Система программного управления металлорежущими станками

 

:« ;С." "" И Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф 1

Зависимое от авт. свидетельства № 147421

Заявлено 27.IV.1970 (№ 1433271/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.1.1972. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 10.П1.1972

М. Кл. 6 05b 19/06

Комитет по делам изобретений и отнрытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.316.71:503.55 (088.8) Авторы изобретения

М. И. Коваль, В. С. Андреев, В. И. Фоменко и IO. П. Серебряков

Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков

Заявитель

СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМИ СТАНКАМИ

Известна система программного управления металлорежущими станками по авт. св. № 147421, содержащая копировальный индуктивный прибор, схему формирования управляющих сигналов и два исполнительных регулируемых привода подачи. Для автоматизации копирования замкнутых контуров произвольной формы в ней применены три индуктивных дифференциальных датчика, два из которых (координатные) определяют в поляр- 1р ных координатах положение точки пересечения оси копировального прибора с плоскостью копирования, а третий (корректирующий) вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению оси копировального прибора от задан- 15 ного начального отклонения, Система является прогрессивной и применена в ряде копировально-фрезерных станков.

Недостатки системы: а) для питания первичных обмоток коррек- 2р тирующего датчика служит выходное напряжение координатных датчиков. Для предварительного его усиления используется сравнительно мощный электронный или полупроводниковый усилитель, работающий в линейном 25 режиме, что снижает надежность схемы управления; б) в системе применяется переключение в автоматический режим копирования .при подводе прибора к копиру с помощью реле, уп- Зр равляемого сигналом координатных датчиков.

В момент переключения система работает в динамическом режиме «удар в стенку», что вызывает зарезы на детали даже при подводе фрезы к изделию с малой скоростью. Кроме того, система критична к расстройке координатных датчиков.

Предлагаемая система отличается тем, что сна содержит фазочувствительный усилитель и реле на выходе этого усилителя. Вход фазочувствгьтельного усилителя связан с выходом корректирующего датчика, первичная обмогка которого соединена с источником питания несущей частоты, а нормально открытые контакты реле включены между выходами всех датчиков и входами усилителей. Это позволяет повысить точность работы системы.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемой усовершенствованной системы управления.

Система содержит координатные индуктивные датчики копировального прибора 1ТД, 2ТД, корректирующий индуктивный датчик

ЗТД, усилитель-ограничитель Ib и усилитель

2У, функциональный преобр азователь Ф!7, ждущий триггер ЖТ, выходные фазовые дискриминаторы схемы управления для системы координат Х и У движения рабочих органов

PO станка ФД,, ФД;, фазовый дискриминатор ФД корректирующего датчика, фазочувст326556

65 вительный усилитель ФЧУ, реле Р, корректирующее звено КЗ;, КЗ,, исполнительный привод подач ИПГ!,-, ИПП,, копир К, копировальный прибор КП, генератор напряжений несущей частоты ГНЧ, рабочие органы РО„-, РО,.

Предлагаемая система управления, как и система по авт. св. М 147421, содержит три дифференциальных датчика 1ТД, 27Д и ЗТД, Питание координатных датчиков 1ТД, 2ТД осуществляется от генератора несущей частоты ГНЧ двумя пезавпсимымп напряжен»ями, сдвинутыми»à 90 эл. град. Сигнал на выходе датчиков появляется при текущем отклонении

6 пальца копировального прибора от его геометрической оси.

Величина сигнала пропорциональна величине текущего отклонения, а фаза его определяется углом нажатия копира на палец. Рабочим признаком сигнала является только его фаза.

Выходное напряжение датчиков 1ТД, 2ТД после усилителя-ограничителя 1У поступает в функциональный преобразователь ФП. Последний преобразует прямоугольное напряжение ограничителя в короткие по длительности импульсы, идущие на запуск ждущего триггера ЖТ. Фаза выходных импульсов ФП жестко связана с фазой выходного напряжения датчиков 1ТД, 2ТД и изменяется синхронно с ней. Ждущий триггер формирует прямоугольные импульсы, которые коммутируют транзисторы выходных фазовых дискриминаторов ФЛ,-, ФД, Опорные напряжения дискриминаторов ФД и ФД,- подаются от генератора ГНЧ и сдвинуты между собой на 90 эл. град. Поэтому напряжения постоянного тока па выходе фазовых дискриминаторов пропорциональны соотгетственно проекциям вектора начального отклонения

Выходные напряжения фазовых дискриминаторовв ФД, ФД; через коррек i нру ющпе звенья КЗ;, КЗ,- (в частности, это усилители постоянного тока, охваченные КС-цепочками) поступают на выход исполнительных приводов подач ИПП,-, ИПП,-, которые обеспечивают перемещение рабочих органов PO,, PO, а вместе с ними и копира К.

Для корректировки ошибок копирования системы служит датчик ЗТД. Первичная обмотка датчика ЗТД подключена па напряжении генератора ГНЧ параллельно с одним из контурных датчиков (на чертеже с 2ТД). Это позволило исключить пз схемы (авт. св.

¹ 147421) дополнительный мощный усилитель

ЗУ, а капал преобразования сигнала контур»ых датчиков 1ТД, 2ТД выполнить на полупроводниковых элементах, работающих в ключевом режиме. Указа»»ыс изменения повысили надежность и стабильность работы схемы формирования управляющих сигналов.

Выходной сигнал датчика ЗТД через усилитель 2У и фазовый дискриминатор ЗФД поступает на второй вход преобразователя ФП.

Под действием сигнала датчика ЗТД выходные импульсы Ф17 сдвигаются íà w -90, в результате чего выходные напряжения дискриминаторов ФД,, ФД,- изменяются таким образом, что результирующий вектор управляющего сигнала поворачивается на +t-90, т. е. касателы ая составляющая сигнала преобразуется в нормальную.

Для уменьшения зарезов на детали при переключении системы в режим автоматического копирования переключающее реле P через фазочувствительный усилитель ФЧУ подключено к выходной обмотке датчика ЗТД.

Система работает следующим образом.

При свободном состоянии пальца копировального прибора выходное напряжение датчиков 1ТД, 2ТД равно нулю. Выходное напряжение датчика ЗТД при этом максимально и оно удерживает реле Р в таком положении, что в системе возможно только ручное управление исполнительными приводами подач.

Копир подводят K копировальному прибору по направлению, близкому к касательной, через точку соприкосновени пальца прибора с копиром.

При отклонении пальца прибора под действием копира на заданную величину сигнал датчика ЗТД становится равным нулю. Реле P срабатывает и переключает систему в автоматический режим. Сигнал координатных датчиков формирует при этом на выходе дискриминаторов ФД,, ФД,- такие напряжения, что приводы подач ИПП,-, ИПП обеспечивают результирующую скорость взаимного движения копир — прибор по касательной, проведенной через точку касания. Благодаря этому при переключении системы зарезы уменьшаются. Одновременно снижается критичность системы к сстаточным напряжениям координатных датчиков при отсутствии нажатия на палец привода.

Из-за неточности измерения датчиками 1ТД, 2ТД угла нажатия копира на палец, погрешности схемы управления и инерционности приводов подач результирующая скорость движения отклоняется от касательной в ту или иную сторону. Это приводит к установлению неравенств 6)б, или 6(6, (т. е. ЛФО), что вызывает появление сигнала на выходе датчика

ЗТД. Этот сигнал корректирует управляющие па ряже»ия приводов таким образом, что направление результирующей скорости вновь совпадает с касательной.

Предмет изобретения

C»creua программного управления металлорежущими станками по авт. св. № 147421, отличаюи аяся тем, что, с целью повышения i очности, о»а содержит фазочувствительный усилитель и реле на выходе этого усилителя, при этом вход фазочувствительного усилителя

326556 мально открытые контакты реле включены !

1с ЖД ВЫХОДаМИ ВСЕХ ДЯТЧИКОВ И ВХОДаМИ усилителей.

Составитель 3. Маркова

Тскр,д Л. Куклина

Редактор Б. Федотов

Заказ 523/8 Изд. № 102 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 связан с выходом корректирующего датчика, первичная обмотка которого соединена с источником питания несущей частоты, а норКорректоры: Т. Бабакина и Л. Царькова