Копировальное устройство

 

О П И С А Н И Е 368989

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сойз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. В 23q 35j00

Заявлено 27.Х1.1970 (№ 1497728/25-8) с пр исоед инением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 0811.1973. Бюллетень ¹ 10

Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министров

СССР

УДК 62-503.55 (088.8) Дата опубликования описания 4Х.1973

Авторы изобретения

С. Г. Синичкин, В. Е. Даняев и А. П. Трубин

Заявитель Научно-исследовательская лаборатория станкостроения и режущих инструментов при Горьковском политехническом институте им. А. А. Жданова

КОПИРОВАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Известны копировальные устройства, в которых привод с дискретными исполнительными элементами, например, электромагнитными муфтами, связан со схемой управления привода и копировальным датчиком с непрерывным сигналом на выходе.

Эти устройства широко применяются в копировальных металлорежущих станка (фрезерных, токарных и т. д.). Копирование контура на таких станках осуществляется путем переключения подач «на контур» и «от контура» при переходе щупа копировального датчика через границу между зонами его взаимодействия с копируемым контуром, причем при двухзонном копировании ближней к контуру зоне соответствует подача «от контура», а друтой — «на контур».

Граница между зонами определяется конструкцией копировального датчика, например, величиной зазора между контактами и не регулируется в процессе обхода контура.

При переключении подач имеют место выбеги рабочих органов станка, увеличивающиеся с увеличением подачи. В пределах сектора (квадранта) направления работающих подач не изменяются, а величины выбегов по каждой из координат примерно постоянны для установленной подачи. Однако величина перемещения щупа датчика (инструмента) по нормали к копируемому контуру, вызванного выбегом исполнительных органов станка, изменяется при обходе криволинейного контура (для удобства рассмотрения, здесь и ниже говорится о перемещении щупа датчика

S относительно контура).

Это обстоятельство приводит к геометрическому искажению контура обрабатываемой детали по сравнению с копируемым, что существенно снижает точность обработки.

10 Известен способ исключения этого искажения, который сводится к автоматическому регулированию соотношения между зонами изменением параметра, определяющего границу между ними, в зависимости от результата

15 сравнения фактической величины непрерывного сигнала на выходе датчика в конце выбега с заданной.

С целью повышения точности копирования на станках с дискретными исполнительными

20 элементами предложенное копировальное устройство снабжено корректирующим устройством, выполненным в виде блока сравнения, к входу которого через блок запоминания подключен выход копировального датчика, а

25 выход блока сравнения подключен к схеме управления приводом через логическую схему и преобразователь, причем выход преобразователя подключен к соответствующим входам блока запоминания и логической схе30 мы, а один из выходов блока запоминания

368989 непосредственно соединен с логической схемой. 4

Сигнал, поданный на вход преобразователя с выхода логического устройства, определяет границу между зонами рабочей характеристики датчика. Он изменяется (а следовательно, изменяется и граница) в соответствии со паком и величиной сигнала на входе логического устройства, пропорционального отклонения фактического положения щупа датчи«а относительно контура в конце выбега от заданного.

Изменение границы между зонами изменяет момент переключения подач и тем самым момент начала выбега.

Такая конструкция копировального устройства позволяет обеспечить заданную степень взаимодействия бо щупа копировального датчика с контуром в конце выбега и производить копирование с компенсацией неравномерного действия выбегов, что существенно повышает точность обработки детали (до двух раз).

На фиг. 1 показано внешнее копирование контура в виде окружности с возможностью устранения искажения путем изменения границы между зонами; на фиг. 2 — блок-схема предложенного устройства; на фиг. 3 — упрощенная принципиальная схема устройства; на фиг. 4 — графики изменения сигналов на отдельных элементах схемы.

Копировальное устройство содержит датчик 1 с непрерывным сигналом, подключенный и выходу 2 датчика, преобразователь 8 непрерывного сигнала в дискретный, схему управления приводом, подключенную к выходу 4 преобразователя, элемент 5 запоминания сигнала датчика в конце выбега, соединенный с выходом 2 датчика и с выходом 4 преобразователя, соединенную с выходом б элемента запоминания сравнивающую схему 7, на другой вход которой подан постоянный сигнал U<, определяющий заданное положение щупа датчика относительно контура в конце выбега, подключенное к выходу 8 сравнивающей схемы, к выходу 9 элемента запоминания и к выходу 4 преобразователя логическое устройство 10, выход 11 которого подключен к другому входу преобразователя 8.

Преобразователь 3 непрерывного сигнала в дискретный состоит из сравнивающего устройства на лампе 12, переключающего устройства на лампах 13 и 14, поляризованного реле Р5 и резисторов 15 — 21.

Элемент 5 запоминания сигнала датчика в конце выбега состоит из катодных повторителей на лампах 22 — 24 и резисторах 25 — 28, диодов 29, 80, запоминающего конденсатора

81, поляризованного реле Р1 и преобразователя 82 постоянного напряжения, который содержит модулятор с полупроводниковым ключом на входе, полупроводниковый усилитель переменного тока и выпрямитель с фильтром.

55 б0

4

Сравнивающая схема 7 образована соответствующим включением выхо,д» 6 элемента

5 запоминания и источника постоянного напряжения Up.

Логическое устройство 10 состоит из катодных повторителей на лампах 88 — 85 и резисторах 86 — 38, запоминающих конденсаторов

39, 40, резисторов 41 — 46, поляризованного реле РЗ и электромагнитного реле Р4. Контакт, реле РНК, Рб н Р7 принадлежат соответствующим электромагнитным реле схемы управления приводом (эти реле на схеме не показаны) .

На фиг. 4 показаны графики изменения сигналов, иллюстрирующие работу копировального устройства.

Положим, что с выхода 11 логического устройства 10 на вход преобразователя 8 (катод лампы 12) подано папря>кение U„,, определяюшее границу между зонами рабочей характеристики датчика, сигнал которого

U подан на сетку лампы 12. При этом II-ой зоне (см. фиг. 1) соответствует условие, что

1-ой зоне — условие, что Ьд(Ур. Если U )

)Uð, лампа 12 открыта, а контакт реле Рб находится в поло>кении «II зона», включена подача «на контур», и происходит уменьшение напря>кения U (см, фиг. 4,а).

В момент tpUд сравнивается с U и затем становится меньше его, что приводит к запиранию лампы !2, переключению ламп 13 и 14 и контакта реле Р5 в поло>кение «I зона».

При этом подача «на контур» отключается, но вследствие выбега напря>кение U продол>кает уменьшаться. Через замкнувшийся контакт Р5 поджигается тиратрон 47, что приводит к погасанию тиратрона 48 и выключению реле Р2. Контакт этого реле, шунтирующий во II-ой зоне диод 29 элемента запоминания, размыкается, другой его контакт подготавливает цепь реле Р4.

Когда рабочий орган начинает перемещаться в соответствии с подачей «от контура», напряжение U повышается. Диод запирается, и напряжение U <„,, соответствующее положению,щупа датчика относительно контура в конце выбега, запоминается на;конденсаторе 31. Напряжение (l „,, р авное по величине напряжению запоминавшемуся на конденсаторе 31, но «оторванное от земли» с помощью преобразователя 32, поступает на сравнивающую схему 7, на выходе 8 которой обер азуется напряжение Л У = — Л Ь 1 — — U<— Ugm(n, (так как 1/д,„ь,, ) Uo), Напряжение AU действует между сеткой лампы 34 и катодом лампы 85, потенциал которого относительно земли равен потециал которого относительно земли равен

Uð,, =U, (так как контакт реле Р4 замкнут). Поэтому на выходе катодного повторителя (34, 87) имеется напряжение, равное

U,,+ (— AU>) (с учетом знака разности

ЛУ). Эта часть схемы выполняет функцию сумматора.

368989

В момент tI срабатывает реле Р1, к которому приложено разностное напряжение

U- U 1„, и реле Р4. Напряжение U на выходе 11 логического устройства прйобретает новое значение U», =U„, — ЛУ,, так «aк конденсатор 89 на входе катодного реле

Р4 заряжается до значения напря>кения на выходе катодного повторителя 84, 87. При этом на выходе катодного повторителя 35, 88 запоминается напряжение

U».„— U», (т. е. напряжение, соответствующее границе между зонами до коррекции), так как контакт реле Р4 на входе этого повторителя размыкается.

Таким образом производится изменение границы между зонами на величину ошибки между фактическим положением датчика относительно контура в конце выбега и заданным. Когда U становится больше U».. происходит переключение контакта реле Р5 в положение «II зона», включение реле Р2 и выключение реле Р4. При этом шунтируется диод 29, и напряжение на конденсаторе 81 сравнивается с напряжением Uz, а на конденсаторе 89 запоминается напряжение U»,, которому будет равно и напряжение на выходе катодного повторителя 35, 38 (после замыкания контакта реле P4).

На этом цикл коррекции заканчивается.

При следующем движении «на контур» процесс коррекции повторяется. Таким образом, на основе анализа положения датчика относительно контура в конце предыдущего выбега корректирующее устройство изменяет границу между зонами (момент отключения подачи «на контур») для того, чтобы при последующем выбеге датчик оказался в заданном положении.

Процесс копирования контура начинается при U„= U»m,,- благодаря тому, что вход катоди п..лторителя 88, 36 подключен через и. з, ко1г;акт реле РУК к.делителю 41, 42.

Это необходимо для того; чтой! даже при максималы!ем выбеге, соответству1ощем верхнему допустимому значению подачи, датчи" оказался в районе заданного положения.

После этого начинает работать корректирующее устройство, и датчик в конце выбегов будет поддерживаться в заданном положении относительно контура.

При перекл!о !е11110 c i Topoii граница ду зонах!11 изменяется скачком (см. фиг. 1) .

Это происходит следующим образом.

Если ндет внешнее переключение секторов, когда датчик находится во II зоне, включается реле Рб, и через н. з. контакт реле РЗ кон10 денсатор 89 быстро заряжается (т=Рд C»), iIpH этом также изменяется напряжение на выходе 11, определяющее границу между зонами. Возрастание папряжеш1я Hpolicxoäèò до тех пор, пока U» 1

15 вызывает запирание лампы 12» переключение контакта реле Р5 в положение «1 зона».

При этом включается реле Р8, и происходиT фиксация напряжения U» Таким образом происходит привязка изменения границы к

20 величине последнего выбсга (от контура) в предыдущем секторе.

Проведенные испытания копировального устройства с коррекцией показали значительное повышение точности обработки дета25 лей (до двух раз) по сравнению с обработкой без коррекции.

Предмет изобретения

30 Копировальное устройство, в котором привод с дискретными исполнительными элементами, например, электромагнитными муфтами, связан со схемой управления привода и копировальным датчиком с непрерывным сиг35 налом на выходе, от.!ачающееся тем, что, с целью повышения точности копирования, оно снабжено корректирующим устройством, выполненным в виде олока сравнения, к входу которого через блок запоишания подключен

40 выход копировального датчика, а выход блока сравнеш!я подключен к схеме управления приводом через логическую схему и преобразователь, причем вы_#_îë преобразователя под1 лю !! 11 к соо1!1ет,. Тву1011!11м !1х!! !ам блок; за45 1!омипаппя и дои ческой xPмы, а од:ш нз выходов блока запоминания пепосредствс!шо соединен с логической схемой.