Устройство для адаптивного программного управления станком

 

О П И С А Н И Е ()748353

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6 т ) Допол н и тел ьное и а вт. с вид-ву (22) Заявлено 18.07,78 (2} ) 2674453/18-24 (5! ) М. Кл.

G 05 В 19/38 с присоединением заявки РЙ—

Гоеударстеенный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,07.80, Бюллетень,% 26 (53) УДК621.503.

55 (088. 8 ) Дата опубликования описания 15.07.80 (72) Авторы изобретения

В, К. Шульгиненко, Г. А. Ишенко и С. И. Карпов (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам числового программного управления металлорежушими станками с заданием информации в цифровом коде.

Известно устройство для адаптивного управления траекторией движения инструмента металлорежушего станка, содержащее последовательно соединенные блок ввода программы, блок сравнения, подклю!

О ченный к датчику силового параметра, блок управления $1).

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для управления тракторией движе15 ния инструмента, содержашее последовательно соединенные блок управления перемещением инструмента по двум координатам, приводы подач и датчик силового параметра резания, в которое введены сое- диненные последовательно блок для определения положения инструмента в начале каждого чернового прохода, блок сравнения действительного положения инструмен2 та с заданной программой и блок запоми.нания положения инструмента в момент встречи его с заданным программой окончательным черновым контуром детали, причем выходы укаэанных блоков соединены с блоком управления j2j .

В таких устройствах алгоритм управления траекторией движения инструмента определяется методом расчета величины припуска на отдельных проходах, что обуславливает применение большого количества счетчиков памяти и усложнение устройства, а также вызывает необходимость измерения диаметра заготовки и внесения его величины в устройство методом переключения соответствуюших коммутируюших узлов на передней панели.

Цель изобретения — упрошение устройства. . Поставленная цель достигается тем, что устройство для адаптивного программного управления станком, содержащее датчик силового параметра, последовательно соединенные интерполятор, блок управ«.

3 7483 пения и приводы подач, а также блок ввода прогоаммы, первый выход которого сое-динен со входом блока задания скорости„ а второй выход — с первым входом интерполятора, содержит первый триггер, после5 довательно соединенные генератор импульсов и первый элемент И, последовательно соединенные первый пороговый элемент, первый элемент HE и второй элемент И, а также последовательно соединенные второй пороговый элемент, второй элемент

НЕ, третий элемент И и второй триггер, выход которого соединен с входом блока управления и со входом блока ввода программы, а второй вход — с выходом привода подач и с первым входом первого триггера, подключенного выходом ко второму входу "третьего элемента И, а вторым входом - к выходу второго порогового элемента, вход которого соединен с выходом дат-20 чика силового параметра и со входом первого порогового элемента, подключенного выходом через первый элемент И ко второму входу блока управления, а второй вход и выход второго элемента И соедине- 25 ны с выходом блока задания скорости и со вторым входом.интерполятора соответственно.

HB фиг. 1 представлена блок-схема устройства; -на фиг. 2 — диаграмма обработки детали.

Устройство (см. фиг. 1) содержит блок 1 ввода программы, блок 2 задания скорости, интерполятор 3, второй элемент

И 4, блок 5 управления, приводы 6 подач, З5 система станок — приспособление — инструмент — деталь (СПИД) 7, датчик 8 силового параметра„первый 9 и второй 10 пороговые элементы, первый элемент И

11, генератор 12 импульсов, первый эле- 40 мент HE 13, первый триггер 14, второй элемент НЕ 15, третий элемент И 16 и второй триггер 17.

Буквами а, б, в, r, д, е, ж, и (фиг. 2) показан контур обрабатываемой детали, а 45 цифрами от 18 до 48 — узловые точки траектории движения инструмента 49.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени ин- 5О струмент 49 стоит в точке 0 (фиг. 2), и в блок 1 (фиг. 1) вводится первый кадр программы, содержащий перемещение инструмента 49 (фиг. 2) из точки 0 через точку а в точку б.

При отработке этого кадра устройством инструмент 49 в точке а врезается в ме-. талл. На выходе датчика 8 (фиг. 1) по53 ф является напряжение, пропорциональное усилию резания, которое прикладывается к элементам 9 и 10, пороги срабатывания которых выбраны таким образом, что на их выходах единичный сигнал появляется только в том случае, когда усилие резания превышает допустимое, s исчезает сигнал на элементе 9 тогда, когда усилие резания соответствует заданной глубине резания, а на элементе 10, когда напряжение на выходе датчика 8 равно нулю.

В точке 18 (фиг. 2) усилие резания возрастает до такой степени, что его дальнейшее повышение приводит либо к поломке инструмента, либо к перегрузке станка. В этом положении на выходе датчика 8 устанавливается такое напряжение, которое превышает порог срабатывания элемента 9 и 10, и на их выходах появляется единичный сигнал. Выходной сигнал с элемента 9, инвертируясь в элементе И

13, закрывает элемент И 4 для прохождения импульсов блока 2 в блок 3.

Отработка кадра прекращается. Этот же сигнал с элемента 9 открывает элемент И 11 и импульсы с генератора 12 поступают в блок 5 для отвода инструмента 49 по координате Х.

Выходной сигнал с элемента 10 прикладывается к триггеру 14 и перекидывает его в противоположное состояние. Это означает, что инструмент 49. отводится от контура детали. При отводе инструмент

49 одновременно подрезает торец детали.

В точке 19 усилие резания падает до уровня, который соответствует выходу инструмента на заданную глубину резания. На выходе элемента 9 единичный сигнал исчезает, закрывает элемент И 11 и открывает элемент И 4. Генератор 12 отключается от блока 5. Отвод закончился.

В это же время вновь подключается блок 2 через элемент И 4 к интерполятору 3, отработка первого кадра программы продолжается. Инструмент 49 (фиг, 2), продолжая отрабатывать, этот кадр приходит в точку 20. В этой точке вводится второй кадр программы, содержащий перемещение инструмента 49 из точки б в точку в, но так как инструмент 49 стоит в точке 20, то, отрабатывая этот кадр, инструмент выходит иэ предела контура заготовки, Выход инструмента из металла вызывает пропадание сигнала на элементе 10, нулевой потенциал с которого, инвертируясь элементом HE 15, вызывает появление единичного сигнала на выходе элеменУстройство для адаптивного программного управления станком, содержащее датчик силового параметра, последовательно соединенные интерполятор, блок управления и приводы подач, а также блок ввода программы, первый выход которого соединен со входом блока задания скорости, а второй выход - с первым входом интерполятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит первый триггер, последовательно соединенные генератор импульсов и первый элемент И, последовательно соеди- ненные первый пороговый элемент, первый элемент НЕ и второй элемент И, а также последовательно соединенные второй пороговый элемент, второй элемент НЕ, третий элемент И и второй триггер, выход ко5 7483 та И 16, так как на его другом входе стоит единичный потенциал от триггера 14.

Единичный потенциал с выхода элемента И

16 вызывает опрокидывание триггера 17 и на его выходном плече появляется сигнал, который дает команду на установку в блоке 1 первого кадра программы и в блок 5 на установку приводов 6 в исходное состояние.

Установка приводов 6 в исходное состо-ц яние происходит на ускоренной подаче, причем сначала по координате Х а затем по координате Х (по точкам 2-1-0-0). Как только приводы 6 установятся в исходное состояние по обеим координатам, те в 15 свою очередь србасывают триггеры 14 и

17 в исходное состояние. В это время в блоке 1 уже установился первый кадр программы, а инструмент 49 стоит в точке О, и устройство начинает работу сначала, щ

В блок 1 вводится первый кадр программы и инструмент 49, отрабатывая его, движется по прямой о-а-б. В точке 18 происходит врезание в металл. На выходе датчика 8 появляется напряжение, пропорцио- 25 нальное усилию резания. В точке 22 (фиг. 2) усилие резания вновь превышает допустимое и на выходах элементов 9 и

10 появляется единичнь1й сигнал. С выхода элемента 9 сигнал закрывает выход и блока 2 и через элемент И 4 в интерполятор 3, и отработка кадра прекращается.

В это же время открывается выход генератора 12 через элемент И 11 на блок

5 и начинается отвод инструмента 49 (фиг. 2) от контура детали.

Выходной сигнал с элемента 1 0 (фиг..1) перебрасывает триггер 14 в другое состояние и факт отвода инструмента запоминается. В точке 23 усилие резания падает и на входе элемента 9 (фиг. 1) единичный сигнал исчезает и вновь открывается вы I ход блока 2 через элементИ4в интерполятор 3 и закрывается выход генератора

12 через элемент И 11 в блоке 5. Отвод 5 заканчивается и продолжается отработка первого кадра программы. В точке 24 (фиг. 2) вводится второй кадр программы, отрабатывая его, инструмент переходит в точку 25.

56

Здесь вводится третий кадр программы, содержащий- перемещение инструмента по двум координатам из точки а в точку г, но так как инструмент стоит в точке 25, то, отрабатывая этоткадр, инструмент 49 выходит за контур заготовки. Выход ин> струмента из металла отмечает сразу же элемент 10 (фиг. 1) — на его выходе высокий единичный потенциал исчезает, Тогда на выходе. элемента И 16 появляется единичный сигнал, который перебрасывает триггер 17 в другое состояние. На выходном плече триггера 17 появляется команда в блок 1 об установке первого кадра программы и в блок 5 на установку приводов подач 6 на ускоренной подаче в исходное состояние — сначала по координате

2,, а затем по координате Х. После возвращения приводов подач 6 в исходное состояние (инструмент вернулся в точку О), они дают команду на сброс триггеров 14 и 17 в исходное состояние, и пропадание сигнала с выходного плеча триггера 17 является сигналом для блока 1 на ввод первого кадра. Обработка начинается вновь аналогично вышеописанному.

При обработке по последнему проходу, когда инструмент двигается но точкам 0-а-б-в-г-д-е-ж-и и инструмент не отводится от контура детали, в блок 1 от программы вводится команда, либо на смену инструмента, либо «конец программы .

Предлагаемое устройство позволяет исключить применение таких сложных по принципиальному построению, изготовлению и настройке блоков, как счетчики импульсов и регистры памяти. Применение данного устройства позволяет упростить алгоритмы работы, уменьшить степень вмешательства оператора в работу устройства, так как ему нет необходимости вносить сведения о заготовке, что позволяет уменьшить время на обработку каждой детали на 5-7%.

Формула изобретения

7 748353 8 торого соединен с входом блока управле- - второго алемента И соединены с выходом ния и со входом блока ввода программы, блока эадания скорости и со вторым входом а второй вход - с выходом привода подач интерполятора соответственно. и с первым входом первого триггера, rtopключенного выходом ко второму входу тре-5 Источники информации, тьего элемента И, а вторым входом - к принятые во внимание при акспертизе выходу второго порогового элемента, вход 1. Сб. Адаптивное управление металкоторого соединен с выходом датчика сило- лорежущими станками, M., НИИМАШ,С-1, tl вого параметра и со входом первого поро- станкостроение, 1973, с. 170-171, гового алемента, подключенного выходом 10 2. Авторское свидетельство СССР череэ первый элемент И ко второму входу l4 323766, кл. 5 05 В 19/00, 1970 блока управления, а второй вход и выход (прототип); ц7и.г. 4

g5 Об 2<

Фиг, 2

ОНИИПИ Закаэ 4355112 Тираж 956 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород,т ул. Проектная, 4