Устройство управления кинематическим дроблением стружки на токарных станках

 

O n M С А H И Е (и)938263

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски и

Социалмстичеси и к

Республик

* .г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6) ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 16.06.80 (21) 2973336(18-24 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опублмковано 23.06 82. Бюллетень № 23

Дата опублмкованмя описания 27.06.82 (5i)M. Кл .

Я 05 В 19118

feeyaapcame4 комитет

СССР ао аелан нзабретеиий н открытий (53) УДК 621. .503.55 (088.8) М. А. Эстерзон, P. И. Кондриков и В. В. Шеголев, -:= т

Орвана Труаового Краевого Знамена енонернменг е.наф научно-исследовательский институт металлорежущих станков (72) Авторы изобретения . (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИМ

ДРОБЛЕНИЕМ СТРУЕЧКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ

Изобретение относится к обработке деталей на токарных станках с ЧПУ и может быть использовано как во вновь проектируемых системах числового программного управления, так и при модернизштии

5 уже существующих систем.

Известно устройство цля кинематического дробления стружки, используемое на токарных станках и соцержащее вибрапионный исполнительный механизм, систему перецачи импульсов резцецержах:ки от задаюше го кулачка, кинематически связанного с шпинцелем станки. При этом исполнительный механизм выполнен в виде мембринногО патрОни, BITGK котОрогО связин с непоцвнжной частью станка, а корпус споцвижной частью режеаержавки, получающей цвкжение от зацающего кулачка че» реэ систему перецачи импульсов, которая выполнена в вице закрытой гицрообьемнойго перецачи с автоматической компенсацией возможных утечек )1), Не цостатвами цанного устройства являются сложность конструкции, громозц2 кость, а потому малая нацежность и не-. удобство в эксплуатации. Кроме гого, устройство такого типа сложно. использовать на тожарных станках с ЧПУ.

Наиболее близким техническим 1. решением к изобретению является устройство, содержащее блок задания скорости системы

ЧПУ, связанный выходам с первым входом блока переклточения, блок формирования перемещений, соединенный выхоцом с вхоцом привода поцач, а первым вхо цом - с высодом блока переключения, эадатчик времени, который управляет блоком пере ключения и соецинен первым выходом с

et.o вторым входом, а вторым выходом с первым вхоцом предварительно настраиваемого счетчика, кот,орый своим первым выходом соединен с вторым входом блока рсрмирования. перемещений, а вторым вы ходом - с третьим вхоцом блока nepeamoчения, генератор импульсов цля ввтолне ния дополнительного перемещения, соединенный с вторым входом предварительного настраиваемого счетчика (2). з 93826

Однако задатчик времени, управляя бло«м переключения, прерывает пойачу импульсов от системы ЧПУ и в это время осутнествляется пополнительное перемещение в випе отвоца и подвопа режущего ин- 5 струмента относительно обрабатываемой поверхности, что приводит к снтокению произв оаительн ости и а 5 0% на участках тре бутощих разделения стружки на отрезки. Последовательность выполнения устройством

1О цополнительных перемещений допускает в отдельные моменты времени увеличение сечищя стружки цо двух раз, тем самым повышая нагрузку на режущий инструмент.

Применение в устройстве собственного генератора импульсов цля выполнения дополнительных перемещений снижает надежность совместной работы устройства и системы ЧПУ. Кроме того, известное устройство не позволяет зацавать информацию о о режимах работы в управляющей программе при выполнении переходов токарной обработки с различными режимами резания (4, S ).

Цел.. изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение произвопительности обработки.

Поставленная цель достигается тем, что B устройство, содержащее генератор импульсов, реверсивный счетчик, блок задания сКорости, связанный выходом с ггервым входом блока переключения, блок формирования перемещений, соединенный выходом с входом привода подач, введены блок управления направлением дополнительного M перемещения, блок у1травления щвследовательностью дополнительных перемещений, блок задания скорости дополнительных перемещений, формирователь команд, импульсный преобразователь угла поворота 40 шпинцеля, триггер, блок памяти, связанный с выходом блока ввода, а соответствующими выходами - с первым входом блока количества пропускаемых меток, с

1тервым входом блока задания скорости цо-45 полнительных перемещений, с первым входом реверсивного счетчика и с первым входом блока управления направлением дополнительного перемещения, подключенного выходом к входу блока формирования перемещений, вторым. входом - к первому выходу блока переключения, третьим и четвертым вхоцами — соответственно к первому и второму выходам блока управления послец вательностью дополнительных» перемещений, а пятым входом - к второму входу peверсивного счетчика и R выхо,ду блока з щ щня скорости дополнительных

3 4 перемещений, связанного вторым входом с вторым выхопом генератора импульсов, а третьим вхоцом - с вторым входом блока переключения и с первым выходом триггера, второй выхоц которого соединен с третьим входом реверсивного счетчика, связанного четвертым входом с вторым выходом блока переключения, пятым и шестым входами — соответственно с первым и вторым выходами блока управления последовательностьюю дополнительных перемещений, а седьмым входом - с первым входом блока управления направлением дополнительных перемещений, выход реверсивного счетчика поцключен к azooy блока управления 1тослеповательностью цо полнительных перемещений, связанного третьим выхопом с первым входом три гера, подключенного вторым и третьим входами соответственно к первому и второму выходам формирователя команд, соединенного вторым вхопом с выходом импульсного преобразователя угла поворота шпинделя, На фиг. 1 пана блок- хема устройства управления кинематическим дроблением стружки; на фиг. 2 - функттиональная схема формирователя команд;. на фиг. 3функциональная схема реверсивного счетчика; на фиг. 2 — функциональная схема блока управления последовательностью дополнительных перемещений; на фиг. 5футткциональная схема блока управления направлением дополнительных перемещений; на фиг. 6 — схема дополнительных перемещений инструмента для разделения струж л на отрезки.

Устройство содержит (фиг. 1) генерагор 1. импульсов, формирователь 2 перемещений, привод 3 подачи, блок 4 задания скорости, блок 5 ввода; блок 6 памяти, импульсный преобразователь 7 угла поворота шпинделя, формирователь 8 команд, триггер 9, блок 10 задания скорости дополнительных перемещений, реверсивный счетчик 11, блок 12 управления последовательностью дополнительных перемещений, блок 13 управления направлением дополнительных перемещений, блок

14 переключения.

Формирователь 8 команд содеркит (фиг, 2) элементы ИЛИ 15-23, элементы И 24, быстродействующий синхронный реверсивный четырехразрядный счетчик 25, входные шины 26-29 соответствуют первому входу блока 8, 30 - второму вхоцу блока, выхоцные шины 3 1 - первому выходу блока, а 32 - второму выход блока, шина 33 - передача инфсрмации (ПИ) .

9382

Реверсивный счетчик 11 содержит (фиг. 3) элементы ИЛИ 34-44, элементы

И 45-48, быстроцействуюшие реверсивные синхронные четырехразрядные счетчики 49-50. Входные шины 51-58 соответствуют первому входу блока 11, 59второму входу, 60 - третьему вхопу,61четвертому входу, 62 - пятому вхопу, 63шестому входу, 64 — седьмому входу.

Блок 12 управления последовательностью дополнительных перемещений содержит (фиг. 4) элементы ИЛИ 65-75, триггер 76, быстродействующий асинхронный четырехразрядный счетчик 77. Выходные шины 78 соответствуют первому выходу, 79 — второму выходу, 80 — третьему выходу блока.

Блок 13 управления направлением дополнительных перемещений содержит (фиг. 5) элементы И 8 1-84, элементы ИЛИ 85-92. Входные шины 9394 соответствуют первому вхо пу блока, 95-98- второму входу блока, 99-третьему входу блока, 100 - чет- 5 вертому вхопу блока, 101 — пятому входу блока, выводы выходных шин 102-105 соответствуют выхо ду блока.

На фиг. 6 представлена схема дополнительных перемещений, на которой пока- 3 зана цилиндрическая развертка обрабатываемой поверхности, где участкам - с

-3; Р— f — g соответствуют перемещения режущего инструмента для разцаления стружки на отрезки, а участки а-в, d - е

35 перемещению — с подачей.

Устройство работает следующим образом.

Режим стружкодробления в программе задается адресом "С в коде 36 0 с пя40 тью строками после адреса. Первая строка после адреса задает режим дробления по координатам Х или 7.. Значение 1 в первой строке — дробление по координате

Х значение 2 в первой строке- дробление .

45 по координате Z . Вторая и третья строка после адреса задает количество импульсов дополнительных перемещений по координатам Х,7,; во второй строке десятки (по 9), в третьей строке-единицы(до 9). Четвертая

- 50 строка после адреса замет количество пропускаемьх меток (оборотов шпинделя) (цо 9). Пятая строка после ацреса зада- ет номер скорости дополнительного перемещения (цо 9). Пример программы: с5

С2 1644 (режим стружкопробления по координате 2, величина дополнительных перемещений 16 цискрет, разделение стружки на отрезки через 4 оборота шпинделя, скорость допсцппгтельных перемещений Na 4). Адрес "С» программируется перец концом кацра программы.

С блока 5 ввом информация поступа ет в блок 6 памяти, состоящий из буферного и рабочего регистров, а затем с его выхода на первые входы формирователя 8 команд, блока 10 задания скорости дополнительных перемещений, реверсивного счетчика 1 1, блока 13 управления HBrrpBBJIBErrreM дополнительных перемещений, а также на сецьмой вхоц реверсивного счетчика 11. Триггер 9 и блок 12 управления послецовательностью дополнительных перемещений привоцятся в исходное состояние установочным сиг налом конец окончания кацра (KOK) из системы ЧПУ. Инфгрмация о количестве пропускания меток и величине дополните льного перемещения заносится соответственно в блоки 8 и 11 по сигналу передача информации (ПИ), поступающему из системы ЧПУ.

От генератора 1 системы ЧПУ в устройство для кинематического цробления стружки на второй вход блока 10 задания скорости дополнительных перемещений подается последовательность импульсов с частотой 16 кГц в момент поступления строба системы ЧЛУ, обеспечиваюш;ая синхронизацию работы устройства с системой ЧПУ и исключающая возможности потери информации в системе ЧПУ при совместной работе. Блок 10 представляет собой быстродействующий синхронный двоичный шестиразрядный счетчик — делитель частоты с постоянным и переменным коэффициентом целения.

От импульсного преобразователя 7 у1ла поворота шпинделя сигналы-метки (одна метка за один оборот шпинделя в момент поступления строба 5 системы ЧПУ) поступают на второй вход блока 8 (входная шина 30, фиг. 2); Метки подаются на вход вычитания и при постижении элементом 25 состояния "ециница» элементы 22 - и 23 формируют единичный импульс, который с первого выхоца блока

8 (выходная шина 32) поступает на второй вхоц триггера 9.

Сигнал с первого выхоца триггера 9 поступает на третий вход блока 10 и второй вхоц блока 14 переключения, а с второго выхоца на третий вход реверсивного счетчика 11 (входная шина 60, фиг. 3), запуская их в работу . Импульсы, поступающие от блока 4 зацания скорости (перемещение суппорта с рабочей подачей

So ), с первого выхода блока 14 пореклю7 9382 чения на второй вход блока 13, формирователь 2 перемещения, привод 3 подачи начинают поцаваться с второго выхода блока 14, на четвертый вход реверсивного счетчика 11 (входная шина 61 см. фиг. 3). С выхода блока 10 выдается последовательность импульсов с частотой, заданной в управлятощей программе {УП), поступающая на второй вход блока 11 ,(входная шина 59, фиг. 3 и на пятый to. вход блока 13 (входная шина 101, фиг.5), с выхода которого импульсы поступают на формирователь 2 перемещения, à затем на привод 3 подачи.Количества импульсов, поступивших 15 на привоц подачи 3 определяется обьемом и работой реверсивного счетчика 11.

Обьем реверсивного счетчика 11 состоит из значения задаваемого в УП, и которому добавляются или вычитаются импуль- 2р сы, проходящие от блока 4 задания скорости системы ЧПУ, через блок 14 во время выполнения дополнительного перемещения. Дополнительное перемещение в режиме одна метка за оборот шпинделя 25 .всегда выполняется в направлении основной подачи минус, что определено состоянием элемента 76 (фиг. 4) и наличием сигнала на первом выходе блока 12 (выходная шина 78 фиг. 4), который по- 30 ступает на пятый вход блока 11 (входная шина 62, фиг. 4).

Поэтому импульсы от системы ЧПУ, поступаютцие на четвертый вход блока 11 (входная шина 81, фиг. 3) через элемент

45 подаются на суммирующий вход элемента 49. При обнулении элементов 49 и

50 (т.е. перемещение выполнено на участке в-с фиг. 6) на выходе блока 11 n является сигнал, который поступает на вход блока 12;На втором выходе блока 12 (выходная щина 79, фиг. 4) появляется сигнал, который поступает на четвертый вход блока 13 (выходная шина 10, фтг.5), меняет направление дополнительного неремещения на плюс и, поступая на шестой вход блока 11 (входная шина 63, фиг. 3), разрешает подачу импульсов от системы ЧПУ через элемент 46, 34 и 35 на вь читатощий вход элемента 49.

При обнулении элементов 49 и 50

{т.е. выполнено перемещение на участке с — с ) на выходе блока 11 появляется сигнал, который опоступает на вход блока 12. Данный сигнал проходит через элементы 65, 77, 70. 72 и 73 (йиг.4) и элементами 74 и 75 формируется единичный импульс, который с третьего выхода блока 12 (входная шина 80), по63 8 ступает ыа первый вход триггера 9. ра» бота блоков 10 и l l прекращается и импульсы системы ЧПУ с первого выхода блока 14 подаются на второй вход блока

13 (входные шины 95-98, фиг. 5), а затем на формирователь 2 перемещения и привод 3 подачи (т.е. выполняется пере-. мещение на участке g -e с подачей 5ц ).

При поступлении на второй вхоц блока

8 (входная шина 30, фиг. 2) очередной метки элемент 25 обнуляется и элементы

20 и 21 формируют единичный импульс,, который с второго выхода блока 8 (выходная шина 31) поступает на третий . вход триггера 9 и на его первом и втором выходах появляется сигнал, запускатощий в работу блоки 10 и 11. При этом импульсы системы ЧПУ начинают поступать с второго выхода блока 14 на четвертый вход реверсивного счетчика 1 l.

Д ополнительное перемещение выполняется в на1травлении плюс" (на фиг. 6 участок e - f ), импульсы подсчитываются и поступают на привоц 3 подачи, как было описано.

При обнулении реверсивного счетчика

11 выдается сигнал на вход блока 12. .На первом выходе блока 12 появляется сигнал (выходная шина 78, фиг. 4), который поступая на третий вход блока 13 (входная шина 99, фиг. 5), меняет направление цополнительного перемещения на "минус и, поступая на пятый вход реверсивного счетчика 11 (входная ши- на 62, фиг. 3), разрешает подачу импульсов or системы ЧПУ через элемент 45 на суммирующий вход элемента

49. При обнулении элементов 49 и 50 (т.е. перемещение выполнено на участке

f - фиг. 7) на выходе блока 11 появляется сигнал, который подается на вход блока 12. Данный сигнал проходит через элементы 65,77,70,72 и 73 {см.фиг.4) и элементами 74 и 75 формируется единичный импульс, который с третьего выхода блока 12 (выходная шина 80) поступает на первый вход триггера 9.

Блоки 10 и 11 прекращатот работу и блок 14 начинает пропускать импульсы от системы ЧПУ на блок 13, формирователь 2 перемещения и привод 3 поцачи.

После этого цикл стружкоаробления считается выполненным. Qaree (фиг. 6) участок cg-5 ссооооттввееттссттввууеет т ввррееммееннии, за которое на блок 8 поступает заданное в УП количество пропускаемых меток, затем цикл стружкодробления повторяется.

Устройство работает таким образом, что не дохоця 0,5 мм до окончания цлины

9 938263 10 прохода, на котором выполняется стружкоцробление, оно автомат ически отключается, а информация о режимах дробления отменяется командой СООООО, задаваемой в последующем карре управляющей программы.

Использование устройства позволяет работать на переходах, требующих .стружкодроблення,с производительностью, равной производительности при обычном резании, при минимальных перегрузках режущего инструмента, обеспечивая стабильность разделения стружки на отрезки практически любой длины.

В промышленности используются известные устройства для разделения стружки на отрезки за счет периодических остановок режущего инструмента, применение которых снижает производительность обработки на переходах с дроблением 20 стружки более, чем на 50%, Оснащение токарных станков- с ЧПУ предлагаемым устройством позволяет получить годовой экономический эффект or 1,5 цо 6,0 тыс. руб. в зависимости от модели станка и 25 доли операций требующих стружкоцробления в общем времени работы станка, за счет повыше ния производительн ости обработки и введения многостаночного обслуживания.

ЭО

Ф ормула изобретения

Устройство управления кинематичес35 ким дроблением стружки на токарных станках, содержащее блок ввода, генератор импульсов, реверсивный счетчик, блок заданий скорости, связанный выходом с первым входом блока переключения, блок,> формирования перемещений, сое циненный выходом с входом привода подач, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения производительности обработки, в него введены блок управления направлением дополнительного перемещения, блок задания скорости дополнительных перемещений, формирователь команд, импульсный преобразователь уг ла поворота шпинделя, триггер, блок памяти, связанный входом с выходом бло ка ввода, а соответствующими выходамис первым входом блока количества пропускаемых меток, с первым входом блока задания скорости дополнительных перемещений, с первым входом реверсивного счетчика и с первым входом блока управления направлением дополнительных пе ремещений, подключенного выходом к входу блока формирования перемещений, вторым входом - к первому выходу блока переключения, трегьим и четвертым входами - соответственно к первому и второму выходам блока управления последовательностью дополнительных перемещений, а пятым входом - к. второму вхоцу реверсивного счетчика и к выходу блока задания скорости дополнительных перемещений, связанного вторым входом с вторым выходом генератора импульсов, а третьим входом - c вторым входом блока переключения и с первым выходом триггера, второй выход которого соединен с третьим входом реверсивного счетчика, связанного четвертым входом с вторым выходом блока переключения, а пятым и шестым входами — соответственно с первым и вто рым выходами блока управления последовательностью дополнительных перемещений, а седьмым входом — с первым входом блока управления направления дополнитеаьных перемещений, выход реверсивного счетчика подключен к входу блока управления последовательностью дополнительных перемещений, связанного третьим выходом с . первым входом триггера, подключенного вторым и третьим входами соответственно к первому и второму выходам формирователя команд, соединенного вторым входом с выходом импульсного преобразователя угла поворота шпинделя. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

N 246278, кл. В 23 В 25/02, 1968.

2. Патент Франции № 2145314, кл. В 23 В 25/00, опублик. 1973 (прототип) .

938263 аказ 4464/72 Тираж g14 Подписное

ВННН осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф илиал ППП Па

Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н, Горбун,ца

Редактор А. Шандор Техреду.Пекарь

К орректор В, Бутя а