Устройство для управления подачей шлифовального станка

 

{ii>883871

Союз Советсиик

Сециалистическия

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01. 02. 80 (21) 2880630/18-,24 с присоединением заявки Но (23) Г1риорнтет

Опубликовано 23.1181. Бюллетень НВ 43

Дата опубликования описания 23. 11. 81 (51)), f(n,а

G 05 В 19/18

Госудврстоенны Я комитет

СССР яо делам нзобретеннЯ н открытнЯ (53) УДИ 6 2 1. 3 96 (088. 8) !

Э.A. Горельников, В.С. Земсков,. K.N.Êoñòþôîâ, -" (- д ".- )Ящ1

Л.Я. Иакаровский, В.Н. Михелькевич, К.В. Овчинкин„

И.С. Футерман и A.ß. Юснм,. " -: б,"0- б й. й,й бУт:б

Куйбышевский политехнический институт им.Л.В. +46 a в Четвертый Государственный подывпннковый эавод (с филиалом) (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ JJIIPABJIEHHH ПОДАЧЕЙ ШЛИФОВАЛЬНОГО

CTAHKA

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в прецизионном станкостроении,например, на шлифовальных автоматах с цифровым управлением и в станках с ЧПУ.

Известно устройство программного управления подачей шлифовальных. станков, содержащее счетчик циклов, блок генераторов импульсов, логический блок, коммутатор, шаговый двигатель, счетчик припуска, блок цифровой индикации, блок переключателей, дешифратор и др. элементы автоматики (13 . 15

Однако устройство не позволяет производить правку шлифовального круга на оптимальных технологических режимах, что снижает качество поверхности обрабатываемых изделий и 20 ограничивает долговечность работы приборным подшипников.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство, содержащее последовательно 25 соединенные датчик касания, генератор импульсов, элемент И, выход которого через коммутатор подключен к шаговому двигателю, счетчик припуска, выходы которого подключены 30 б к блоку цифровой индикации и через дешифратор ко второму входу зле" мента И, цифро-аналоговый преобразователь и формирователь закона регулирования, выход которого подключен к управляющему входу генератора импульсов (23 .

Однако известное устройство не позволяет порционно программировать съем абразивного материала с поверхности шлифовального круга и управлять процессом правки на оптимальных режимах и, как следствие, не обеспечивает высокие показатели точности поверхности и геометрии обрабатываемых деталей.

Цель изобретения — повышение точности и расширения функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управле- ния подачей шлифовального станка, содержащее блок управления шаговым цвигателем, связанный первым и вторым .входами соответственно с первым и вторым выходами блока формиро-. вания направления вращения, подключенного входом к первому выходу центрального блока управления, соеди- ненного вторыми выходами с первыми

883871 входами задатчика частоты вращения, третьим выходом — с первым входом первого блока памяти, четвертыми выходами — с первыми входами вычислительного блока, первым входом — с выходом датчика касания, а пятым выхо дом — с первым входом аналого-цифрового преобразователя, подключенного вторым входом к выходу датчика размера детали и ко входу блока знака отклонения эталонного кольца, а выходом — ко второму вХоду вычислительного блока, соединенного третьим входом — с выходом блока знака отклонения эталонного кольца, четвертым входом — с выходом задатчика размера детали, а выходом — co вто- 15 рым входом первого блока памяти, подключенного выходом к первому входу первого счетчика, связанного вторыми входами с шестыми выходами центрального блока управления, а 20 выходом через дешифратор — co вторым входом центрального блока управления и управляющим входом блока задания программы, подключенного выходом ко второму входу задатчика частоты вращения, связанного третьим входом со вторым выходом блока формирования направления вращения, а выходом с третьим входом первого счетчика, введены два формирователя импульсов, два элемента ИЛИ, блок синхронизации,второй счетчик, элемент И,третий задатчик величийы перемещения и второй блок памяти, соединенный первым входом с седьмым выходом центрального блока управления, вторым входом с первнм входом первого элемента ИЛИ, а выходом — со входом первого Формирователя импульсов и с первым входом блока синхронизации, подключенного вторым входом к выходу задатчика 40 частоты вращения, к первому входу второго элемента HJIH и к первому входу элемента И, а выходом — ко второму входу элемента И, связанного выходом со вторым входом второго эле- мента ИЛИ и с первым входом второго счетчика, подключенного вторым входом к выходу задатчика величины перемещения, третьим входом — к выходу первого формирователя импульсов, 50 четвертым входом — к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом через второй

Формирователь импульсов — ко второму входу второго блока памяти, причем вь.ход второго элемента ИЛИ связан с третьим входом первого блока управле- ния шаговым двигателем.

На фиг.1 изображен график изменения скорости перемещения поперечного суппорта V за цикл обработки одной детали; на фиг. 2 — функциональ- 60 ная схема предлагаемого устройства.

Ба скорости быстрого подвода шлифовальный круг за время (t -0) вводится s соприкосновение с обрабатываемой деталью. Черновая обработка в течение времени с -й производится на скорости М . Время чистовой обработки деталй составляет t> -t -Çà время обработки одной деталй суппорт проходит путь S„ + S + S . При об,ратном ходе супйорта в режиме обработки детали как с правкой круга,так и без правки проходит тот же путь S .

Отвод суппорта осуществляется в течение времени tq -tq . Правка шлифовального круга осуществляется за время t -t<, в течение которого суппорт шлифовального станка перемещается регулируемыми порциями S„„ S><.

Устройство содержит центральный блок 1 управления, первый блок 2 памяти, вычислительный блок З,аналого-цифровой преобразователь 4,первый счетчик 5, задатчик 6 частоты вращения, блок 7 направления вращения, блок 8 управления шаговым двигателем, шаговый двигатель 9, механизм 10 поперечной подачи, блок 11 станок приспособление — инструмент — деталь,дешифратор 12, блок 13 программы, датчик 14 размера детали, блок 15 знака отклонения эталонного кольца,, задатчик 16 размера детали, датчик 17 касания, первый элемент ИЛИ 18,второй блок 19 памяти, первый формирователь 20, блок 21 синхронизации, элемент И 22, задатчик 23 величины перемещения, второй счетчик 24, второй элемент ИЛИ 25, второй формирователь 26.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства состоит из двух этапов — измерения действительного пути перемещения суппорта в цифровой форме для обрабатываемого кольца и его отработка. После команды на начало измерения внутреннего диаметра обрабатываемого кольца, центральный блок 1 управления вырабатывает управляющие сигналы, синхронизирующие работу блока 2-4 и 14-16.

Один из управляющих сигналов осуществляет "Сброс" блока 3, а другой переписывает показание из блока 16 о параметрах эталонного кольца в блок 3. Далее управляющий сигнал с блока 1 разрешает работу аналогоцифровой преобразователь 4. Аналоговый сигнал, характеризующий отклонение наружного диаметра приборного подшипника от эталонного кольца, преобразуется блоком 4 в число.()дновременно блок 15 определяет знак отклонения величины наружного диа-. метра обрабатываемого изделия от эталонного кольца, задает режим работы блоку 3 (сложение-вычитание).

В результате этих операций на выходе блока 3 формируется цифровая информация о пути перемещения поперечного суппорта для снятия измеренного припуска иэделия, которая переписывается из блока 3 в первый блок 2 па—

883871

Отработка цифровой информации перемещения поперечного суппорта состоит в следующем. 10 команда на начало подачи суппорта задается блоком 1, который одновременно определяет. режим работы блока 7, обеспечивающему подвод суппорта, т.е. соответствующее чередование фаз блока 8 и направление вращения шагового двигателя 9. Уровень Vq на участке (t 0) быстрого подвода определяется блоком 6. С началом перемещения суппорта с выхода блока 6 через второй элемент 2()

ИЛИ 25 на третий вход блока 5 поступает последовательность импульсов,списывая информацию, полученную в процессе измерения.

В момент t< касания шлифовального круга с обрабатываемым изделием датчик 17 касания выдает команду блоку 1 на изменение режима работы,который, воздействуя на блок 6, обеспечивает понижение скорости подвода суппорта до уровня V соответствующего скорости черновой подачи. В момент t совпадения числа, набранного в блок 13 с числом в блоке 5, осуществляется понижение скорости подвода суппорта до уровня V>, соответствующегo скорости чистовой подачи. мяти для хранения. В последующем цифровая информация с блока 2 переписывается в блок 5 для отработки. Такое построение и связь блоков 2-4 и 14-16 позволяет определить путь перемещения поперечного суппорта шлифоваль ного круга для последующего кольца при отработке предыдущего.

В момент .t, когда число в блоке

5 станет равнйм О, т.е. снят весь припуск, шаговый двигатель тормозится до нулевой скорости. Блок. 1 отсчитывает выдержку времени необходимую на выхаживание, по окончанию которой блок 1, воздействуя на блок 7, обеспечивает изменение направления вращения шагового двигателя 9, т.е. начинается отвод суппорта. Одновременно во время в блок 5 переносится число, равное расстоянию, на которое нужно отвести суппорт. Блок 1 автоматики, воздействуя на блок 6, обеспечивает отвод суппорта на скорости Vq aa время 55

Блок 6 содержит элемент запрета, предотвращающий выдачу команд изменения скоростей V, V, V, при отводе суппорта. По окончании ускоренного отвода суппорта t< в первом счетчике 5 имеет место нулевая 60 информация и отвод суппорта прекращается. По такому алгоритму работает устройство числового программного управления в режиме без правки круга.

Осуществление порционной подачи шлифовального круга.

При поступлении импульса из блока

1 автоматики второй блок 19 памяти, находящийся в нулевом состоянии, переходит в единичное. Переход 0-э 1 вызывает появление прямоугольного импульса на выходе первого формирователя 10. СФормированный импульс осуществляет переписку начального кода, соответствующего заданному коэффициенту пересчета, из задатчика величины перемещения ?3 во второй счетчик

24. Одновременно сигнал "1" с выхода элемента памяти через блок 21 синхронизации проходит на второй вход элемента И 22 и разрешает передачу импульсов с блока 6 на вход второго счетчика 24 и через второй элемент

ИЛИ 25 на вход блока 8. Поступающие импульсы на вход второго счетчика 24 изменяют его состояние от начального (."Перепись" ) до переполнения.

После переполнения счетчика на выходе его старшего разряда появляется переход 0 - 1, вызывающий срабатывание второго формирователя 26.

Последний формирует импульс, который проходит на вход второго блока 19 памяти, возвращая его в исходное состояние. При этом элемент И закрывается и поступление импульсов с блока 6 прекращается. Одновременно сформированный импульс проходит через первый элемент ИЛИ 18 и осуществляет сброс второго счетчика в нулевое состояние. Блок 23 обеспечивает регулирование порционной подачи (величины перемещения поперечного суппорта). В пределах 1-100 Мкм.Для этого блок 23 формирует различные кодовые ситуации, меняющие состояние счетчика после осуществления режима "Перепись.".

Обработка колец приборных подшипников в режиме правки.

Правка круга следует после обработки заданного числа колец приборных подшипников. При обратном ходе суппорта с шлифовальным кругом, также как и в режиме без правки круга,отводится от детали на полную величину

Ьц,записанную во втором счетчике 24.

После отвода суппорта в исходную точку (образующая шлифовального круга находится на одной линии с рабочей кромкой алмаза, осуществляющего правку.) в работу вступает устройство порционной подачи (блоки 16-26).управляющий сигнал с центрального блока

1 управления через первый элемент

ИЛИ 18 поступает во второй счетчик

24, устанавливая его в "0" состояние.

Одновременно блок 1 задает режим работы блоку 7, обеспечивающему нужное направление вращения двигателя 9, а также вырабатывает заранее задаваемое количество распределенных во времени импульсов, поступающих на вто883871

55 рой блок 19 памяти. В результате после отработки каждОго импульса из блока 6 через второй элемент ИЛИ 25 в блок 8 проходит число импульсов, соответствующее заданной задатчиком

23 величине, перемещения суппорта с шлифовальным кругом. При этом блок б определяет уровень скорости перемещения суппорта. Таким образом, в режиме правки, подача шлифовального к руга на алмаз осуществляется регулируемыми порциями, задаваемые задатчиком 23. После отработки каждой такой порции шлифовальннй круг выводится из обрабатываемой детали и подвергается правке.

За счет включения в устройство блоков 18-26, предлагаемое изобретение позволяет порционно программировать съем абразивного материала с поверхности шлифовального круга, управлять процессом правки круга на оптимальных режимах. В .результате обеспечивается повышение точности при обработке поверхности и геометрии обрабатываемых иэделий, а также повышается долговечность работы приборных подшипников. Испытания опыт.— но-промышленного образца предлагаемого цифрового устройства показывают, что шероховатость обработанных колец приборных подшипников находится на уровне десятого класса точности по . сравнению с девятым классом точности обработки колец без использования этого устройства. Экономический эф фект за счет программируемого порционного съема абразивного материала с поверхности шлифовального круга, повышения периода стойкости шлифовального круга, а также повышения производительности станка на 7-12% составляет 5100 руб. на каждый станок.

Формула изобретения устройство для управления подачей шлифовального станка, содержащее блок управления шаговым двигателем, связанный первым и вторым входами соответственно с первым и вторым выходами блока формирования направления вра щения, -подключенного входом к первому выходу центрального блока управления, соединенного вторыми выходами с первыми входами задатчика частоты вращения, третьим выходом— с первым входом первого блока памяти, четвертыми выходами — с первыми входами вычислительного блока, первым входом — с выходом датчика касания, а пятым выходом — с первым входом

5 !

О

50 аналого-цифрового преобразователя,подключенного вторым входом к выходу датчика размера детали и ко входу блока знака отклонения эталонного кольца, а выходом — ко второму входу вычислительного блока, соединенного третьим входом — с выходом блока знака отклонения эталонного кольца, четвертым входом — с выходом задатчика размера детали, а выходом - co вторым входом первого блока памяти, подключенного выходом к первому входу первого счетчика, связанного вторыми входами с шестыми выходами центрального блока управления, а выходом через дешифратор — со вторым входом центрального блока управления и управляющим входом блока задания программы, подключенного выходом ко второму входу задатчика частоты вращения, связанного третьим входом со вторым выходом блока формирования направления вращения, а выходом с третьим входом первого счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью повышения .точности и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены два формирователя импульсов, два элемента ИЛИ, блок синхронизации, второй счетчик, элемент И, третий задатчик величины перемещения и второй блок памяти,соединенный первым входом с седьмым выходом центрального блока управления, вторым входом — c первым входом первого элемента ИЛИ, а выходом — со входом первого Формирователя импульсов и с первым входом блока синхронизации, подключенного вторым входом к выходу задатчика частоты вращения,. к первому входу второго элемента ИЛИ и к первому входу элемента И, а выходом — ко второму входу элемента И, связанного выходом со вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом второго счетчика, подключенного вторым входом к выходу задатчика величины перемещения, третьим входом — к выходу первого формирователя импульсов, четвертым входом — к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом через второй формирователь импульсов — ко второму входу второго блока памяти, причем выход второго элемента ИЛИ связан с третьим входом первого блока управления шаговым двигателем.

Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 336633996666, кл. G 06 В 19/18, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 554527, кл. G 05 В 19/18, 1974.

883871 фиг, 2

Составитель Н. Горбунова

Техред А.Бабинец . Корректор С. Шекмар

Редактор Н.Рогулич

Тираж 943 Подписное

BHHHtlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Заказ 10230/72

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4