Устройство для управления копировальным станком

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 908574 (6l ) Дополнительное к авт. синд-ву У 582947 (22) Заявлено 02.06.80 (2I ) 2937046/25-08 (51)М. Кл. с присоединением заявки Рй

В 23 03504

Гасударственный камнтет

СССР (28) Приоритет—

tto делам нзабретений н атеритнй

Опубликовано 28.0?.82 Бюллетень М 8

Дата опубликования описании 28.02.82 (53) УДК 621.9. .08 (088.8) Ф

1

Б. В. Белов, С. Ф. Гольдшмид, К. И. Палк и Г. Л. Ць(бульский (72) Авторы изобретения (71 ) Зая в и тель

Особое конструкторское бюро станкостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ . КОПИРОВАЛЬНЫМ СТАНКОМ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках, управление движением рабочих органов которых осуществляется от копировальной машины.

По основному авт. св. Р 582947 известно устройство для управления копировальным станком, которое содержит первый привод, подключенный к исполнительному органу станка и последовательно соединетптые копир. датчик копирования второй следящий привод и датчик положения копира. Устройство содержит также последовательно соединенные сумматор, подключенный к датчику положения копира и датчику ошибки копирования, блок определения и сравнения ускорений и блок регулируемой задержки, управляющий вход и выход которого подключены соответственно к выходу сумматора и первому исполнительному приводу.

Копир, датчик ошибки копирования, следящий привод и датчик положения копира входят в состав копировальной машины.

Копировальная машина и исполнительный станок связаны между собой датчиками для согласования положения исполнительных органов станка. В качестве датчиков могут быть использованы импульсные датчики перемещений или аналоговые циклические датчики типа индуктосин.

В отличие от импульсных датчиков перемещений циклические датчики повторяют информацию о перемещении каждый цикл, обеспечтвая тем самым высокую надежность вос. произведения геометрических размеров детали, т.е. высокую надежность передачи упраиляющей информации с копировальной машины на исполнительный станок (11.

Однако в этом устройстве, позволяющем с высокой точностью обрабатывать изломы профиля деталей с учетом динамики станка не предусмотрено масштабирование геометрических размеров деталей по одному шаблону в сторону увеличения или уменьшения их размеров.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства, а именно, масштабирование геометрических размеров детали по одному шаблону при одинаковых

3 908574 ра!черах копировального пальца и фреэы при использовании аналоговых циклических датчиКоВ перемещений THIIB индуктосин на копировальной машине и исполнительном станке, Поставленная цель достигается тем, гго в .устройство введены последовательно соединенные преобразователь "перемегцение-код", блок сложения-вычитании с тактовым и управляющим входами, управляемый делитель частоты и преобразователь "скважность импульсанапряжение", а также управляемый делитель частоты и подключенный к нему блок уставок деления, и кроме того, соединенные последовательно генератор и делитель тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым 15 входом блока сложения-вычитания, а управля1ощий вход — с выходом блока уставок деления, при этом преобразователь "перемещение-код" подключен к блоку регулируемой задержки, выход преобразователя "скважность импульса-напряжение" соединен со входом исполнительного привода а второй вход эгого преобразователя через датчик перемещения связан с исполнительным органом.

Это позволяет при сохранении высокой точности работы устройства расширить его технологические возможности: изменять геометрические размеры детали по отношению к шаблону, т.е. вводить масштабирование при использовании аналоговых циклических датчиков, имеющих высокую надежность по отношению к импульсным датчикам, так как они возобновляют информацию каждый цикл, а частота питания датчиков существенно выше

15 частоты передачи управляющей информации.

При этом масштабирование обеспечивается без изменения частоты питания датчиков перемещений на копировальной машине и исполнительном станке.

4О

Введение в устройство делителя тактовой частоты и управляемого делителя частоты при неизменной частоте питания датчика изменяет цену дискреты импульса которая определяется шагом датчика и отношением частоты тактирования к частоте питания датчика. Например при масштабе (М) 1:1, шаге датчика $ = 2мм, частоте питания датчика f г,= 2 кГц, тактовой частоте . = 1000 кГц, имеет коэффициент деления управляемого делителя т !000 «Гц . 3AP.Дел. f 2 кГц п тогда цена дискреты импульса исполнительного устройства будет

Ь мм = 0,004

К „пр дел 500 импульс

4 при згом коэффициент деления тактовой частоты равен!

00000 «! Ц >о!!

ДОЛ !акт 1, 1000 кГц

В случае уменьшения масштаба, например

М 1:10, при f 2 кГц, f = 100000 кГц, Г

S = 2 мм, имеет

= 10000 кг

КдЕлтскт 10 где Кл „-,1гт= 10 и определяется коэффилт кт "р

М 1:10, К; 100:10-10, тогда т 10000 кГц = 5000

f р, ел.тсэкт.

2 кГц а цена дискреты импульса будет

Ь = S

2 мм = 0,0004 — мм —-5000 импульс

В случае увеличения масштаба, например

М 101, при 1 = 2 кГц, 1 = 1000 кГц, $ = 2 мм, имеем т 100 кГц 5р

f п 2 Ktu

К пр,дел, а цена дискреты импульса будет

2мм = pp4 мм

К 50 импульс

Так как при копировании модели на копировальной машине и непосредственной обработке детали на исполнительном станке, особенно в режиме увеличенного масштаба, увеличивается скорость исполнительного органа, то необходимо иметь устройство, учитывающее динамику станка.

На чертеже показана структурная схема устройства для управления копировальным станком.

Устройство содержит копир 1, датчик 2 ошибки копировяния, следящий привод 3, датчик 4 положения копира, Выходы датчиков 2 и 4 соединены со входом сумматора 5. Выход сумматора 5 подключен к управляющему входу блока 6 регулируемой задержки и входу блока 7 определения и сравнения ускорений.

Выход блока 7 подсоединен к регулируюшему входу блока 6 регулируемой задержки, выхол которого соединен со входом преобразователя

"перемещение-код" 8, выход последнего соединен со входом блока 9 сложения-вычитания.

ШОООО «r

К з

Аел так.т, где К = 1000, тогда лел.такт, 5

Выход блока 9 соединен со входом управляемого делителя 10 частоты, выхо : которого соединен с первым входом преобразователя

"скважность импульса-напряжение" 11. Второй вход преобразователя 11 соединен с выходом датчика 12 перемещений, который установлен на исполнительном органе 13, связанным с исполнительным приводом 14 станка. Выход блока 15 уставок деления соединен с управляющим входом управляемого делителя 10 час- 1О тоты и управляющим входом делителя 16 тактовой частоты, вход которого соединен с выходом генератора 17 тактовой частоты, а выход соединен с тактовым входом блока 9 сложения-вычитания. t5

Устройство работает в следующих 3-х режимах.

Режим сохранения размеров обрабатываемого иэделия (М 1:1).

Копир 1, перемешаясь по координатным осям, формирует величину ситнала ошибки на выходе датчика 2 ошибки копирования, который управляет следящим приводом 3.

Датчик 4 положения коинра находится на перемещающихся узлах копировальной маши- 25 ны и измеряет положение копирз l, но при этом не учитывает скоростной ошибки следящего привода 3. Для уменьшения ошибки копирования на больших скоростях в сумматоре 5 алгебраически суммируются сигналы с датчиков 4 и 2. В результате суммирования на выходе сумматора 5 появляется сигнал, описывающий положение копира 1 на копируемой поверхности. Сигнал с выхода сумматора 5 подается на входы блока 6 регулируе35 мой задержки и блока 7 определения и сравнения ускорений. В блоке 7 определяются ускорения перемещений по координатам исполнительного станка и сравниваются с эталонными величинами Величины эталонных ускоре 4 ний определяются исходя из величин заданных ошибок обработки быстродействия исполнительного привода 14. П1 и копировании изломов профиля ускорения перемещений по координатам могут превышать эталонные величины. В этом случае блок 7 подает сигнал на блок 6 и последний увеличивает время задержки, т.е. снижает скорость вывода сигналов положения на входе преобразователя 8.

Преобразователь 8 преобразует сигнал по50 ложения в унитарный код. С выхода преобразователя 8 унитарный код поступает на вход блока 9 сложения-вычитания. При установке масштаба 1:1 в делителе 16 тактовой частоты и управляемом делителе 10 частоты унитарный код без изменения проходит на преобразователь "скважность импульса-напряжение"

11. В результате исполнительный орган 13 имеет скорость такую же, как у копира i u

74 6 обрабатываемая деталь имеет ттг же геометрический размер, чт., и копируемый шаблон.

Режим увеличения размеров обрабатываемой детали.

При необходимости изменить размеры обрабатываемой детали в сторону увеличения, с выхода блока 15 уставок деления поступает соответствующий сигнал на управляющие входы делителя 16 тактовой частоты и управляемого делителя 10 частоты. Для получения масштаба увеличения в N раз, где N — число натурального ряда, коэффициент деления делителя 16 тактовой частоты устанавливается таким, что f . на входе блока 9 сложениявычитания уменьшается в N раз по сравнению с тактовой частотой при обарботке изделия с масштабом 1:1. При этом коэффициент деления управляемого делителя 10 частоты устанавливается таким образом, .то на входе преобразователя "скважность импульса-напряжение" 11 остается неизменным независимо от масштаба увеличения и имеет эу же величину, что и для масштаба 1:!.

Режим уменьшения размеров обрабатываемой детали.

Этот режим отличается от режима увелио чения тол ко тем, что f на выходе делителя

16 задается увеличенной в N раз по сравнению с масштабом 1:1. Коэффициент деления делителя 10 также устанавливается таким, <то частота f на его выходе остается неизменной независимо от малитаба и составляет ту же величину, что и в случае режима сохранения размеров обрабатываемого изделия (М 1:1).

В результате применения такого устройства масштабирования скорость исполнительного органа увеличивается или соответственно уменьшается в N раз по сравнению со скоростью движения копира, вследствие чего геометрический размер обрабатываемой детали увеличивается или соответственно уменьшается в

N раз по сравнению с геометрическим режимом копируемой модели.

Формула изобретения.

Устройство для управления копировальным станком по авт. св, и 582947, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, в устройство введены последовательно соединенные преобразователь "перемещение-код", блок сложениявычитания с тактовым и управляющим входами, преобразователь "скважность импульсанапряжение", а также управляемый делитель частоты и подключенный к нему блок уста,вок деления, кроме того, соединенные после,,довательно генератор и делитель тактовой час908574

Составитель Т, Юдахина

Техред Т. Маточка

Редактор Н. Гришанова

KoPPeayoP P Билак

Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 702/16

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тоты, выход которого соединен с тактовым входом блока сложения-вычитания, а управляющий вход — с выходом блока уставок деления, при этом преобразователь "перемещение-код" подключен к блоку регулируемой задержки, выход преобразователя "скважность импульса-напряжение" соединен со входом исполнительного привода, а второй вход этого преооразователя через датчик перемещения связан с исполнительным органом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 582947, кл. В 23 0 35/04, 1976.