Устройство для автоматизации шлифовального станка

 

Союз Советсинк

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 891392 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 13.05,80 (21) 2923668/25 — 08 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет— (5! )М. Кл.

В 24 В 49/00

Гасударственный квмнтет

СССР до делам нзавретеннй н откритнй

Опубликовано 23.12.81 Бюллетень Ле 47

Дата опубликования описания 23.12.81 (53) УД К 621.924 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. К. Шапарев и В. А. Водичев (71) Заявитель

Одесский ордена Трудового Красного Зна политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ

ШЛИФОВАЛЬНОГО СТАНКА

Изобретение отнбсится к автоматическому управлению технологическими процессами металлообработки и может быть применено в станкостроении для повышения производитель. ности шлифовальных станков и улучшения качества обработанных деталей.

В шлифовальных станках с обработкой периферией круга износ шлифовального круга при постоянной его угловой скорости приводит к уменьшению скорости резания и, в результате к снижению производительности и ухудшению чистоты обработанной поверхности.

Для устранения влияния износа круга на производительность станка и качество деталей необходимо изменять угловую скорость шлифовального круга таким образом, чтобы независимо от величины его износа скорость резания (окружная скорость крута) оставалась постоянной.

Известно устройство для непрерывного контроля износа шлифовального крута, содержащее датчик износа крута, представляющий электрический проводник в виде двух симметричных отрезков спирали Архимеда, размещенный на шлифовальном круге и пересекающий слой круга, подверженный износу.

Устройство снабжено источником электрического напряжения, подключенным к обрабатываемой детали н проводнику измерителем

5 времени и регулятором скорости вращения кру à (i, .

Однако путь, проходимый точкой на рабочей поверхности шлифовального круга за

1О время между двумя измеренными импульсами, изменяется при износе крута, что требует для построения системы стабилизации скорости резания сложных нелинейных устройств и вызывает снижение точности их работы. !

Цель изобретения — упрощение системы автоматизации процесса шлифования и повышение ее точности.

Поставленная цель достигается тем, что проводник, размещенный ка шлифовальном круге, выполнен в виде двух гипербол, которые размещены так, что пересекаются в точке, лежащей на оси симметрии на расстоя-. нии от центра круга, равном половине его минимально допустимого радиуса, длина дуги окружности пшифонального круга, закля>чепной между отрезками проводника, выбрана равной половине длины окружности максимально изношенного круга, выход блока измерения времени подключен к запоминающему устройству непосредственно и через блок, сравнения, выход запоминающего устройства. соединен с регулятором скорости вращения круга через два алгебраических сумматора, а к выходу второго сумматора подключен пороговый элемент.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

На шлифовальном круге 1 радиусом R размещен электрический проводник 2, выпол. пенный в виде двух симметричных отрезков гиперболической спирали, исходящих из точки а, лежащей на оси симметрии шлифовального круга на расстоянии- от его центра, равном половине минимально допустимого радиуса изношенного крута1 2.Гиперболическая спираль в полярных координатах описывается уравнением P=kj9 Отрезки спирали располагаются на круге таким образом, что длина дуги окружности шлифовального круга, заключенной между ними, одинакова при любом диаметре (износе) шлифовального круга и равна половине длины окружности о максимально изношенного круга

6 = 6 = з = а где г> ° 4. гз и 4 — длины дуг окружностей при различном диаметре (износе) шлифовального круга;

r — минимальный радиус крута.

Проводник 2 электрически. соединен с валом шпинделя 3, к которому подключен источник 4 электрического напРЯжениЯ, свЯзанный с первым входом блока 5 измерения времени. Второй вход последнего соединен с обрабатываемой деталью 6, а третий вход— с первым выходом блока 7 сравнения. Выход блока 5 соединен с первыми входами блока

7 сравнения и запоминающего устройства 8.

На второй вход блока 7 сравнения подан опорный сигнал ton а второй выход блока 7 подключен к второму входу запоминающего устройства 8. Выход устройства 8 соединен через два алгебраических сумматора 9 и 10 с регулятором 11 скорости двигателя 12 вращения шлифовального круга. На сумматор 9 подан опорный сигнал t3, а на сумматор 10— задающий сигнал ы, К выходу сумматора

10 подключен пороговый элемент 13.

Устройство работает следующим образом.

При пуске станка на алгебраический сумматор 10 подан задающий сигнал ю 3. который

891 19 з

5

4 поступает на регулятор ! скорости лви>а>еля

12 шлифовального круга, Происхош1т разгон круга до угловой скорости ы >, при которой обеспечена требуемая скорость резания при неиэношенном круге V = м > R. При подводе круга 1 к обрабатываемой детали 6 концы проводника 2 периодически входят в контакт с деталью. Г1ри каждом контакте образуется цепь электрического тока источник 4 напряжения — проводник 2 — деталь 6 — блок 5 измерения времени. При этом на блок 5 поступает импульс электрического напряжения.

В блоке 5 производится измерение временного интервала между пришедшими íà его вход импульсами. Поскольку длина дуги окружности шлифовального круга, заключенная между отрезками проводника, постоянна и не зависит от диаметра шлифовального круга, при стабилизации временного интервала между импульсами, поступившими на блок 5, достигается и стабилизация скорости резания, согласно выражению

V = = const npu t = const, где т . — дпина дуги окружности шлифовального крута, заключенная между отрезками проводника; — время между импульсами;

V — скорость резания.

Пусть шлифовальный круг вращается в направлении, указанном на чертеже стрелкой.

Если первой в контакт с деталью входит точка Ь, с приходом второго импульса после контакта с деталью точки с на выходе блока 5 измерения времени появляется сигнал, пропорциональный времени поворота круга на длину дуги Если же первой в контакт с деталью входит точка с, после второго импульса (контакта точки Ь ) на выходе блока 5 появляется ошибочный сигнал. Для устранения таких ошибочных сигналов к выходу блока 5 подключен блок 7 сравнения, на который подан опорный сигнал ton, величина которого пропорциональна времени поворота максимально изношенного круга на длину дути е. = >> г при вращении его со скоростью ю >

7l

ton = (d l

Работа блока 7 синхронизирована с окончанием измерения в блоке 5, т.е. сравнение сигналов производится после каждого второго импульса. Если сигнал на выходе блока 5 не превышает опорного ton, блок 7 подает в запоминающее устройство 8 команду, разрешающую. запись в блоке 8 сигнала, поступающего с блока 5. Если же сигнал на выходе блока 5 больше опорного ton, зались в уст ройстве 8 не производится, а блок 7 сравнения подает в блок 5 команду на пропуск одного очередного импульса, обеспечивая правильность дальнейших измерений. Таким образом, на выходе запоминающего устройства

8 постоянно присутствует сигнал, пропорциональный времени поворота крута на длину дуги

Поддержание стабильности этого времени, а следовательно, и скорости резания осуществляется путем подачи сигнала с выхода устройства 8 через алгебраические сумматоры

9 и 10 на регулятор 11 скорости шлифовального круга. Если величина сигнала tk на выходе устройства 8 превышает значение t3, на выходе алгебраического сумматора 9 появляется сигнал разности Ь т = т — тэ, который, добавляясь в сумматоре 10 к сигналу задания скорости круга со э, поступает на регулятор

ll и обеспечивает увеличение угловой скорости двигателя 12.

Таким образом, по мере износа шлифовального круга задающий сигнал на входе регулятора 11 скорости вращения круга увеличивается, что обеспечивает поддержание с определенной степенью точности постоянства скорости резания. Когда задающий сигнал на входе регулятора 11 достигает величины, соответствующей минимальному диаметру круга (максимальной угловой скорости), срабатыва. ет пороговый элемент 13, подавая в схему автоматики станка сигнал на смену шлифовального круга.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение точносгл управления при упрощении конструкции.

89i392 а

Формула изобретения

Устройство для автоматизации шлифоваиьного станка, содержащее датчик износа шлифовального круга, размещенный на нем и выполненный в виде двух симметричных отрезков электрического проводника, выходящего двумя концами на рабочую поверхность крута, источник электрического напряжения, 10 подключенный одним выходом к датчику, а двумя — к блоку измерения времени, соединенного с обрабатываемой деталью и через схему управления с регулятором скорости вращения шлифовального крута, о т л иIS ча ю шее ся тем,что,сцельюупрощения устройства и повышения точности, отрезки проводника выполнены в виде гипербол, выходящих иэ точки, удаленной от центра на расстояние, равное половине его

20 минимально допустимого радиуса, и расположенных так, что длина дуги окружности, заключенная между ними, равна половине длины окружности максимально изношенного крута, а схема управления выполнена в виде последовательно соединенных блока сравнения, запоминающего устройства, двух сумматоров и порогового элемента, причем выход блока измерения времени подключен к второму входу запоминающего устройства и

Зо блоку сравнения, второй выход которого подключен к второму входу блока измерения времени, а выход второго сумматора подключен к регулятору скорости вращения круга.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 663539, кл. В 24 В 49/00, 1978.

891392

Составитель В. Алексеенко

A. Aq

Корректор А. Ференц

Редактор Г. Каплан

Подписное

Заказ 11099/20

Тираж 918

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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