книги из ГПНТБ / Кужим, Т. П. Электрические системы управления приводами металлорежущих станков обзор патентных описаний

генерирует последовательности импульсов, каждая из которой характеризует составляющую перемещения вдоль одной из взаимно перпендикулярных осей металлорежущего станка (рис. 13). В тече­ ние заданного периода времени —интервала вычислений —сумма квадратов последовательностей импульсов перемещения вдоль каждой оси (которая равна сумме квадратов ошибки относительно

точки отсчета, корректируемых € каждым импульсом управления в течение этого интервала) вычитается из квадрата последователь­ ности импульсов, соответствующих запрограммированной скорости. В том случае, когда получаемая разность отлична от нуля, проис­ ходит изменение частоты импульсов в программируемой последо­ вательности. При переполнении регистров появляется команда «конец периода» и происходит сброс, затем алгоритм управления повторяется.

Автоматическое выравнивание режущего инструмента

20

Вцифровой системе регулировки построения контура применен усовершенствованный способ выравнивания режущего инструмента. Основная система регулировки содержит функциональный генера­ тор построения контура, определяющий траекторию построения контура, и компенсирующий функциональный генератор для непре­ рывного повторного ориентирования вектора компенсации сдвига в зависимости от угла командной траектории. Программный генера­ тор импульсов наклона соединен с функциональным генератором построения контура таким образом, что вырабатываются импульсы, пропорциональные содержимому компенсирующего функциональ­ ного генератора (рис. 14). Выходные сигналы генератора импуль-

Рис. 14. Цифровая система автоматического выравнивания режу­ щего инструмента:

счетчик расстояний по оси У; 24, 26 — счетчики фазы; 28, 30 — дискриминато­

сов наклона лимба инструмента и программного генератора импульсов наклона сравниваются. Если эти выходные сигналы не равны, содержимое компенсирующего функционального генератора преобразуется таким образом, чтобы автоматически (поддержать положение вектора сдвига в зависимости от угла построения контура.

21

Контурная система управления металлорежущим станком,

Для перемещения режущего инструмента вдоль каждой из двух осей двухкоординатного станка применен индивидуальный привод.

с частотой, равной произведению указанной частоты на коэффи­ циент коррекции. Вторая схема компенсации изменяет частоту сле­ дования синхронизирующих сигналов в зависимости от положения наибольшего значащего бита, при этом «пассивные» биты старших разрядов не учитываются (рис. 15),

22

Устройство с цифровым управлением для отслеживания кривых, например, при помощи обрабатывающего инструмента, содержит генератор задающих импульсов, отслеживающих основную кривую, генератор-формирователь импульсов перемещения, отслеживающих переменную величину, генератор-гетеродин задающих импульсов и импульсов перемещения, служащий для отслеживания одной из основных кривых в области сдвига смещенной кривой, датчики пеперемещений для получения исходных сигналов, соответствующих начальным значениям переменных величин и характеризующих ве­ личину перемещения (рис. 16). Для осуществления необходимых

Рис. 16. Цифровое устройство и график отслеживания кривых, с учетом радиуса режущего инструмента:

а — график; б -7 структурная схема устройства; I — генератор задающих им­ пульсов; 2 — генератор-гетеродин; 3 — вычислительный блок; 4 — блок управле­ ния; 5 — блок вывода данных; 6 — генератор переменных сигналов; 7 — генера­ тор-формирователь импульсов перемещений

вычислений устройство снабжено вычислительным блоком, соеди­ ненным с блоком управления для получения командных сигналов и для подачи их на селектор с целью управления переменными величинами.

Патентуемое устройство отличается тем, что генератор задаю­ щих импульсов формирует сигналы, характеризующие направление

dx dy

касательных-^- ; основной кривой Х(т); У(т). Генератор-

формирователь импульсов формирует такие изменяющиеся сигна­ лы, переменные X, У характеризуют окужпосгь радиуса г, равного заданной величине смещения с центром, лежащим на ос­ новной кривой,^ Вычислительный блок подключен к генератору задающих импульсов и генератору-формирователю. Вычислитель­ ный блок выдает сигнал, соответствующий скалярному п-роизведе-

23

соответствующие изменению направления переменных сигналов в зависимости от значения сигнала скалярного произведения. Селек­ тор, вход которого соединен с выходом блока управления, а выход подключен к генератору-формирователю, управляет изменением направления переменных сигналов таким образом, что сигнал ска^ лярного произведения становится равным нулю. Этим обеспечи­ вается такое изменение импульсов, управляющих перемещением ДХ+Дх; ДУ+Дг/, что осуществляется отслеживание ими кривой, смещенной на величину перемещения относительно основной кри­ вой Х (т); У (т).

Контурная цифровая программная система управления

Приводится цифровая контурная система управления, содер­ жащая запоминающее устройство, адресные регистры, регистры сдвига, функциональные, размерные и координатные регистры, пе­ реключающие логические схемы и цифро-аналоговые преобразова­ тели.

На программоносителе, например, восьмидорожечной ленте, записана информация о контуре детали, подлежащей обработке, радиусе обрабатывающего инструмента, траектории движения инструмента. С выхода фотоэлектрического считывающего блока информация поступает на вход регистра 8 (рис. 17). Адресная информация из регистра 8 через регистр сдвига вводится в пассив­ ное запоминающее устройство, связанное с размерными регистра­ ми и пассивными функциональными регистрами. В запоминающее устройство вводится также информация е пульта ручного управле­ ния. Размерные регистры содержат субблоки для хранения адреса, которые в свою очередь соединены с запоминающим устройством 4, и субблоки для хранения числовой информации, которые подклю­ чены к регистру 5 и преобразователю 16. Размерные регистры со­ держат X, Y, Z координаты конечной точки относительно начальной точки движения инструмента и координаты центра круговой интерполяции. Пассивные функциональные регистры состоят из

24

субблоков для хранения адреса и субблоков для хранения числовой информации о скорости подачи, последовательности операций, подготовительной операции выбора инструмента, коррекции режу­ щего инструмента, скорости вращения шпинделя. Субблок 23—2 соединен с регистром 5, другие блоки соединены с логическими схемами «И», подключенными к регистру 8, переключателю 12 и регистру 5.

□ я

[ >

Q * □ «

□Е

сивные функциональные регистры; 30—36 — координатные регистры; 38, 39, 40 — реверсивные счетчики; 41 — переключающая логическая схема; 42—52 сумма­ торы; 53—55 — цифро-аналоговые преобразователи; 57 — синхронизирующая ге­ нератор; 58 — циклический генератор; 59 — генератор скорости; 60— панель

контроля скорости; 61—63 — цифровые датчики

Логическая схема переключения, содержит блоки линейной и круговой интерполяции и управляет работой сумматоров с целью получения интерполяционной функции. Цифро-аналоговые преобра­ зователи преобразуют интерполяционную информацию в аналого­ вые напряжения для управления перемещением режущего инстру­ мента относительно координат X, У, Z.

25

Описывается система цифрового программного управления фрезерным станком. Заготовка устанавливается на рабочем столе с помощью штырей (рис. 18). Перемещение фрезы в процессе обра­ ботки относительно осей Z и У и смещение относительно оси X регу­ лируется цифровой системой управления в соответствии с заданной программой. В программе содержится информация, задающая

Рис. 18. Продольное сечение заготовки, обрабатываемой на фрезерном станке с программным управлением положения центра фрезы:

траекторию перемещения центра фрезы в процессе обработки за­ данного профиля в плоскостях 4', 4". Положение центра фрезы ре­ гулируется IB соответствии с кривизной проекции обрабатываемой поверхности на плоскости Z—X. Направление нормали 12 к этой поверхности задано; к нормали 12 на расстоянии г, равном радиусу фрезы, от обрабатываемой поверхности восстановлен перпендику­ ляр и точка пересечения этого перпендикуляра с плоскостью 4 определяет положение центра фрезы.

Рассмотрены способы подготовки программ обработки изделий.

26

■ у

Запись программы осуществляется на восьмидорожечной ленте, которая сканируется считывающим устройством (рис. 19). С выхода этого устройства управляющие импульсы подаются на вход вычис­ лительного устройства, имеющего магнитную память.

быть прервана подачей сигнала, соответствующего началу выпол­ нения подпрограммы технического обслуживания станка. Прекра­ щение передачи управляющих сигналов на интерполяторы может также осуществляться с пульта управления. Схема опроса интер­ поляторов определяет порядок их работы и включения программ­ ных переключателей пульта управления.

ПОЗИЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЧПУ

Позиционные СЧПУ осуществляют управление перемещением исполнительных органов станка от одной точки к другой с задан­ ными координатами, причем функциональной связи между Коорди­ натами нет. При позиционировании рабочий орган станка переме­ щается в новую точку обработки, причем при одновременном уп­ равлении по одной координате траектория движения представляет ■собой ломаную линию, составленную из отрезков, параллельных осям координат.

В позиционных СЧПУ задаются абсолютные координаты опор­ ных точек или приращения координат при переходе от одной точки к другой.

Способ и устройство позиционирования для станков с ЧПУ.

27

Позиционирование обрабатываемой детали или режущего инст­ румента по предлагаемому способу осуществляется относительно опорной точки, выбранной за абсолютное начало координат.

Схема управления позволяет осуществить позиционирование обрабатываемой детали или режущего инструмента относительно абсолютного начала отсчета независимо от управления станком путем перемещения их вдоль соответствующей оси в заданную ис­ ходную точку (рис. 20).

Устройство позиционирования применено в станках «Milwau­ kee—Matie» — «Series Е».

Способ и устройство измерения и воспроизведения погрешности.

Рассматривается способ измерения и построения последова­ тельности величин погрешности, например, погрешности позициони­ рования подвижных органов станка как функции расстояния.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит лазерный интерферометр для измерения действительного переме­ щения подвижного органа станка iTвычислительный блок, состоя­ щий из двух цифро-аналоговых преобразователей, соединенных с интерферометром для снятия показаний лазерного интерферометра (рис. 21). Вычисленная величина погрешности и величина отрезка пути, на котором возникает эта погрешность, вычерчиваются по­ строителем траекторий.

Система числового позиционного управления с раздельными каналами точного и грубого позиционирования и общим датчиком перемещений.

Описываемая система предназначена для работы в цифровых системах автоматического управления станками и обеспечивает позиционирование управляемого органа станка в соответствии с цифровой программой, считываемой с программоносителя и храня­ щейся в цифровых регистрах сдвига фазы раздельно для каналов грубого и точного позиционирования. Система отличается тем, что

28

ю

(О