. Производится доводочное шлифование.

При достижении гогового размера опрашивается время доводочного выхаживания t4 и производится выхаживание. По окончании доводочного выхаживания в станок выдается по связи

17 команда на быстрый отвод шлифовальной бабки, а по сигналу из электроавтоматики станка возврат в позицию перезарядки (опрашивается координата перезарядки

Пер и скорость быстрого хода Fox) .

При достижении координаты перезарядки цикл работы врезного шлифования заканчивается.

Момент достижения координаты перезарядки определяется вычислителем 13 или по сигналу 4О датчиков перезарядки, устанавливаемых на станке. В случае остановки перезарядки по датчикам осуществляется сброс накопителя 2 и запись в него координаты перезарядки.

При окончании любого элемента цикла (в момент прекращения движения шлифовальной бабки) можно осуществлять операцию правки круга правильным прибором. Устройство при этом по сигналу со станка, поступаемому по 5О связи 18, производит компенсацию текущей координаты на величину правки круга путем увеличения содержимого накопителя 2 на величину правки;

Устройство также может работать с прибором ак гивного контроля { ПА К) . устанавливаемым на станке. По сигналам ПАК, поступающим но связи 18 в блок 4, осуществляется переход г черн«вог0 на чисt< Bot и с чистового

HB I!OBOHO TTTÎÅ ШЛИфОВаНИЕ ДО Ц<ЭСГИжЕПИЯ .<ч Гвеrcгвуюгцей координаты (при доволочном шлифовании определяется готовый раэь..р детали).

Для повышения надежности работы в режиме с ПЛК предусмотрено шлифование детали не до готового размера, а до заранее выбранной уставки в зоне отрицательного допуска на размер детали, если до этого момента по какой-либо причине в блок 4 не поступит сигнал с ПАК "размер готов". Это необходимо для предотвращения брака обрабатываемой детали или возникновения аварийной ситуации при отказе ПАК.

Чистовое шлифование производится в двух режимах, задаваемых в блоке 4. При первом режиме (рассмотрен выше) чистовое шлифование производится на постоянной скорости

F4, при втором — чистовое шлифование производится на скорости, изменяющейся в зависимости от величины истового припуска. Режим обеспечивается тем, что по сигналу с блока 4 интерполятор 14 анализирует заданную величину чистового припуска, заданные значения чистового и доводочного шлифования и по. каждому сигналу пути с преобразователя частоты 11 производит коррекцию текущей скорости шлифования. Скорректированное значение текущей скорости чистового шлифования с выхода интерполятора 14 поступает на вход блока 15. Таким образом, с уменьшением чистового припуска происходит уменьшение скорости шлифования и при достижении координаты доводочного припуска скорость шлифования приближается к скорости доводочного шлифования. Уменьшение скорости подачи происходит по линейному закону.

Работа устройства в режиме периодических подач происходит в соответствии с диаграммой, представленной на фиг. 3. В этом случае по сигналу с блока 4 определяется последовательность работы при периодических подачах.

При поступлении по связи 18 сигнала "начало цикла" в блок 4 происходит опрос координаты чернового припуска с „ и скорости форсированной подачи FT в блоке 6. Производится непрерывная отработка перемещения шлифовального круга из координаты начала форсированной подачи сф в координату чернового припуска 1чр на форсированной скорости аГэдачи FT аналогично тому, как это происходит в режиме врезного шлифования. При достижении координаты чернового припуска блок 4 начинает опрашивать на блоке 6 координату конца чернового припуска с ч и величину подачи при чистовом шлифовании 1 чп, которая задается программными переключателями задания скорости чистовой подачи при врезном шлифовании. При поступлении сигнала "запрос

7, 74643 подачи" блок 4 выдает в блок 15 код скорости перемещения, равной минимальной скорости разгона, а в счетчик 1 через схему 10 Ч по разрешению с блока 4 записывается величина черновой подачи h

Черновое шлифование происходит следующим образом. Сигналы отработки с преобразователя 11 частоты поступают на счетчик 1 и вычитаются из его содержимого. Таким образом, величина подачи в счетчике уменьшается это

) 10 уменыцение контролируется вычислителем 13, который при достижении нулевого значения выдает сигнал в блок 4 на прекращение подачи. Шлифовальный круг перемещается на величину подачи. Происходит шлифование детали

l5 и по окончании его (например, обработана вся пЬоскость детали при плоском шлифовании) иэ электроавтоматики станка по связи 18 происходит следующий сигнал "запрос подачи", по которому в счетчик 1 вновь запишется величи20 на черновой подачи и шлифовальный круг снова переместится на эту величину.

После того, как весь черновой припуск будет последовательно снят с детали, вычислитель

13 выдает в блок 4 сигнал, по которому начина-25 ется процесс выхаживания. При работе по циклу с периодическими подачами процесс выхаживания заключается в обработке поверхности детали без подачи при поступлении из электроавтоматики станка сигнала "запрос г оцачи". Коли30 чество проходов чернового выхаживания nb задается на программных переключателях узла 7.

После окончания выхаживания по сигналу

"зайрос правки" из электроавтоматики станка блок 4 выдает сигнал вывода круга в коорди=

35 нату режущеи кромки алмаза г, „и реализует стандартный цикл управления правкой круга, описание ° которого приведено ниже. После окончайия правки круг перемещается в координату чистового припуска. Вывод крута в координату режущей кромки алмаза производится на.скорости быстрого хода Гбх, а возвращение — на скорости форсированной подачи F>. Блок 4 опрашивает коордийату доводочного припуска ь „и величину чистовой подачи

h„.Прй поступлении сигнала "запрос подачи" в счетчик 1 записывается величина hö, а блок

IS обеспечивает выдачу с преобразователя 11 частоты сигналов отработки с частотой, обеспечивающей минимальную скорость разгона.

Отработка величины подач hö и всего чистового

50 припуска происходит аналогично тому, как это происходит при черновом шлифовании. Как только вычислитель !3 выдаст сигнал в блок 4, последний начинает опрашивать программные

55 перекЛючатели проходов чистового выхаживания узла 7 блока 6. После проведения заданного количества проходов чистового выхаживания пЪз блок 4 опрашивает величину доводочной

О 8 подачи на блоке 6 и отрабатывает всю величину доводочного припуска по ступеням, равным величине доводочной подачи, до готового размера детали. При поступлении из вычислителя

13 сигнала об отработке рассогласования между текущей и заданной координатами блок 4 вырабатывает сигнал "размер готов", ло которому начинается опрос количества проходов доводочного выхаживания пЬэ, заданного на программном переключателе времени цоводочного выхаживания на узле 7 задания времени выхаживания. После окончания доводочного выхаживания блок 4 опрашивает координату начала форсированной подачи и на скорости быстрого хода

Fq перемещает круг в эту координату. На этом цикл шлифования на периодических Подачах заканчивается.

Момент достижения готового размера детали так же, как и при работе с непрерывными подачами может определяться по ПАК или по достижении нулевой координаты, На диаграмме работы устройства в режиме периодических подач {фиг. 3) показан только один момент правки шлифовального круга.

В действительности же правку круга можно производить в любой момент любого элемента цикла. Для этого необходимо получить по связи 18 сигнал "запрос правки" иэ электроавтоматики станка. !

Рассмотрим подробнее процесс правки круга при периодических подачах, (диаграмма цикла правки круга изображена на фиг. 4).

При поступлении сигнала "запрос правки" блок 4 опрашивает координату режущей кромки алмаза и на скорости быстрого хода F цх, шлифовальный круг перемещается в эту точку. При достижейии этой координаты в счетчик 1 записывается величина черновой подачи правки, а блок 4 опрашивает программный переключатель количества проходов черновой правки. По сигналам из электроавтоматики станка "запрос подачи правки" происходит отработка величины черновой подачи правки столько раз, какое число задано на программном переключателе. После. этого начинает onpRIUHBRTscH величина чистовой подачи правки, которая равна величине чистовой подачи при шлифовании и задается на тех же самых прог-раммных переключателях, На отдельном переключателе блока 6 задано количество чистовых подач правки. Это количество чистовых подач отрабатывается, затем блок 4 правки выдает сигнал на выхаживание круга после правки, количество проходов которого также задано на программном переключателе. По окончании выхаживания блок 4 выдает сигнал "сброс" накопителя 2 и записывает в него координату режущей кромки алмаза 3 „„. Таким образом

9 746430 10 производится компенсация положения шлифо- вый, второй, третий входы и четвертый вйход вального крута на величину правки, которого подключены соответственно к третьеНабо абор режимов обработки детали, реализуе- му, четвертому,-пятому выходам и первому мый с помощью данного изобретения, является>; входу блока ввода программы и управления, достаточно широким по сравнению с известными второй вход преобразователя частоты соединен решениями. Использование изобретения позволя- с выходом генератора импульсов и входом ет реализовать его расширенные функциональные синхронизатора, о т л и ч а ю щ е е с я возможности и повысить надежность устройства тем, что, с целью расширения функциональных за счет использования дискретного принципа " возможностей и повышения надежности уступравления, !о роиства, оно содержит элемент И, а первый, второй и третий входы вычислителя соответственно соединены со вторым выходом накопиФормула изобретения тели, выходом счетчика и третьим выходом блока задания режимов, первый, второй и третий

Устройство для программного дл р раммного управления И выходы соответственно — со входом синхронишлифовальными станками, содержащее вычис- затора, четвертым входом блока разгона-торможе литель, интерполятор, выход которого соединен- ния и вторым входом блока ввода программы и с первыми входами блока азгона-то можения р д р на-торможения управления, третий вход которого через и счетчика, первый вход — с первым выходом элемент И подключен к четвертому входу блока задания режимов и вторым входом бло- 20 счетчика, второй вход элемента И соединен с, ка разгона-торможения, а второй вход — со первым выходом блока задания режимов, тревторым выходом блока задания режимов, вы- тий вход и второй выход преобразователя часходом синхронизатора и третьим входом блока тоты подключены соответственно к первому и разгона-торможения, первый выход которого четвертому входам блока ввода программы и подключен ко второму входу счетчика, второй управления. выход через преобразователь частоты к третьему входу счетчика и первому входу накопите- - Источники информашп

t ля, выход которого соединен со входом инди- принятые во внимание при экспертизе катора, а второй — с первым выходом блока 1, Авторское свидетельство СССР К 363966, ввода программы и управления, подключенного 3О кл. 6 05 В 19/18, 1970, первым входом к третьему выходу блока зада- 2. Патент США К 3914185, кл, 6 05 В 19/18, ния режимов, а вторым выходом — к третьему опублик. 1975. входу интерполятора, четвертый вход которого 3. Авторское свидетельство СССР по заявке подключен ко второму входу накопителя и N 2410040/18-24, кл. G 05 В 19/18, 1976 (протретьему выходу блока задания режимов, пер- тотип).

Составитель H. Белинкова

Техред И.Асталош Корректор И, !улка

Редактор И. Нестерова

Заказ 410 "/16

Филиал П1!П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнан. 4

Тираж 956 Полли .ное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11ЗОЗS. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5