Устройство для управления подачейплоскошлифовального ctahka

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИЖОМУ СВ ЮТИЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик («)807231 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву р1)м. к.з (22) Заявлено 06.02.79 (21) 2720785/18-24 с присоединением заявки й© (23) Приоритет

G 05 В 19/39

В 24 В 49/00

Государстаеяяый комятет

СССР яо делам пзобретеива я àð à

Опубликовано 23.02.81. Бюллетень Й9 7

Дата опубликования описания 23.02. 81 (53) УДК 621.503.55 (088.8) (71) Заявитель зубообрабатывающих, шлифовал и заточных станков (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ

ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНОГО CTAHKA

Изобретение относится к автомати- эации обработки на шлифовальных станках.

Известно устройство для управления подачей шлифовального станка, представляющее собой систему программного управления шаговым приводом подачи шлифовального круга, со" держащее последовательно соединен" ные датчик касания, генератор импульсов, элемент И, коммутатор шагового двигателя, счетчик припуска, . соединенный через цифроаналоговый преобразователь и формирователь закона регулирования с управляющим 15 входом ".енератора. В этом устройстве снижение скорости съема осуществляет4й плавно, обеспечивая необходиьмй алгоритм обработки и повышая нроизводительность (1). 26

Недостатком устройства является невозможность его применения в станках и механизмах, осуществляющих обработку припуска дискретными подачами, например на плоскошлифоваль. ных, заточных и фрезерных станках.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления станком, которое позволяет программировать ЗО величину ступенчатого перемещения шагового двигателя на двух отрезках пути (принуска)в процессе прессования, содержащее мультивибратор со входом "запрет", соединенный с входом блока управления двигателем (БУШД), имекщего импульсный вход, счетчик пересчета количества отрезков пути и счетчик величины подачи..

Набор программа осуществляется с помощью переключателя и диодного дешифратора.

Известное устройство позволяет производить дискретные подачи в функции припуска. Вначале производится обработка большими подачами

Гчерновыми), затем малыми-(чистовыми). Внутри каждого участка припуска (чернового и чистового> все подачи одинаковы. Переход с черновых на чистовые подачи осуществляется скачкообразно (ступенчато).Это делается с целью приближения к оптимальному закону обработки 2).

Однако при скачкообразном снижении величины подачи средняя величина подачи уменьшается, что приводит к потере производительности.

Обычно С целью большего приближения к оптимальному закону увеличивают

807231 число ступеней снижения величины подачи — вводят больше двух режимов обработки, например три: черновая, получистовая и чистовая. Однако при том принципе построения систем, который заложен в известных устройствах, это ведет к очевидному увеличению объема оборудования, пропорциональному количеству ступеней. К тому ,же это усложняет настройку устройства — каждая ступень настраивается индивидуально. Из-за этих

10 недостатков ограничиваются тремя-четырьмя ступенями снижения величины подачи, жертвуя производительностью.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, что позволит оптимизировать процесс и повысит производительность обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее 20 первый мультивибратор, выходом подключенный к входу вычитающего счетчика, к суммирующему входу реверсивного счетчика и к первому входу блока управления шаговым двигателем, р5 выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, подключенного первым выходом через первый переключатель к первому входу первого мультивибратора введены последовательно включенные второй переключатель, второй мультивибратор, суммирующий счетчик и блок совпадения, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго мультивибраторов, а второй вход — с выходом вычитающего счетчика, второй выход реверсивного счетчика подсоединен к второму входу блока управления, а третьим выходом — к входу второго переключателя, причем третий вход 40 второго мультивибратора подключен к выходу первого переключателя.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма работы. 45

Устройство для управления подачей плоскошлифовального станка содержит (фиг.1) первый мультивибратор,1, соединенный с первым входом

2 бЛока 3 управления двигателя, а также с входом вычитающего счетчика

4 црипуска и суммирующим входом 5 реверсивного счетчика б. Первый выход счЬтчика б через переключатель 7 ссадинен с первым входом 8 "запрет" мультивибратора 1.Выход блока 3 соединен с вычитающим входом 9 счетчика б,а второй выход 10 счетчика 6 соединен с вторым входом блока 3.

Выход второго мультивибратора 11, имеющего аналоговый вход 12 для уп- Щ равления частотой, соединен с входом суммирующего счетчика 13, выход которого в параллельном коде соединен с первым входом блока 14 совпадения.

Второй вход блока 14 совпадения cqe- y5 динен с выходом вычитающего счетчи ка 4, а выход — с вторыми входами

15 и 17 первого и второго мультивибраторов, а его третий вход 16 соединен с выходом первого переключателя 7. Второй выход счетчика б через второй переключатель 18 соединен с первым входом 19 второго мультивибратора 11.

Кроме этого обозначены (фиг.2) зона Б„ д„ чернового припуска, эона

5„„ чистового припуска, точка 20 перехода с черновых подач на чисто-. вые, линия 21, наклон которой определяет режим шлифования, граница 22 допустимых подач, отрезок 23 равный последней чистовой подаче 0-23).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в счетчике

4 записано число, равное расстоянию от кромки шлифовального круга до точки, определяющей нужный размер обрабатываемой детали, а счетчики б и 13 сброшены в нулевое состояние.

Устройство может быть либо разомкнутым с использованием в качестве исполнительного — шагового двигателя, либо замкнутым со следящим приводом, скорость которого регулируется напряжением.

Рассмотрим сначала разомкнутое устройство с шаговым двигателем.

В случае работы устройства„ например, на плоскошлифовальном станке, в каждом крайнем положении стола включается мультивибратор 1 (включение не показано). Импульсы с этого мультивибратора поступают на суммирующий вход 5 счетчика 6, на вход 2 блока 3 и на вход счетчика 4. При этом двигатель блока 3 перемещает рабочий орган, осуществляя подачу

Счетчик 6 заполняется импульсами, а в счетчике 4 уменьшается записанное число. Когда счетчик 6 заполнится до состояния, набранного на переключателе 18 предварительного набора величины последней чистовой подачи, включается мультивибратор

11 и счетчик 13 начинает заполняться импульсами с частотой мультивибратора 11. Так начинается очередная подача. Окончание очередной подачи происходит в следующих случаях: а) при приходе импульса с выхода переключателя, 7 предварительного набора величины черновой подачи; б) при приходе импульса с выхода блока 14 совпадения кодов; в) при полном снятии припуска.

Названные три случая соответствуют трем ситуациям в цикле соответственно: черновым подачам, чистовым подачам и стоп — размер готов. Каждая ситуация складывается в зависимости от величины заполнения счетчика 4 и соотношения степени заполнения счетчиков 4 и 13.

807231

Рассмотрим каждую ситуацию отдельно и в том порядке, в каком они быв ают в цикле .

1. B ходе очередной подачи в счетчике 6 набегает число, набранное на переключателе 7 предварительного набора величины черновой подачи, и мультивибраторы l и 11 выключаются подача заканчивается, а счетчики б и

13 сбрасываются в нулевое состояние.

В этой ситуации величина подачи определяется положением переключателя 7. Это эона S ð„ на оси текущего припуска, S — эона чернового припуска. Здесь послв каждой подачи величина текущего припуска 5 уменьшается (стремится к нулю) на величину черновой подачи Sö (фиг.2):

Ч рн.

2. Из-за разности частот мультивибраторов 1 и 11 скорость заполнения счетчиков 6 и 13 также разная. Но в любом случае происходит такая очеред- 20 ная черновая подача в ходе которой наступает равенство текущих значений кодов счетчиков 4 и 13 прежде, чем счетчик б приходит в состояние, набранное на переключателе 7. В этой ситуа- 25 ции команда на отключение мультивибраторов 1 и 11 поступает с выхода блока 14 совпадения кодов на входы 15 и

17 соответственно. С этого момента идут чистовые подачи — каждая очередная подача меньше предыдущей, так как З число, записанное в счетчике 4, уменьшается с каждой подачей и поэтому равенство кодов в счетчиках 4 и 13 при очередной подаче наступает раньше, чем при предыдущей. Это зона

5 „ю на оси S (фиг.2).После каждой подачи величина текущего припуска уменьшается на величину текущей подачи ь S„,а их соотношения отвечают геометрическим построениям, по- 40 казанным на фиг.2.

3. Третьей ситуации соответствует случай, когда в ходе подач счетчик

4 приходит в нулевое состояние— припуск снят (не показано).

Остановимся подробнее на моменте перехода с черновых подач на чистовые (точка 20 на фиг.2). Чем больше частота мультивибратора 11, тем раньше (в области большего остающего- ® ся припуска) наступает равенство кодов в счетчиках 4 и 13 (начинаются чистовые подачи) и наоборот.

Поэтому величина чистового припуска определяется частотой мультивибратора 11. Частота мультивибратора 11 устанавливается по равенству нни), он бывает крайне редко. Чаще бывают случаи, когда окончание последней черновой подачи не совпадает с началом чистового припуска (прерывистая линия). При этом начало очередной подачи лежит в зоне чернового припуска, а конец — в зоне чистового припуска. Тем, не менее, в обоих случаях подачи не выходят за линию

0-21, а касаются ее, величина же подач стремится к нулю в точке 5 О. линий 22 условно делит диаграмму

S-д5 на две зоны: допустимых величин подач, лежащую ниже, и недопустимых с точки зрения качества подач, лежащую выше этой линии.

Касательная 0-21 должна лежать в зоне допустимых подач.

Величину чистового припуска следует выбирать такой, чтобы при принятой величине чврновой подачи точка 21 лежала правее и как можно ближе к прямой 22. В этом случае обеспечивается Максимальнбе сокращение машинного времени и максимальная производительность.

В равенстве (1) 5цист /д5ч рн выражает наклон касательной 0-21 и является величиной постоянной при принятом режиме шлифования. Поэтому и частота f мультивибратора 11 не зависит от величины черновой подачи и чистового припуска, а является величиной постоянной при принятом режиме шлифования.

Можно сделать вывод: самая последняя чистовая подача стремится всегда к минимуму — одной отсчетной дискрете привода. Следует сделать так, чтобы последняя минимальная чистовая подача Ь5цис - п стремилась не к одной . дискрете, а к ограниченной величине: 5чист vl c з 5(0-2З) °

Эта задача решается следующим образом: заполнение счетчика 13 запаздывает по отношению к счетчИку

6 на величину, набранную на его переключателе 18. Т.е. мультивибратор

11 начинает выдавать импульсы в счет-о чик 13 после того, как в счетчике б набежит число, равное последней (минимальной) чистовой подаче.Так как счетчик 6 заполняется частотой мультивибратора 1, от которого работает привод исполнительного механизма блока 3 и счетчик 4, то это запаз-, дывание измеряется в тех же единицах измерения, что и припуск. С учетом равенства (1) получают (1) а1 О

5ц и т 5черч. где F — частота мультивибратор

Переход с черновых на чистовые подачи показан двумя случаями (фиг.2), Первый случай — окончание последней черновой подачи совпадает с началом чистового припуска (сплошные ли5ц сг. 5черм. 5чист.п

F . .(2) Рассмотрим особенности работы схемы в случае замкнутой системысо следующим приводом.

В этом случае отработка подачи происходит в два этапа. На первом этапе осущеСтвляется вышеописанная

807231 работа, только на частоте мультивибраторов, на несколько порядков выше, чем описано, и.практически мгновенно по сравнению с быстродействием привода подач. В конце этапа после выключения мультивибраторов

5 счетчик 6 в нулевое состояние не сбрасывается, а напряжение, пропорциональное его содержанию, подается с выхода в качестве управляющего на вход блока 3. Двигатель разгоняется и начинает отрабатывать подачу (второй этап). С выхода привода на вычитающий вход 9 счетчика 6 поступают импульсы, количество которых пропорционально величине перемещения и уменьшают.его содержание. По мере от- 15 работки подачи управляющее напряжение уменьшается, и двигатель останавливается.

Если мультивибратор 11 имеет дополнительный аналоговый вход 12 для 20 .изменения частоты, в предлагаемую схему можно ввести адаптивное управление. Для этого нужно на укаэанный аналоговый вход подать электрический сигнал, пропорциональный контролируе- 5 мому параметру шлифования, например температур обрабатываемой поверхности. Тогда при возрастании температуры указанная связь увеличивает частоту дополнительного мультивибратора

11, наклбн касательной 0-21 уменьшается,что приводит к уменьшению подач интенсивности шлифования и темпера -" гуры обрабатываемой поверхности.

Устройство обеспечивает повышение лроиэводительности обработки до ЗОЪ за счет уменьшения количества проходов на этапе чистовой обработки.

Формула изобретения

Устройство для управления подачей плоскошлифовального станка, содержащее первый мультивибратор, выходом подключенный к входу вычитающего счетчика,к суммирующему входу реверсивного счетчика и к первому входу блока управления шаговым двигателем, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, подключенного первым выходом. через первый переключатель к первому входу первого мультивибратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства, в него введены последовательно включенные второй переключатель, второй мультивибратор, суммирующий счетчик и блок совпадения, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго мультивибраторов, а второй вход — с выходом вычитающего счетчика, второй выход реверсивного счетчика под.соединен к второму входу блока управления, а третий выход — к входу второго переключателя., причем третий вход второго мультивибратора подключен к выходу первого переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 554527, кл. 6 05 В 19/18, 1974.

2. Гумен В.Ф. и шмырева И.M.

Программирование процессов прессования в системе шагового привода.

Электромеханические системы управления Сб. AH СССР, Л., "Наука", 1971, с. 50-56 (прототип).