Устройство для автоматической коррекции положения режущего инструмента

 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования на станках с ЧПУ, преимущественно токарных, для автоматического ввода коррекций в установочное перемещение режущего инструмента по результатам автоматического замера вьшета и поперечного смещения режущего инструмента. Решается задача увеличения быстродействия устройства путем сокращения времени настройки , достигаемой за счет замера положения инструмента в момент окончания отработки кадра настроечного цикла и ввода коррекций в перемещение подвода инструмента к детали по результатам произведенного замера без остановки движения. Коррекция положения режущего инструмента производится за четыре кадра. В первом кадре производится вывод вершины режущей кромки инструмента в полезрения оптической системы фотоэлектрической двухкоординатной матрицы, включение блока реле, ввод первого кадра. Во втором кадре производится экспозиция указанной.матрицы с помощью блока фотовспышки, подсчет коррекций. В третьем кадре отрабатыгвается часть перемещения подхода к детали, а в четвертом кадре отрабатывается остаток леремедения подхода к детали и дезактивация фотоэлектрической двухкоординатной матрицы. Импульсы второго формирователя им- | пульсов осуществляют сброс счетчиков обоих координат, отпирают оба запоминающих ключа второй координаты , записырают начальные коды в регистры сдвига первой и второй коррди нат. Выходные сигналы матрицы через аналоговые ключи подаются на элемец ИЛИ.Через первые и вторые запомина: щие клнзчи второй координаты испульсы генератора импульсов поступают на входы счетчика и регистра сдвига второй координаты, изменяя номер опрашиваемой строки. Аналогично с помощью запоминающих ключей, счетчика и регистра сдвига первой координаты изменяется номер опрашиваемого столбца. 1 ил. т с

СОЮЗ ОжТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1У- (11) (5g 4 (05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИБЛ1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3729890/24-24 (22) 31. 01. 84 (46) 15.08.86. Бюл. ¹ 30. (7 1) Институт повышения квалификации руководящих работников и специа листов- Министерства станкостроительной и инструментальной промьппленности (72) В.Г.Серебренный, Л.П.Акуленок, А.Б. Вишкарев, В,Н.Карякин и С.В. Цурганов .(53) 621.503,35(088.8) (56) Патент Англии № 1521263, кл. G 01 В 19/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 930008, кл. В 23 В 25/06, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

КОРРЕКЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования на станках с ЧПУ, преимущественно токарных, для автоматического ввода ко рекций в установочное перемещение режущего инструмента по результатам автоматического замера вылета и поперечного смещения режу" щего инструмента. Решается задача увеличения быстродействия устройства путем сокращения времени настройки, достигаемой за счет замера положения инструмента в момент окончания отработки кадра настроечного цикла и ввода коррекций в перемещение подвода инструмента к детали по результатам произведенного замера без остановки движения. Коррекция положения режущего инструмента производится за четыре кадра. В первом кадре производится вывод вершины режущей кромки инструмента в поле зрения оптической системы фотоэлектрической двухкоординатной матрицы, включение блока реле, ввод первого кадра. Во втором кадре производится экспозиция указанной матрицы с помощью блока фотовспышкии, подсчет коррекций. В третьем кадре отрабатывается часть перемещения подхода к детали, а в четвертом кадре отрабатывается остаток .перемещения подхо- Я да к детали и дезактивация фотоэлектрической двухкоординатной матрицы.

Импульсы второго формирователя импульсов осуществляют сброс счетчиков обоих координат, отпирают оба запоминающих ключа второй координаты, записырают начальные коды в регистры сдвига первой и второй коорди нат. Выходные сигналы матрицы через аналоговые ключи подаются на элемент

ИЛИ.Через первые и вторые запоминаю щие ключи второй координаты испульсы генератора импульсов поступают на входы счетчика и регистра сдвига второй координаты, изменяя номер опрашиваемой строки. Аналогично с помощью запоминающих ключей, счетчика и регистра сдвига первой координаты изменяется номер опрашиваемого столбца. 1 ил. й

1251078

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования на станках с ЧПУ, преимущественно то карных, для автоматического ввода коррекций в установочное перемещение S режущего инструмента по результатам автоматического замера вылета и поперечного смещения текущего инструмента.

Цель изобретения — увеличение быстродействия устройства путем сокращения времени настройки, достигаемое за счет замера положения инструмента в момент окончания отработки кадра настроечного цикла и ввода коррекций в перемещение подвода инструмента к детали по результатам произведенного замера без остановки движения, На чертеже изображена структурная схема устройства. 20

Устройство содержит фотоэлектрическую двухкоординатную матрицу 1, счетчики 2 и 3, регистры 4 и 5 сдвига„ первые запоьа нающие ключи 6 и 7, вторые запоминающие ключи 8 и 9 соответственно для второй и Первой координаты, первый формирователь 10 импульсов, аналоговые ключи 11, элемент ИЛИ 12, генератор 13 импульсов, второй формирователь 14 импульсов, 30 блок 15 реле, блок 16 фотовспьшпси.

Коррекция положения режущего инструмента производится за четыре кадра РΠ— 9 3, где кадр 9 0 является кадром выхода инструмента в зону измерения, а кадры Ф 1 - Ф 3 — кадрами подхода к детали с учетом коррекции.

В кадре Р О выполняются следующие

40 операции: 1) вывод вершины режущей кромки инструмента в поле зрения оптической системы фотоэлектрической двухкоординатной матрицы 1, 2) активация матрицы 1 путем подачи на нее вспомогательных постоянных напряже45 ний питания, 3) включение блока 15 реле, обеспечивающего подачу сигнала пКонец кадра" в устройство настройки для однократного подсчета коррекции, +) ввод кадра Р 1. Особенностью one" рации 1) является непостоянство координат вершины режущей кромки Х;, Е после отработки нулевого кадра, что возникает вследствие непостоянства вылета и поперечного смещения инструментов при их износе, заточке или замене. Особенностью операции 2) является желательность постоянства времени от активизации матрицы i до ее экспозиции с помощью блока 16 фотовспышки, производимой по окончании отработки кадра Р О, что обусловлено накоплением фонового потенциала в затворах матрицы 1, и с этой точки зрения длительность кадра 11 О должна быть достаточной лишь для срабатывания релейных устройств. Ввиду того, что длительность выхода в зону измерения значительно больше времени срабатывания реле, этот кадр целесообразно разбить на два, -предусмотрев в последующем необходимые технологическое команды. Общей особенностью операций 2) и 3) является применение различных технологических команд от блока электроавтоматики станка для активации матрицы 1 и подачи сигнала "Конец кадра" в устройство через блок 15 реле.

Это обусловлено тем, что эа весь цикл работы на схему должен быть передан этот сигнал, лишь соответствующий окончанию кадра Р О, так как вспышка и подсчет коррекций производятся однократно. Ввиду эа" держек при срабатывании и отпускании блока 15 реле его включение целесообразно произвести в кадре Ф О, а отключение — в кадре Р 1. Дезактивацию матрицы целесообразно произвести после ввода коррекций в устройство ЧПУ.

В кадре 9 1 выполняются операции

1) отработка части перемещения подхода к детали, 2) экспозиция матрицы

1 с помощью блока 16 фотовспышки, 3) подсчет коррекций, 4) ввод кадра Ф 2.

В кадре Р 2 выполняются операции:

1) отработка части перемещения подхода к детали, 2) ввод кадра В 3, содержащего команду ""Ввод коррекции L" с подадресной информацией, содержащей номера входов ввода коррекций 2 и 3. Если устройство ЧПУ допускает одновременный ввод лишь одной коррекции, этот кадр также может быть разбит на два.

В кадре 9 3 выполняются операции:

1) отработка оставшейся части перемещения подхода к детали и отработка коррекции; 2) дезактивация матри,цы 1 °

Все движения кадров Р 0 — 1 3 выполняются на быстром ходу беэ тор" можения движения между кадрами, 125

Дальнейшее движение выполняется в соответствии с технологией обработки детали.

Устройство работает следующим образом. 5

Через предварительно замкнутые контакты релейного блока 15 реле сигнал "Конец кадра" поступает на блок 1б фотовспышкии, осуществляющий засветку матрицы 1 в момент оконча- 10 ния предыдущего кадра. Информация о положении режущей кромки инструмента в этот момент фиксируется на светочувствительных элементах матрицы 1 в виде распределения зарядов, соответствующих светлым и темным учаеткам изображения. Одновременно сигнал "Конец кадра" запускает второй формирователь 14 импульсов, выходной импульс которого осуществляет сброс счетчиков 2 и 3 в нулевое состояние, отпирает оба запоминающих ключа 6 и 8 второй координаты, записывает начальный код 000...01 н регистр 4 сдвига второй координаты (ноль в младшем разряде) в код

111... 11 s регистр 5 сдвига первой координаты. Его разрядные выходы, устанавливающиеся в высокопотенциальное состояние, отпирают одновременно ЗО через управляющие входы аналогоные ключи 11. Единица младшего разряда регистра 4 второй координаты активизирует опрос rlepaoA строки матрицы 1.

Ее выходные сигналы через ключи 11 объединяются элементом ИЛИ 12. В

35 результате, если тень от инструмента не попала на первую строку матрицы 1, ее выходы имеют низкий «потенциал, и на выходе элемента ИЛИ 12

40 будет "0" (выработка сигнала с матрицы 1 производится в инверсном коде).

Через открытые запоминающие ключи б и 8 импульсы генератора 13, поступая на входы счетчика 2 и регистра 4 4> сдвига второй координаты, меняют номер опрашкваемой строки 1 и одновременно при переходе к следующей строке увеличивают на единицу код счетчика

2. В этот момент, когда опрашинаемая 5о строка оказывается хотя бы частично затененной проецируемым иэображением режущей кромки, на выходе элемента

ИЛИ 12 возникает высокий потенциал

"1", запирающий ключ 6 путем ноэдей- SS стния на его вход сброса. Опрос строк продолжается, однако его результаты не оказывают нлияния на счетчик 2.

1028 4

При записи "1" в старший разряд регистра 4 выход его старшего разряда через первый формирователь 10 импульсов закрывает ключ 8 второй координаты, записывает в регистр 4 второй координаты код 111...11, записывает в регистр 5 первой координаты код 000...01 и, воздействуя на входы установки н "1" ключей 7 и

9 первой координаты, разрешает прохождение импульсов от генератора 13 на входы регистра 5 и счетчика 3 первой координаты.

Для первой координаты описанный процесс повторяется с тем отличием, что ойрос матрицы 1 в этом случае производится не по строкам, а по столбцам, до того момента, пока хотя бы одна из фоточувствнтельньм ячеек матрицы 1 не окажется затененной. В этот момент выходной сигнал элемента ИЛИ 12 принимает единичное значение и по входу сброса закрывает ключ 7. Подача импульсов на счетчик 3 прекращается, и в нем хранится код, соответствующий номеру столбца матрицы, расположенного на границе освещенного и затененного поля. По завершении опроса последнего столбца выходной сигнал старmего разряда регистра 5 запирает ключ 9. После этого и до момента вво« да в память устройства ЧПУ счетчики

2 и 3 хранят значения кодов коррекций. Программное выключение релейного блока 15 реле исключает возможность повторного опроса.

В результате ввода коррекций отработка цикла подвода инструмента к детали происходит так же, как и для эталонного инструмента, точно наст роенного на нулевую точку станка.

При этом расстояние его вершины от базовой плоскости по 2 и от оси вращения шпинделя по Х соответствует заданному в программе с высокой точностью. Вследствие этого появляется возможность беэ дополнительных потерь времени сразу приступить к программной обработке, например к точению цилиндра заданного диаметра.

Формула изобретения

Устройство для автоматической коррекции положения режущего инструмента, содержащее блок реле, фотоэлектрическую двухкоординатную матрицу, выходы первой координаты кото1251028

ВНИИПИ Заказ 4409/43 Тираж 836

Подписное

Произв.-полигр. ггр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рой подключены через аналоговые ключи к входам элемента ИЛИ, и для каждой из координат счетчик и регистр . сдвига, причем выходы счетчиков являются выходами коррекции устройства, выходы регистра сдвига первой координаты соединены с управляющими входами аналоговых ключей, а выходы регистра сдвига второй коор.динаты подключены к входам второй координаты фотоэлектрической двухкоординатной матрицы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, в него введены первый и второй форми.рователи импульсов, блок фотовспышки, генератор импульсов и для каждой координаты первый и второй запоминающие ключи, информационный вход второго запоминающего ключа соединен с выходом генератора -импульсов, а выход — с информационными входами регистра сдвига и первого запоминающего ключа, причем вход сброса запоминающего ключа первой координаты соединен с выходом старmего разряда регистра сдвига первой координаты, вход сброса запоминающего ключа второй координаты соединен с выходом первого формирователя .импульсов, с входами установя 1t ки в 1 регистра сдвига первой координаты, первого и второго запоминающих ключей первой координаты и с входом начальной установки регистра

1О сдвига первой координаты, вход устав 1! нсвки в 1 которого соединен с одноименными входами первого и второго запоминающих ключей второй координаты, с входами сброса счетчиков, с входом начальной установки регистра сдвига второй координаты и с выходом ! второго формирователя импульсов, бло реле входом подключен к входу "Конец н кадра устройства, первый выходом— к входу Второго формирователя импульсов, а вторым выходом — к входу блока фотовспьппки, вход первого формирователя импульсов соединен с выходоМ старшего разряда регистра сдвига втор рой; координаты, выходы первых запомина ющих ключей каждой координаты соединены со счетными входами счетчиков, а входы сброса — с выходом элемента ИЛИ,